Новое исследование показало, как свет можно использовать для уничтожения инфекционных частиц коронавируса, загрязняющих поверхности.
Ученых интересует, как можно тщательно дезинфицировать помещения, например хирургические, от вирусов, таких как SARS-CoV-2, вызвавших пандемию COVID-19.
Вирусные частицы SARS-CoV-2 состоят из ядра цепей нуклеиновых кислот, содержащих генетическую информацию вируса, окруженного липидной мембраной с торчащими белковыми шипами. Каждый компонент необходим для заражения.
Исследователи из Университета Саутгемптона исследовали, как ультрафиолетовый лазерный свет уничтожает вирус, воздействуя на каждый из этих важнейших компонентов. Используя специализированный ультрафиолетовый лазер с двумя разными длинами волн, ученые смогли определить, как каждый вирусный компонент разлагается под воздействием яркого света. Они обнаружили, что геномный материал очень чувствителен к деградации, а белковые шипы теряют способность связываться с клетками человека.
УФ-свет включает в себя UVA, UVB и UVC-свет. Очень небольшое количество УФ-излучения на частотах ниже 280 нм достигает земной поверхности от Солнца. Именно этот менее изученный ультрафиолетовый свет команда из Саутгемптона использовала в своем исследовании из-за его дезинфицирующих свойств. Ультрафиолетовый свет сильно поглощается различными вирусными компонентами, включая генетический материал (~260 нм) и белковые шипы (~230 нм), что позволяет команде выбрать для проекта частоты лазера 266 и 227 нм.
Ученые из Саутгемптонского университета во главе с профессором Сумитом Махаджаном тесно сотрудничали с учеными производителя лазеров под названием M Squared Lasers, и полученное в соавторстве исследование было опубликовано в журнале Американского химического общества под названием ACS Photonics . Команда обнаружила, что свет с длиной волны 266 нм вызывает повреждение РНК при малом увеличении, влияя на генетическую информацию вируса. Свет с длиной волны 266 нм также повредил структуру белка-шипа SARS-CoV-2, уменьшив его способность связываться с клетками человека путем разрушения дисульфидных связей и ароматических аминокислот.
Свет с длиной волны 227 нм был менее эффективен при повреждении РНК, но более эффективен при повреждении белков посредством окисления (химическая реакция с участием кислорода), которая разворачивает структуру белка.
Важно отметить, что SARS-CoV-2 имеет один из самых крупных геномов среди РНК-вирусов. Это делает его особенно чувствительным к геномным повреждениям.
Профессор Махаджан сказал:
«Легкая дезактивация вирусов, передающихся по воздуху, предлагает универсальный инструмент для дезинфекции наших общественных мест и чувствительного оборудования, которое в противном случае может оказаться трудным для обеззараживания обычными методами. Теперь мы понимаем дифференциальную чувствительность молекулярных компонентов вирусов к световой дезактивации, что открывает возможность создания точно настроенной технологии дезинфекции».
Деактивации на основе света уделяется большое внимание из-за широкого спектра применений, в которых традиционные методы дезактивации на основе жидкости не подходят. Теперь механизм деактивации стал лучше понятен, и это важный шаг во внедрении технологии.