필터 멤브레인은 바이러스를 무해하게 만듭니다.

피터 뤼에그

ETH 취리히의 연구원들은 다양한 공기를 필터링하고 비활성화하는 데 매우 효율적인 새로운 필터 멤브레인을 개발하고 있습니다.부담 및 물-매개 바이러스. 생태학적으로 건전한 재료로 만든 멤브레인은 적절한 환경이 있습니다.론멘탈 발자국.

바이러스는 새로운 코로나바이러스와 같은 물방울이나 에어로졸을 통해뿐만 아니라 물속에서도 퍼질 수 있습니다. 사실, 위장 질환의 일부 잠재적으로 위험한 병원균은 수성 바이러스입니다.

현재까지 이러한 바이러스는 나노 여과 또는 역 삼투압을 사용하여 물에서 제거되었지만 높은 비용과 환경에 심각한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 바이러스용 나노 필터는 석유 기반 원료로 만들어지며 역삼투에는 상대적으로 많은 양의 에너지가 필요합니다.

환경 친화적 인 멤브레인 개발
현재 ETH 취리히의 식품 및 소프트 머티리얼 교수인 라파엘레 메첸가(Raffaele Mezzenga)가 이끄는 국제적인 연구팀이 매우 효과적이고 환경 친화적인 새로운 물 필터 멤브레인을 개발했습니다. 그것을 제조하기 위해, 연구원은 천연 원료를 사용했다.

필터 멤브레인은 Mezzenga와 그의 동료가 물에서 중금속또는 귀금속을 제거하기 위해 개발한 것과 동일한 원리로 작동합니다. 그(것)들은 아밀로이드 fibrils에게 불린 분 필라멘트로 조립하는 변성 유청 단백질을 사용하여 막을 만듭니다. 이 경우, 연구원은 철 수산화 (Fe-O-HO)의 나노 입자와이 피브릴 비계를 결합했다.

멤브레인을 제조하는 것은 비교적 간단합니다. 피브릴을 생산하기 위해 우유 가공에서 추출한 유청 단백질을 산에 첨가하고 섭씨 90도로 가열합니다. 이것은 단백질이 확장되고 서로 붙어 서섬유를 형성하는 원인이 됩니다. 나노 입자는 피브릴과 동일한 반응 용기에서 생성 될 수있다 : 연구원은 pH를 제기하고 철 소금을 추가, 혼합물이 철 수산화 나노 입자로 "분해"하는 원인이, 아밀로이드 fibrils에 부착. 이 응용 프로그램을 위해, Mezzenga와 그의 동료는 막을 지원하기 위해 셀룰로오스를 사용했다.

아밀로이드 피브릴과 철 수산화 나노 입자의 이 조합은 막이 물에 존재하는 다양한 바이러스에 대해 매우 효과적이고 효율적인 함정을 만듭니다. 양전하 산화철은 정전기적으로 음전하 바이러스를 끌어들이고 비활성화합니다. 아밀로이드 피브릴은 바이러스 성 입자와 마찬가지로 중립 pH에서도 음전하되기 때문에 이 작업을 수행 할 수 없습니다. 그러나, 피브릴은 산화철 나노입자에 이상적인 매트릭스이다.

매우 효율적으로 제거된 다양한 바이러스
멤브레인은 비봉투 아데노바이러스, 레트로바이러스 및 엔테로바이러스를 포함한 광범위한 수성 바이러스를 제거합니다. 이 세 번째 그룹은 위험한 위장 감염을 일으킬 수 있습니다., 약 절반 만 사람들을 죽여 – 종종 개발 및 신흥 국가에서 어린 아이 – 매년. Enteroviruses는 매우 단단하고 산성내성이 있으며 매우 오랜 시간 동안 물에 남아 있으므로 필터 멤브레인은 그러한 감염을 예방하는 방법으로 가난한 국가에 특히 매력적이어야합니다.

또한, 멤브레인은 또한 H1N1 독감 바이러스와 큰 효율성으로 물에서 새로운 SARS-CoV-2 바이러스를 제거합니다. 여과된 샘플에서, 2개의 바이러스의 농도는 검출 한계 의 밑에, 이 병원체의 거의 완전한 제거에 해당합니다.

"우리는 새로운 코로나 바이러스가 주로 물방울과 에어로졸을 통해 전송된다는 것을 알고 있습니다, 그러나 사실, 이 규모에 조차, 바이러스는 물에 포위되는 것을 요구합니다. 우리가 물에서 아주 효율적으로 제거할 수 있다는 사실은 우리의 막의 광범위한 적용성을 인상적으로 강조합니다," Mezzenga는 말합니다.

멤브레인은 주로 폐수 처리 장이나 음용수 처리에 사용하도록 설계되었지만 공기 여과 시스템이나 마스크에도 사용할 수 있습니다. 생태학적으로 건전한 재료로만 구성되어 있기 때문에 사용 후 단순히 퇴비화될 수 있으며, 생산에는 최소 에너지가 필요합니다. 연구원은 또한 그들의 연구 결과에서 지적하는 대로 이 특성은 그것을 우수한 환경 발자국을 줍니다. 여과는 수동적이기 때문에 추가 에너지가 필요하지 않으므로 탄소 를 중립화하고 도시에서 농촌 지역 사회에 이르기까지 사회적 맥락에서 사용할 수 있습니다.

메첸가의 실험실 외에도 취리히, 로잔 및 제네바 대학, EPFL, 칼리아리 대학 및 ETH 스핀 오프 BluAct의 바이러스 전문가를 포함하여 여러 스위스 대학의 과학자들이 이 새로운 기술에 대한 특허를 보유하고 있습니다.

출처: 이드게쇠시슈 테크니체 호흐슐레 취리히 (ETH 취리히)