غشاء فیلتراسیون

نوعی از غشاء فیلتراسیون برای نابودی ویروس ها

محققان با استفاده نوعی پروتئین اقدام به تولید غشاء فیلتراسیون کردند که می‌توان از آن برای زدودن طیف گسترده‌ای از ویروس‌ها استفاده کرد. با این فناوری مهار ویروس‌های عامل بیماری‌های گوارشی موجود در آب قابل انجام است.

ویروس‌ها می‌توانند نه تنها از طریق قطرات یا آئروسل‌ها پخش شوند بلکه از طریق آب نیز ویروس‌ها قادرند گسترش یابند. در حقیقت، برخی از انواع پاتوژن‌های بالقوه خطرناک بیماری‌های دستگاه گوارش، از نوع ویروس‌هایی هستند که از طریق آب منتقل می‌شوند.

در حال حاضر، این ویروس‌ها با استفاده از نانوفیلتراسیون یا اسمز معکوس از آب خارج می‌شوند، که این کار با هزینه زیاد و تأثیر منفی روی محیط‌زیست همراه است.

به تازگی یک تیم بین‌المللی از محققان به سرپرستی رافائل مزنگا، استاد مواد غذایی و مواد نرم در ETH زوریخ، غشای فیلتر آب جدیدی ایجاد کرده است که هم بسیار کارآمد بوده و هم سازگار با محیط‌زیست است. برای تولید این غشاء، محققان از مواد اولیه طبیعی استفاده کردند.

این غشا فیلتراسیون با همان ساز و کاری کار می‌کند که مزنگا و همکارانش از آن برای حذف فلزات سنگین یا گرانبها از آب استفاده کردند. آن‌ها با استفاده از پروتئین‌های آب پنیر دناتوره شده، غشایی را ایجاد می‌کنند که به‌صورت رشته‌های ریز به نام فیبرهای آمیلوئید است. در این پروژه، محققان این داربست فیبریل را با نانوذرات هیدروکسید آهن (Fe-O-HO) ترکیب کرد‌ند. ساخت این غشا به نسبت آسان است. برای تولید فیبریل، پروتئین‌های آب پنیر حاصل از فرآوری شیر به اسید اضافه و تا ۹۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شوند. این امر باعث می‌شود پروتئین‌ها گسترش یافته و به یکدیگر متصل شوند و فیبر تشکیل دهند.

این نانوذرات را می‌توان در همان ظرف واکنش مانند فیبرها تولید کرد. محققان با بالا بردن pH و افزودن نمک آهن، باعث تجزیه مخلوط به نانوذرات هیدروکسید آهن شده که به فیبرهای آمیلوئید متصل می‌شوند. محققان این پروژه از سلولز به‌عنوان ساپورت غشا استفاده کردند.

این ترکیب الیاف آمیلوئید و نانوذرات هیدروکسید آهن، غشاء را به دامی بسیار موثر و کارآمد برای ویروس‌های مختلف موجود در آب تبدیل می‌کند. اکسید آهن با بار مثبت به‌صورت الکترواستاتیکی ویروس‌های دارای بار منفی را جذب کرده و آن‌ها را غیرفعال می‌کند. فیبریل‌های آمیلوئید به تنهایی قادر به انجام این کار نیستند، زیرا مانند ذرات ویروسی، آن‌ها در pH خنثی نیز بار منفی دارند. با این حال، فیبرها ماتریس ایده‌آل برای نانوذرات اکسید آهن هستند.

با استفاده از این فناوری می‌توان ویروس‌های مختلف را با کارایی بالا از بین برد. این غشاء برای دامنه وسیعی از ویروس‌ها که از طریق آب منتقل می‌شوند قابل استفاده است و با آن‌ها می‌توان گستره وسیعی از ویروس‌ها، از جمله آدنو ویروس‌های بدون پوشش (وانترو ویروس‌ها) را از بین برد، به ویژه ویروس‌هایی که باعث عفونت‌های خطرناک دستگاه گوارش شود و هر ساله حدود نیم میلیون نفر در کشورهای در حال توسعه را به کام مرگ می‌کشند.

مرتبط:

چگونه کارایی غشا را در اسمز معکوس بهبود دهیم؟

منبع:

پایگاه خبری فناوری نانو ایران

https://phys.org