استخدم الشب والعديد من الباحثين في UCF تقنية النانو لتطوير عامل التنظيف ، الذي يحمي من سبعة فيروسات لمدة تصل إلى سبعة أيام.
طور باحثو UCF مطهرًا يعتمد على الجسيمات النانوية يمكنه قتل الفيروسات باستمرار على الأسطح لمدة تصل إلى سبعة أيام - وهو اكتشاف يمكن أن يكون سلاحًا قويًا ضد كوفيد-19 وغيرها من الفيروسات المسببة للأمراض الناشئة.
النتائج ، بقلم فريق متعدد التخصصات من خبراء الهندسة والفيروسات بالجامعة ورئيس شركة تكنولوجيا في أورلاندو ، تم نشرهما هذا الأسبوع في أكس نانو، مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية.
استلهمت كريستينا دريك '07PhD ، مؤسسة Kismet Technologies ، من تطوير المطهر بعد القيام برحلة إلى متجر البقالة في الأيام الأولى للوباء. هناك رأت عاملاً يرش المطهر على مقبض الثلاجة ، ثم يمسح الرذاذ على الفور.
تقول: "في البداية كنت أفكر في تطوير مطهر سريع المفعول ، لكننا تحدثنا إلى المستهلكين ، مثل الأطباء وأطباء الأسنان ، لمعرفة ما يريدون حقًا من المطهر. أكثر ما كان يهمهم هو شيء يدوم طويلاً ويستمر في تطهير المناطق عالية اللمس مثل مقابض الأبواب والأرضيات لفترة طويلة بعد التطبيق ".
شارك دريك مع سوديبتا سيل ، مهندس مواد وخبير في علوم النانو في جامعة كاليفورنيا ، وجريف باركس ، عالم الفيروسات بكلية الطب ، وهو أيضًا عميد مشارك للأبحاث ومدير كلية بورنيت للعلوم الطبية الحيوية. بتمويل من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ، Kismet Tech و Florida High Tech Corridor ، ابتكر الباحثون مطهرًا مصممًا بالجسيمات النانوية.
المكون النشط هو بنية نانوية هندسية تسمى أكسيد السيريوم ، والتي تشتهر بخصائصها المضادة للأكسدة المتجددة. يتم تعديل الجسيمات النانوية من أكسيد السيريوم بكميات صغيرة من الفضة لجعلها أكثر قوة ضد مسببات الأمراض.
"إنه يعمل كيميائيًا وميكانيكيًا" ، كما يقول سيل ، الذي كان يعمل دراسة تكنولوجيا النانو لأكثر من 20 عامًا. "تبعث الجسيمات النانوية إلكترونات تعمل على أكسدة الفيروس ، مما يجعله غير نشط. ميكانيكيًا ، فإنها تلتصق أيضًا بالفيروس وتمزق السطح ، تقريبًا مثل فرقعة بالون ".
تعمل معظم المناديل أو البخاخات المطهرة على تطهير السطح في غضون ثلاث إلى ست دقائق من التطبيق ولكن ليس لها آثار متبقية. هذا يعني أن الأسطح تحتاج إلى مسحها بشكل متكرر لتظل نظيفة من عدد من الفيروسات ، مثل COVID-19. تحافظ تركيبة الجسيمات النانوية على قدرتها على تعطيل الميكروبات وتستمر في تطهير الأسطح لمدة تصل إلى سبعة أيام بعد الاستخدام الفردي.
يقول باركس ، الذي كان مختبره مسؤولاً عن اختبار التركيبة مقابل "قاموس" للفيروسات: "أظهر المطهر نشاطًا هائلاً مضادًا للفيروسات ضد سبعة فيروسات مختلفة". لم يُظهر خصائص مضادة للفيروسات تجاه فيروس كورونا وفيروسات الأنف فحسب ، بل أثبت أيضًا فعاليته ضد مجموعة واسعة من الفيروسات الأخرى ذات الهياكل والتعقيدات المختلفة. نأمل أنه مع هذه المجموعة المذهلة من القدرة على القتل ، سيكون هذا المطهر أيضًا أداة فعالة للغاية ضد الفيروسات الناشئة الجديدة الأخرى. "
العلماء واثقون من أن الحل سيكون له تأثير كبير في أماكن الرعاية الصحية على وجه الخصوص ، مما يقلل من معدل العدوى المكتسبة من المستشفيات ، مثل المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) ، الزائفة الزنجارية والمطثية العسيرة - والتي تؤثر على أكثر من واحد من كل 30. المرضى الذين تم إدخالهم إلى مستشفيات الولايات المتحدة.
