2024 年 3 月 26 日
(Nanowerk新聞）由皇家墨爾本理工大學領導的國際研究小組設計並製造了一種殺病毒表面，可以幫助控制疾病在醫院、實驗室和其他高風險環境中的傳播。由矽製成的表面覆蓋著微小的奈米尖刺，可以在接觸時刺穿病毒。對 hPIV-3 病毒（引起支氣管炎、肺炎和哮吼）的實驗室測試顯示，96% 的病毒要么被撕裂，要么被損壞到無法再複製以引起感染的程度。這些令人印象深刻的成果登上了頂級奈米科學期刊的封面 ACS納米 (“奈米結構表面刺穿人類副流感病毒”），展示了該材料有助於控制實驗室和醫療環境中潛在危險生物材料傳播的前景。
奈米尖刺矽表面上的病毒細胞，放大了 65,000 倍。 1小時後，已經開始洩漏材料。 （圖片來源：皇家墨爾本理工大學）
刺入病毒以殺死它們
皇家墨爾本理工大學健康與生物醫學學院的通訊作者 Natalie Borg 博士表示，這種看似簡單的病毒串聯概念需要相當多的技術專業知識。 「我們的病毒殺滅表面肉眼看起來就像一面平坦的黑色鏡子，但實際上有專門用來殺死病毒的微小尖刺，」她說。 “這種材料可以融入到經常接觸的設備和表面中，以防止病毒傳播並減少消毒劑的使用。”奈米尖刺表面是在墨爾本奈米加工中心製造的，從光滑的矽晶片開始，用離子轟擊以策略性地去除材料。結果是表面佈滿了 2 納米厚（比人類頭髮細 30,000 倍）、高 290 奈米的針。
抗菌表面專家
由 RMIT 傑出教授 Elena Ivanova 領導的團隊擁有多年研究控制病原微生物的機械方法的經驗，其靈感來自於自然界：蜻蜓或蟬等昆蟲的翅膀具有奈米級的尖刺結構，可以刺穿細菌和真菌。然而，在這種情況下，病毒比細菌小一個數量級，因此如果要對細菌產生任何影響，針必須相應地更小。研究小組從理論和實踐角度分析了病毒接觸奈米結構表面時失去感染能力的過程。西班牙URV 大學的研究人員Vladimir Baulin 博士和Vassil Tzanov 博士用電腦模擬了病毒和針頭之間的相互作用，而皇家墨爾本理工大學的研究人員則進行了實際的實驗分析，將病毒暴露在奈米結構表面，並在皇家墨爾本理工大學的顯微鏡和微量分析中觀察結果設施。研究結果表明，這種尖刺設計在破壞病毒的外部結構和刺穿其細胞膜方面非常有效，六小時內使接觸表面的 96% 的病毒喪失能力。該研究的第一作者 Samson Mah 在 RMIT-CSIRO 碩士研究獎學金下完成了這項工作，現在已經與團隊一起進行博士研究，他表示這項研究的實際潛力給了他很大的啟發。他說：「在實驗室或醫療機構等高風險環境中實施這項尖端技術，可以顯著加強針對傳染病的遏制措施，因為在這些環境中，暴露於危險的生物材料是一個令人擔憂的問題。” “通過這樣做，我們的目標是為研究人員、醫療保健專業人員和患者創造更安全的環境。”該計畫是一個真正的跨學科和多機構合作，歷時兩年，涉及來自 RMIT、URV（西班牙）、CSIRO、斯威本大學、莫納什大學和 Kaiteki 研究所（日本）的研究人員。
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