正如世界卫生组织(世卫组织)宣布的那样,目前全世界正面临由一种新型病毒引起的大流行和全球危机,该病毒被发现是中国武汉(从2020年1月9日开始)大规模和迅速蔓延的呼吸道疾病暴发的原因,包括可能致命的肺炎。该病毒暂时被命名为2019-nCoV,后来被正式命名为SARS-CoV-2。世卫组织将这种病毒引起的疾病正式命名为2019冠状病毒病(Covid-19)。

SARS-CoV-2是一种封闭的、积极意义上的单链病毒 核糖核酸病毒。冠状病毒之所以如此命名,是因为在电子显微镜下观察时,它们具有太阳日冕(冠状)的特征。这种外观是由表面(或尖钉;从病毒脂质包膜辐射出来的糖蛋白。1SARS-CoV病毒粒子呈球形,平均直径为78纳米(图1)。

SARS-CoV-2是一种脆弱但传染性很强的病毒,主要能够在人与人之间传播。当一个人接触被感染者咳嗽或打喷嚏过的表面,然后再接触他们的鼻子、嘴或眼睛时,它也会传播。在个人层面,建议采取卫生措施防止疾病传播,特别是在个人与患者或受污染的污染物接触的机构中。用肥皂和水洗手或用含酒精的免洗洗手液洗手可以有效阻断病毒传播。

尽管病毒不会在任何非生物表面生长,但最近的研究表明,冠状病毒可以在金属、玻璃、木材、织物和塑料表面存活或具有传染性,持续数小时到几天,不管表面看起来脏还是干净。然而,使用简单的消毒剂,如乙醇(62-71%)、过氧化氢(0.5%)或次氯酸钠(0.1%),就可以相对容易地消灭冠状病毒。2通过打破微小微生物周围脆弱的包膜。然而,几乎不可能一直对表面进行消毒,而且清洁表面也不能保证它不会再次被污染。在这种情况下,如果表面可以击退病原体,使其不粘附和/或通过快速中和被污染的病原体“自我消毒”,这是一个更明智的解决方案。研究表明,COVID-19的刺突糖蛋白允许病毒在呼吸道中与人类上皮细胞的ACE2表面蛋白对接并结合,从而感染这些细胞。新冠病毒刺突糖蛋白与宿主ACE2表面蛋白的结合是感染的关键步骤。

我们的研究目标是创造一种表面能值相对较低的表面涂层,可以排斥刺突糖蛋白,并通过使用活性化学物质,使刺突糖蛋白和病毒核苷酸失活。由于我们已经开发了一种抗菌涂层解决方案,几乎适用于所有表面,它是纳米活性的有效组合,并已证明其具有抗病毒的文献支持,我们对其抗病毒性能也非常确信。这项技术将防止病毒通过接触从非生物物品传播到活体细胞。

文献表明,各种金属和金属氧化物的纳米粒子(NPs),如氧化锌纳米粒子(ZnONPs)3.,氧化亚铜纳米颗粒(CuONPs)4,银纳米颗粒(AgNPs)5、6,纳米碘化铜(I)颗粒(CuINPs)7,金纳米颗粒在二氧化硅纳米颗粒(Au-SiO2NPs)8,还有一些季铵盐阳离子,通常称为quat9在灭活病毒方面非常有前景,并且得到了很好的证明。

我们开发的产品NANOVA HYGIENE+是一种用于织物、塑料、金属和混凝土等表面的抗菌涂料,它包含了非迁移quat和带正电的AgNPs的混合物,作为生物活性纳米颗粒分散到粘结聚合物中。这种抗菌涂层还显示出极低的表面能值(>20 mN/m)10它通过排斥水和油,表现出一种无所畏惧的表面。接触天使为>130o> 50o当以水和十六烷为探针测量时10,分别。该涂层已通过测试报告验证11根据全球标准JIS Z2801,对细菌病原体的防护达到99.9%。涂层表面也被证明能有效地对抗真菌12和藻类病原体。

从现有的已发表的文献数据来看,我们可以肯定地认为,NANOVA HYGIENE+将是一种潜在的涂层候选材料,可以击退和灭活表面上的病毒,因此可能是一种潜在的材料,可以解决目前COVID-19通过表面接触传播的问题(图2)。

掺杂纳米活性材料对抗COVID-19病毒的可能作用方式如下:

