新研發(fā)的納米硅尖刺刺穿和摧毀常見(jiàn)病毒的有效率達(dá)百分之九十六

近日，研究人員開(kāi)發(fā)出了一種表面覆蓋有納米級(jí)尖刺的硅表面，它能有效地刺穿并消滅一種導(dǎo)致呼吸道疾病（尤其是嬰幼兒呼吸道疾病）的常見(jiàn)病毒，有效率高達(dá)96%。這項(xiàng)技術(shù)可用于保護(hù)研究人員、醫(yī)務(wù)工作者和病人免受病毒侵襲。

在人類副流感病毒（HPIVs）的四種毒株中，HPIV-3的毒性最強(qiáng)，可導(dǎo)致嬰幼兒支氣管炎、氣管炎或肺炎。HPIV-3感染每年都會(huì)季節(jié)性爆發(fā)，病毒通過(guò)空氣傳播或直接間接接觸受污染的表面?zhèn)鞑ァ?/p>

目前還沒(méi)有疫苗或抗病毒藥物可以預(yù)防或治療HPIV-3感染，因此保持衛(wèi)生是當(dāng)務(wù)之急。據(jù)報(bào)道，西班牙羅維拉·維爾吉利大學(xué)（URV）和澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)（RMIT University）的研究人員合作開(kāi)發(fā)出了一種具有驚人病毒殺滅特性的加標(biāo)硅表面。

受蜻蜓翅膀的啟發(fā)，澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明了使用鈦制成的納米級(jí)尖刺“機(jī)械殺菌”表面刺殺抗生素超級(jí)細(xì)菌的功效。同樣，該研究的通訊作者之一弗拉基米爾·鮑林對(duì)擁有抗菌翅膀的昆蟲(chóng)也很熟悉。他說(shuō)：“蜻蜓或蟬等昆蟲(chóng)的翅膀具有納米結(jié)構(gòu)，可以刺穿細(xì)菌和真菌。”

但病毒不同。它們比細(xì)菌更小，因此用于殺死它們的納米釘也需要更小。雖然重金屬及其衍生物的抗病毒特性已得到深入研究，但由于金屬離子的釋放和活性氧的產(chǎn)生會(huì)破壞薄膜和蛋白質(zhì)，病毒被認(rèn)為是失活的。因此，在目前的研究中，研究人員選擇使用摻硼硅片。

鮑林說(shuō)：“在這種情況下，我們使用硅，因?yàn)樗诩夹g(shù)上沒(méi)有其他金屬那么復(fù)雜。”

為了制造出尖銳的表面，他們使用了等離子體反應(yīng)離子蝕刻法，這種工藝?yán)没瘜W(xué)反應(yīng)等離子體去除沉積在晶片上的材料，使研究人員能夠微調(diào)納米尖峰的高度和間距。最終形成的表面布滿了2納米厚的尖刺，3萬(wàn)個(gè)尖刺可以塞進(jìn)人的頭發(fā)里， 僅高2 9 0納米。HPIV-3病毒顆粒的直徑在100納米到420納米之間。

在掃描電子顯微鏡（SEM）下檢查了與HPIV-3培養(yǎng)1小時(shí)、3小時(shí)和6小時(shí)的表面，結(jié)果表明，在未添加尖刺的硅表面上培養(yǎng)6小時(shí)后，病毒顆粒仍保持通常的形狀。然而，在加有尖刺的表面上，HPIV-3顆粒的形狀受到了影響；培養(yǎng)1小時(shí)和3小時(shí)后，尖刺的鋒利尖端穿透了顆粒并使其變形。6小時(shí)后，顆粒變癟。在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，納米釘硅表面上的感染性病毒顆粒都有顯著下降：1小時(shí)后下降74%，3小時(shí)后下降85%，6小時(shí)后下降96%。

在對(duì)細(xì)菌進(jìn)行測(cè)試時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)納米尖刺對(duì)它們也是致命的。它們能破壞兩種常見(jiàn)的醫(yī)院感染相關(guān)細(xì)菌——銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌的細(xì)胞， 不過(guò)效果沒(méi)有對(duì)HPIV-3那么顯著。培養(yǎng)18小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)無(wú)法存活的銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌的比例分別為15%和25%。

研究結(jié)果證明了使用硅納米釘作為殺病毒劑的有效性。研究人員預(yù)計(jì)，這項(xiàng)技術(shù)將應(yīng)用于存放具有潛在危險(xiǎn)的生物材料的實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療中心， 從而使這些環(huán)境對(duì)研究人員、醫(yī)務(wù)工作者和病人更加安全。 （綜合整理報(bào)道）（策劃/羅媛）