وعلى عكس العديد من المطهرات التجارية ، فإن المستحضر لا يحتوي على مواد كيميائية ضارة ، مما يشير إلى أنه سيكون آمنًا للاستخدام على أي سطح. لم تظهر الاختبارات التنظيمية للتهيج على خلايا الجلد والعين ، كما هو مطلوب من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية ، أي آثار ضارة.
يقول دريك: "تحتوي العديد من المطهرات المنزلية المتوفرة حاليًا على مواد كيميائية يمكن أن تكون ضارة للجسم مع التعرض المتكرر". "سيحصل منتجنا القائم على الجسيمات النانوية على تصنيف أمان عالٍ سيلعب دورًا رئيسيًا في تقليل التعرض الكيميائي العام للبشر."
هناك حاجة إلى مزيد من البحث قبل أن يتم طرح المنتج في السوق ، ولهذا السبب ستنظر المرحلة التالية من الدراسة في كيفية أداء المطهر خارج المختبر في تطبيقات العالم الحقيقي. سيبحث هذا العمل في كيفية تأثر المطهر بالعوامل الخارجية مثل درجة الحرارة أو ضوء الشمس. يجري الفريق محادثات مع شبكة مستشفيات محلية لاختبار المنتج في منشآتهم.
"نحن نستكشف أيضًا تطوير نظام شبه دائم فيلم لنرى ما إذا كان بإمكاننا تغطية وإغلاق أرضية المستشفى أو مقابض الأبواب ، وهي المناطق التي تحتاج فيها إلى تطهير الأشياء وحتى مع الاتصال العدواني والمستمر ، "يقول دريك.
المرجع: "أكسيد السيريوم ذو المقياس النانوي المعدني يثبط نشاط الفيروس التاجي البشري والفيروس الأنفي عن طريق الاضطراب السطحي" بقلم كريج ج.نيل ، كانديس آر فوكس ، تاميل سيلفان ساكثيفيل ، أوديت كومار ، ييفي فو ، كريستينا دريك ، جريفيث د. باركس ، سوديبتا سيل ، 26 أغسطس 2021، أكس نانو.
دوى: 10.1021 / acsnano.1c04142
انضم سيل إلى قسم علوم وهندسة المواد في UCF ، وهو جزء من كلية الهندسة وعلوم الكمبيوتر في UCF ، في عام 1997. لديه موعد في كلية الطب وهو عضو في Biionix Cluster UCF ، والتي تركز على تطوير التكنولوجيا الطبية لـ الأطراف الصناعية. وهو المدير السابق لمركز تكنولوجيا علم النانو ومركز تحليل معالجة المواد المتقدمة في UCF. حصل على الدكتوراه في هندسة المواد مع تخصص فرعي في الكيمياء الحيوية من جامعة ويسكونسن وكان زميلًا لما بعد الدكتوراه في مختبر لورانس بيركلي الوطني في جامعة كاليفورنيا بيركلي.
جاء باركس إلى UCF في عام 2014 بعد 20 عامًا في كلية ويك فورست للطب ، حيث كان أستاذًا ورئيسًا لقسم علم الأحياء الدقيقة والمناعة. حصل على الدكتوراه في الكيمياء الحيوية من جامعة ويسكونسن وكان زميلًا في جمعية السرطان الأمريكية جامعة نورث وسترن.
شارك في تأليف الدراسة باحثان ما بعد الدكتوراه كانديس فوكس من كلية الطب وكريغ نيل من كلية الهندسة وعلوم الكمبيوتر. طلاب الدراسات العليا تاميل ساكثيفيل وأوديت كومار وييفي فو من كلية الهندسة وعلوم الكمبيوتر كانوا أيضًا مؤلفين مشاركين.