  1. 由于AgNPs已被报道抑制病毒核苷酸的复制,其毒性的主要机制。它与电子供体基团结合,如硫、氧和氮,通常存在于微生物体内的酶中。这会导致酶变性,从而有效地丧失细胞的能量来源,导致微生物迅速死亡
  2. 阳离子银(Ag+)或QUATs可能通过与基于电荷的SARS-CoV-2表面(刺突)蛋白S相互作用来灭活它,就像它在艾滋病毒、肝炎病毒等中的作用一样。5、6

由于NANOVA卫生+全恐惧抗菌涂层已经显示出对各种致病菌的完全致残能力,并且在现有科学支持的基础上,我们认为目前的配方也应该对广泛的病毒有效。使用MS2噬菌体(脊髓灰质炎病毒)对涂层进行了初步抗病毒试验。利未病毒科的小的非包膜RNA病毒。结果显示有抗病毒功效13根据全球标准AATCC 100-2012,在与表面接触的2小时内,达到99.9%。另外,目前正在进行一项抗病毒试验,以确定其对新冠病毒在不同表面的失活效果,以阻止通过接触从不同表面向活细胞的二次传播。一旦得到验证,它几乎可以应用于所有表面,如织物(口罩、手套、医生外套、窗帘、床单)、金属(电梯、门把手、门闩、栏杆、公共交通工具)、木材(家具、地板和隔板)、混凝土(医院、诊所和隔离病房)和塑料(开关、厨房和家用电器),并可能挽救许多生命。

致谢

我要感谢信实工业有限公司的Santanu Dasgupta博士、Chitranshu Kumar博士和Manish R. Shukla博士在促进验证研究以测试对不同病毒的有效性方面提供的帮助,并感谢他们在编写本文件时提供的技术投入。

引用:

  1. 陈勇,刘秋青,郭东。新型冠状病毒:基因组结构、复制和发病机理。医学病毒杂志,2020年。
  2. G.坎夫,托德,D.普芬德,S.斯坦曼,E.冠状病毒在无生命表面的持久性及其生物杀菌剂的灭活。J Hosp感染杂志,2020年。
  3. 陈晓峰,陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕,陈晓燕,聚乙二醇包覆氧化锌纳米颗粒抗单纯疱疹病毒的研究进展,中国生物医学工程学报,2018;
  4. 挂,X.,彭,H.,歌,H.,气。Z.,苗族,X.,徐,W氧化亚铜纳米颗粒体外抗丙型肝炎病毒的活性,J性研究方法。2015年,222150 - 157。
  5. Elechiguerra, j.l., Burt, j.l., Morones, j.r., camachoo - bragado, A., Gao, X., Lara, h.h., Yacaman, m.j.,银纳米颗粒与HIV-1的相互作用。纳米生物技术,2005,3(6),6。
  6. 高迪雷罗,方兰加,维tiello, M., Cantisani, M., Marra, V.,高迪雷罗,M.,银纳米颗粒的抗病毒活性研究,分子学报,2011,16(10),8894-918。
  7. 藤森勇,佐藤,早田,长尾,中山,M,中山,Sugamata, R,铃木和夫,K.,纳米铜(I)碘化颗粒对2009年大流行性H1N1流感病毒的抗病毒活性,应用与环境微生物学,2011,951-955。
  8. Lysenko, V., Lozovski, V., Lokshyn, M., goomeniuk, Y., Dorovskih, A., Rusinchuk, N., Pankivska, Y., Povnitsa, O., Zagorodnya, S., Tertykh, V.纳米颗粒作为腺病毒抗病毒剂,自然科学进展:纳米科学与纳米技术, 2018, 9,025021。
  9. Torkelson, da Silva A.K, Love1, dc, Kim, J.Y, Alper, J.P, Coox, B. 1, Dahm, J., Kozodoy, P., Maboudian, R., Nelson, K.L,季铵硅烷包被砂滤去除饮用水中细菌和病毒的研究,应用微生物学报,2012,113,1196-1207。
  10. Nova表面护理中心,报告编号:NSCC/SER/06日期:2019年8月24日。
  11. 生物技术检测服务,证书编号:1900577/3日期:26/06/2019。
  12. 孟买纺织研究协会,证书编号:BTL/TR/1700912/MWO/3/2017日期:27/06/2017。
  13. 生物技术检测服务,证书编号:2000995/2日期:18/04/2020。

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