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病毒感染主要發(fā)生在許多人聚集的室內(nèi)環(huán)境中，抗病毒化學(xué)品如酒精和雙氧水通常被用來凈化經(jīng)常接觸的表面。這些化學(xué)品通過分解病毒的蛋白質(zhì)，使其基本失去活性。然而，這些化學(xué)品在本質(zhì)上是揮發(fā)性的，也就是說，它們會(huì)蒸發(fā)掉。因此，消毒過程必須定期進(jìn)行。

現(xiàn)在，在最新發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上的一項(xiàng)研究中，由奈良醫(yī)科大學(xué)、神奈川工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所和東京工業(yè)大學(xué)組合的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種固態(tài)光催化劑以作為對病毒的替代性防御。跟化學(xué)消毒劑不同，固態(tài)涂層可以保持很長時(shí)間，自病毒爆發(fā)以來，一直是世界各地深入研究的對象。固態(tài)抗病毒涂層具有無毒、豐富、化學(xué)和熱穩(wěn)定的優(yōu)勢。

許多這些固態(tài)涂層使用TiO₂光催化劑，當(dāng)暴露在紫外線下時(shí)會(huì)引起氧化反應(yīng)，進(jìn)而可以破壞有機(jī)物，如在新冠病毒表面發(fā)現(xiàn)的刺突蛋白。然而這些涂層只有在暴露于紫外線時(shí)才會(huì)被激活，而典型的室內(nèi)環(huán)境中不存在這種情況。在大多數(shù)室內(nèi)環(huán)境中，燈光通常在夜間被關(guān)閉，因此需要在黑暗條件下的抗病毒材料。

為了使涂層在可見光和黑暗條件下都能工作，研究小組開發(fā)了一種由TiO₂和Cu_xO納米團(tuán)簇組成的復(fù)合材料（上圖）。Cu_xO納米團(tuán)簇由混合價(jià)數(shù)的氧化物組成，其中存在Cu(I)和Cu(II)物種。CuxO中的Cu(II)有助于可見光驅(qū)動(dòng)的光催化反應(yīng)，而Cu(I)在變性病毒蛋白方面起著關(guān)鍵作用從而使其在黑暗條件下失活。

通過將Cu_xO/TiO₂粉末涂在玻璃上，研究小組發(fā)現(xiàn)，它甚至可以滅活SARS-CoV-2的高毒性德爾塔變種。研究小組還證實(shí)，除了野生型菌株外，Cu_xO/TiO₂還能滅活阿爾法、貝塔和伽馬變種。

研究小組利用十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)、ELISA檢測和RT-qPCR分析仔細(xì)研究了抗病毒機(jī)制。這些分析有力地表明，Cu_xO中的Cu(I)物種使刺突蛋白變性，也能使SARS-CoV-2的RNA發(fā)生斷裂，即使在黑暗條件下。此外，白光照射導(dǎo)致SARS-CoV-2的有機(jī)分子被光催化氧化。基于這種抗病毒機(jī)制，該研究中的抗病毒材料不限于病毒的特定變體，并且還將螚有效地滅活各種類型的潛在變異株。

本研究中的白光照明通常被用作室內(nèi)照明設(shè)備。這可以使Cu_xO/TiO₂光催化劑在室內(nèi)環(huán)境中能非常有效地減少COVID-19感染的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槭覂?nèi)環(huán)境通常會(huì)定期受到光照和黑暗的影響。

希望這項(xiàng)研究將能讓我們離更好地保護(hù)自己免受新冠病毒感染并適應(yīng)后COVID時(shí)代的到來更近一步。

關(guān)鍵詞：光催化劑病毒感染定期進(jìn)行