Un fotocatalizzatore realizzato utilizzando una combinazione di biossido di titanio (TiO₂ ) e ossido di rame (Cu_x O) i nanocluster inattivano vari tipi di varianti del nuovo coronavirus SARS-CoV-2. In una recente scoperta, gli scienziati della Nara Medical University, del Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology e del Tokyo Institute of Technology hanno sviluppato questo fotocatalizzatore antivirale, che si è dimostrato efficace sia nell'oscurità che nella luce interna.

Il nuovo coronavirus (SARS-CoV-2), responsabile della pandemia di COVID-19 in corso, ha colpito milioni di persone in tutto il mondo. La principale via di trasmissione del virus è attraverso le goccioline rilasciate nell'aria da persone infette. Inoltre, queste goccioline esistono anche su varie superfici. Le infezioni virali si verificano principalmente in ambienti interni dove si riuniscono molte persone. Le sostanze chimiche antivirali, come l'alcol e il perossido di idrogeno, sono spesso utilizzate per decontaminare le superfici toccate regolarmente. Queste sostanze chimiche essenzialmente rendono inattivo il virus abbattendo le sue proteine. Tuttavia, queste sostanze chimiche sono di natura volatile e quindi evaporano. Di conseguenza, il processo di disinfezione deve essere eseguito regolarmente.

Ora in uno studio pubblicato su Rapporti scientifici , un gruppo di ricerca della Nara Medical University, del Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology e del Tokyo Institute of Technology ha sviluppato un fotocatalizzatore a stato solido come difesa alternativa contro il virus. A differenza dei disinfettanti chimici, i rivestimenti allo stato solido rimangono a lungo e, dall'epidemia virale, sono stati oggetto di intense ricerche in tutto il mondo. I rivestimenti antivirali allo stato solido hanno il vantaggio di essere atossici, abbondanti e chimicamente e termicamente stabili.

Molti di questi rivestimenti allo stato solido utilizzano TiO₂ fotocatalizzatori, che se esposti alla luce ultravioletta (UV), provocano una reazione di ossidazione che può distruggere la materia organica come le proteine ​​spike che si trovano sulle superfici dei coronavirus. Tuttavia, questi rivestimenti si attivano solo se esposti alla luce UV, che non è presente nei tipici ambienti interni. Nella maggior parte degli ambienti interni, l'illuminazione è solitamente spenta di notte; quindi si desidera materiale antivirale che funzioni in condizioni di oscurità.

Per far funzionare il rivestimento in condizioni di luce visibile e oscurità, il team ha sviluppato un composito costituito da TiO₂ e Cu_x Oh nanocluster. Cu_x I nanocluster O sono composti da un ossido con numero di valenza misto, in cui sono presenti specie Cu(I) e Cu(II). Le specie Cu(II) in Cu_x L'O contribuisce alla reazione di fotocatalisi guidata dalla luce visibile, mentre le specie Cu(I) svolgono un ruolo cruciale nella denaturazione delle proteine ​​virali, causandone così l'inattivazione in condizioni di oscurità.

Rivestindo il Cu_x O/TiO₂ polvere su un vetro, il team ha dimostrato che potrebbe inattivare anche la variante Delta altamente virulenta di SARS-CoV-2. Il team ha anche confermato l'inattivazione delle varianti Alpha, Beta e Gamma da parte di Cu_x O/TiO₂ oltre al ceppo selvatico.

Il team ha studiato attentamente il meccanismo antivirale utilizzando l'elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato-poliacrilammide (SDS-PAGE), il test ELISA e l'analisi RT-qPCR. Queste analisi suggeriscono fortemente che le specie Cu(I) in Cu_x O denaturalizza le proteine ​​spike e provoca anche la frammentazione dell'RNA di SARS-CoV-2, anche in condizioni di oscurità. Inoltre, l'irradiazione di luce bianca provoca l'ossidazione fotocatalitica delle molecole organiche di SARS-CoV-2. Sulla base di questo meccanismo antivirale, il presente materiale antivirale non è limitato a una variante specifica del virus e sarà efficace per inattivare vari tipi di un potenziale ceppo mutante.

L'illuminazione a luce bianca nel presente studio viene solitamente utilizzata come apparecchio di illuminazione per interni. Questo può rendere Cu_x O/TiO₂ fotocatalizzatore molto efficace nel ridurre il rischio di infezione da COVID-19 negli ambienti interni, che di solito sono soggetti periodicamente sia alla luce che al buio. + Esplora ulteriormente

Il rivestimento delle superfici con un sottile strato di rame ha il potenziale per uccidere più rapidamente il virus che causa il COVID-19