Filtre Membran Virüsleri Zararsız Hale Getirir

Peter Rüegg tarafından

ETH Zürih'teki araştırmacılar, çok çeşitli havayı filtrelemede ve etkisizleştirmede oldukça verimli olan yeni bir filtre membranı geliştiriyorlar.doğan ve su-bulaşan virüsler. Ekolojik olarak sağlam malzemelerden yapılmış olan membran, uygun şekilde iyi bir çevreye sahiptir.ronmental ayak izi.

Virüsler sadece yeni koronavirüs gibi damlacıklar veya aerosoller yoluyla değil, su içinde de yayılabilir. Aslında, gastrointestinal hastalıkların bazı potansiyel olarak tehlikeli patojenleri su kaynaklı virüslerdir.

Bugüne kadar, bu tür virüsler, nanofiltrasyon veya ters ozmoz kullanılarak sudan çıkarıldı, ancak yüksek maliyetli ve çevre üzerinde ciddi etkileri oldu. Örneğin, virüsler için nanofiltreler petrol bazlı hammaddelerden yapılırken, ters ozmoz nispeten büyük miktarda enerji gerektirir.

Çevre dostu membran geliştirildi
Şimdi, Food& Profesörü Raffaele Mezzenga liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi; ETH Zürih'teki Soft Materials, hem son derece etkili hem de çevre dostu yeni bir su filtre membranı geliştirdi. Bunu üretmek için araştırmacılar doğal hammaddeler kullandılar.

Filtre membranı, Mezzenga ve meslektaşlarının sudan ağır veya değerli metalleri uzaklaştırmak için geliştirdikleri prensiple çalışır. Amiloid fibrilleri adı verilen küçük filamentler halinde birleşen denatüre peynir altı suyu proteinlerini kullanarak zarı oluştururlar. Bu örnekte, araştırmacılar bu fibril iskelesini nanoparçacıklar demir hidroksit (Fe-O-HO) ile birleştirdiler.

Membranın üretimi nispeten basittir. Fibrilleri üretmek için sütün işlenmesinden elde edilen peynir altı suyu proteinleri aside eklenir ve 90 santigrat dereceye kadar ısıtılır. Bu, proteinlerin uzamasına ve birbirine bağlanmasına ve fibriller oluşturmasına neden olur. Nanopartiküller, fibrillerle aynı reaksiyon kabında üretilebilir: araştırmacılar pH'ı yükseltir ve demir tuzu ekleyerek, karışımın amiloid fibrillerine bağlanan demir hidroksit nanopartiküllerine "parçalanmasına" neden olur. Bu uygulama için Mezzenga ve meslektaşları, zarı desteklemek için selüloz kullandılar.

Amiloid fibrilleri ve demir hidroksit nanoparçacıklarının bu kombinasyonu, zarı suda bulunan çeşitli virüsler için oldukça etkili ve verimli bir tuzak haline getirir. Pozitif yüklü demir oksit, negatif yüklü virüsleri elektrostatik olarak çeker ve onları etkisiz hale getirir. Amiloid fibrilleri tek başına bunu yapamaz çünkü viral partiküller gibi onlar da nötr pH'ta negatif yüklüdür. Bununla birlikte, fibriller, demir oksit nanoparçacıkları için ideal matristir.

Çeşitli virüsler son derece verimli bir şekilde ortadan kaldırıldı
Zar, zarfsız adenovirüsler, retrovirüsler ve enterovirüsler dahil olmak üzere çok çeşitli su kaynaklı virüsleri ortadan kaldırır. Bu üçüncü grup, her yıl yaklaşık yarım milyon insanı - genellikle gelişmekte olan ve yükselen ülkelerdeki küçük çocukları - öldüren tehlikeli gastrointestinal enfeksiyonlara neden olabilir. Enterovirüsler son derece sert ve aside dirençlidirler ve suda çok uzun süre kalırlar, bu nedenle filtre membranı bu tür enfeksiyonları önlemenin bir yolu olarak özellikle yoksul ülkeler için çekici olmalıdır.

Ayrıca membran, H1N1 grip virüslerini ve hatta yeni SARS-CoV-2 virüsünü sudan büyük bir verimlilikle yok eder. Filtrelenmiş örneklerde, iki virüsün konsantrasyonu, bu patojenlerin neredeyse tamamen ortadan kaldırılmasına eşdeğer olan tespit sınırının altındaydı.

GG quot;Yeni koronavirüsün ağırlıklı olarak damlacıklar ve aerosoller yoluyla bulaştığının farkındayız, ancak aslında bu ölçekte bile virüsün suyla çevrili olması gerekiyor. Onu sudan çok verimli bir şekilde çıkarabilmemiz gerçeği, membranımız" diyor Mezzenga.

Membran, öncelikle atık su arıtma tesislerinde veya içme suyu arıtımında kullanılmak üzere tasarlanırken, hava filtreleme sistemlerinde ve hatta maskelerde de kullanılabilir. Yalnızca ekolojik olarak sağlam malzemelerden oluştuğu için, kullanımdan sonra kolayca kompostlaştırılabilir ve üretimi minimum enerji gerektirir. Araştırmacıların çalışmalarında da belirttiği gibi, bu özellikler ona mükemmel bir çevresel ayak izi veriyor. Filtreleme pasif olduğu için, çalışmasını karbon nötr yapan ve kentsel topluluklardan kırsal topluluklara kadar herhangi bir sosyal bağlamda olası kullanım sağlayan ek enerji gerektirmez.

Mezzenga'nın laboratuvarına ek olarak, Zürih, Lozan ve Cenevre Üniversiteleri, EPFL, Cagliari Üniversitesi ve ETH yan ürünü BluAct'ten virüs uzmanları da dahil olmak üzere çeşitli İsviçre üniversitelerinden bilim adamları çalışmaya dahil oldu. yeni teknoloji.

Kaynak: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürih)