Iffiltra l-Membrana li Tirrendi l-Virus Ma Jagħmlux Ħsara

Minn Peter Rüegg

Ir-riċerkaturi fl-ETH Zurich qed jiżviluppaw membrana ġdida tal-filtru li hija effiċjenti ħafna filtrazzjoni u inattivazzjoni ta ’varjetà wiesgħa ta’imġarrba uviruses li jinġarru. Magħmula minn materjali ekoloġikament sodi, il-membrana għandha ambjent tajjeb kif xieraqfootprint ronmentali.

Il-viruses jistgħu jinfirxu mhux biss permezz ta 'qtar jew ajrusols bħall-koronavirus il-ġdid, iżda fl-ilma wkoll. Fil-fatt, xi patoġeni potenzjalment perikolużi ta ’mard gastrointestinali huma viruses li jinġarru mill-ilma.

Sal-lum, viruses bħal dawn tneħħew mill-ilma bl-użu ta ’nanofiltrazzjoni jew reverse osmosis, iżda bi prezz għoli u impatt qawwi fuq l-ambjent. Pereżempju, in-nanofiltri għall-viruses huma magħmula minn materja prima bbażata fuq il-pitrolju, filwaqt li l-osmosis inversa teħtieġ ammont relattivament kbir ta 'enerġija.

Membrana favur l-ambjent żviluppata
Issa tim internazzjonali ta 'riċerkaturi mmexxi minn Raffaele Mezzenga, Professur tal-Ikel& Materjali Soft fl-ETH Zurich, żviluppat membrana ġdida tal-filtru tal-ilma li hija kemm effettiva ħafna kif ukoll favur l-ambjent. Biex jimmanifatturawha, ir-riċerkaturi użaw materja prima naturali.

Il-membrana tal-filtru taħdem fuq l-istess prinċipju li Mezzenga u l-kollegi tiegħu żviluppaw biex ineħħu metalli tqal jew prezzjużi mill-ilma. Huma joħolqu l-membrana billi jużaw proteini tax-xorrox żnaturati li jinġabru f'filamenti żgħar imsejħa fibrili amiloidi. F'dan il-każ, ir-riċerkaturi kkombinaw dan l-armar tal-fibril ma 'nanopartiċelli ta' idrossidu tal-ħadid (Fe-O-HO).

Il-manifattura tal-membrana hija relattivament sempliċi. Biex jipproduċu l-fibrili, proteini tax-xorrox derivati ​​mill-ipproċessar tal-ħalib huma miżjuda ma 'l-aċidu u msaħħna sa 90 grad Celsius. Dan jikkawża li l-proteini jestendu u jeħlu ma 'xulxin, u jiffurmaw fibrili. In-nanopartiċelli jistgħu jiġu prodotti fl-istess reċipjent tar-reazzjoni bħall-fibrilli: ir-riċerkaturi jgħollu l-pH u jżidu melħ tal-ħadid, u jikkawżaw li t-taħlita "tiddiżintegra" f'nanopartiċelli tal-idrossidu tal-ħadid, li jeħlu mal-fibrili amiloidi. Għal din l-applikazzjoni, Mezzenga u l-kollegi tiegħu użaw iċ-ċelluloża biex isostnu l-membrana.

Din il-kombinazzjoni ta 'fibrili amiloidi u nanopartiċelli tal-idrossidu tal-ħadid tagħmel il-membrana nassa effettiva ħafna u effiċjenti għal diversi viruses preżenti fl-ilma. L-ossidu tal-ħadid iċċarġjat b'mod pożittiv jattira b'mod elettrostatiku l-viruses iċċarġjati b'mod negattiv u jattivahom. Il-fibrili amiloidi waħedhom ma jkunux jistgħu jagħmlu dan għax, bħall-partiċelli virali, huma wkoll iċċarġjati b'mod negattiv f'pH newtrali. Madankollu, il-fibrili huma l-matriċi ideali għan-nanopartiċelli tal-ossidu tal-ħadid.

Diversi viruses eliminati b'mod effiċjenti ħafna
Il-membrana telimina firxa wiesgħa ta 'viruses li jinġarru mill-ilma, inklużi adenovirus mhux imdawwar, retrovirus u enterovirus. Dan it-tielet grupp jista 'jikkawża infezzjonijiet gastrointestinali perikolużi, li joqtlu madwar nofs miljun persuna - ħafna drabi tfal żgħar f'pajjiżi li qed jiżviluppaw u emerġenti - kull sena. L-enterovirus huma estremament iebsa u reżistenti għall-aċidu u jibqgħu fl-ilma għal żmien twil ħafna, għalhekk il-membrana tal-filtru għandha tkun partikolarment attraenti għal pajjiżi ifqar bħala mod biex tgħin tipprevjeni infezzjonijiet bħal dawn.

Barra minn hekk, il-membrana telimina wkoll il-viruses tal-influwenza H1N1 u anke l-virus il-ġdid SARS-CoV-2 mill-ilma b'effiċjenza kbira. F'kampjuni ffiltrati, il-konċentrazzjoni taż-żewġ viruses kienet taħt il-limitu ta 'skoperta, li huwa ekwivalenti għal eliminazzjoni kważi sħiħa ta' dawn il-patoġeni.

GG quot; Aħna konxji li l-koronavirus il-ġdid huwa prinċipalment trasmess permezz ta 'qtar u aerosols, iżda fil-fatt, anke fuq din l-iskala, il-virus jeħtieġ li jkun imdawwar bl-ilma. Il-fatt li nistgħu neħħih b'mod effiċjenti ħafna mill-ilma jissottolinja b'mod impressjonanti l-applikabilità wiesgħa tal-membrana tagħna," tgħid Mezzenga.

Filwaqt li l-membrana hija primarjament iddisinjata għall-użu fl-impjanti tat-trattament tal-ilma mormi jew għat-trattament tal-ilma tax-xorb, tista 'tintuża wkoll f'sistemi ta' filtrazzjoni tal-arja jew saħansitra fil-maskri. Peress li jikkonsisti esklussivament minn materjali ekoloġikament sodi, jista 'sempliċement jiġi kompost wara l-użu - u l-produzzjoni tiegħu teħtieġ enerġija minima. Dawn il-karatteristiċi jagħtuha marka ambjentali eċċellenti, kif irrimarkaw ukoll ir-riċerkaturi fl-istudju tagħhom. Minħabba li l-filtrazzjoni hija passiva, ma teħtieġ l-ebda enerġija addizzjonali, li tagħmel l-operat tagħha newtrali mill-karbonju u ta 'użu possibbli fi kwalunkwe kuntest soċjali, minn komunitajiet urbani għal rurali.

Minbarra l-laboratorju ta 'Mezzenga, xjentisti minn diversi universitajiet Svizzeri kienu involuti fix-xogħol, inklużi speċjalisti tal-virus mill-Universitajiet ta' Zurich, Lausanne u Ġinevra, EPFL, l-Università ta 'Cagliari u l-ETH spin-off BluAct, li għandu l-privattiva fuq dan teknoloġija ġdida.

Sors: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zurich)