A COVID-19 terjedésének számos kihívása között szerepel a koronavírus azon képessége, hogy hosszú ideig fennmaradjon a felületeken.
Bár hatékonyan letörölhetjük vagy alkohollal sterilizálhatjuk őket, mi van a kényesebb felületekkel, például a kartonnal?
Még a légkörben is képes a SARS-CoV-2 akár több órán keresztül fennmaradni; a kartonon akár 24 órán át is eltarthat, és az életképes részecskék a szennyeződés után három napon belül megtalálhatók a műanyagon.
Számos tudományterület tudósai hatalmas erőforrásokat fektetnek be a világjárvány elleni küzdelembe. Most az UCLA mérnöke, Jitong Chen által vezetett csapat talált megoldást. Éppen most bizonyították, hogy a hideg plazma képes a vírust a legkülönbözőbb felületeken elpusztítani az anyag károsodása nélkül.
“Minden, amit használunk, a levegőből származik” – magyarázza Richard Wirtz repülőgépmérnök. “Levegő és áram: Ez egy nagyon egészséges eljárás, mellékhatások nélkül.”
A négy alapvető anyagállapot közül a legkevesebbet vizsgált plazma (a másik három szilárd, folyékony és gáznemű) természetesen a felső légkörben keletkezik. Akkor keletkezik, amikor az elektronok leválnak atomjaikról (az atomok pozitív töltésűvé teszik), és együtt olyan töltött részecskékből álló levest hoznak létre, amely instabil és ezért reaktívabb, mint egyenértékű gázállapota.
A hideg plazma már bizonyítottan hat a gyógyszerrezisztens baktériumok ellen. Megzavarja a felszínük és a DNS szerkezetét anélkül, hogy károsítanák az emberi szöveteket. Még a rákos sejtek ellen is működik.
Chen, Wirtz és munkatársai olyan légköri plazmasugaras eszközt fejlesztettek ki és nyomtattak 3D-re, amely argongázt, inert és stabil elemet használ, amely a levegőnkben az egyik leggyakoribb gáz. A készülék gyorsító elektronokat küld a gázon, elválasztva a gázatomokat a külső elektronoktól, amikor ütköznek; működéséhez csak 12 watt folyamatos teljesítmény szükséges.
(Chen és mtsai, Physics of Fluids, 2020).
A csapat a szobahőmérsékletű reaktív részecskék áramát irányította a szennyezett felületekre, elektromos áramnak, töltött atomoknak és molekuláknak (ionoknak), valamint UV-sugárzásnak kitéve őket.
Hat felületen tesztelték a plazma hatásait, beleértve a kartont, a bőrt, a műanyagot és a fémet, és megállapították, hogy mindegyik felületen a vírusrészecskék nagy része alig 30 másodperc múlva inaktiválódott. Három perc plazmával való érintkezés teljesen megsemmisítette a vírust.
A kutatók úgy vélik, hogy az oxigén és a nitrogén reaktív ionjai, amelyek a plazma levegővel való kölcsönhatásakor keletkeznek, elpusztítják a vírusrészecskéket; amikor tesztelték a héliummal működő plazmát, amely kevesebb ilyen atomot termel, öt perc használat után is hatástalannak bizonyult.
Amikor a virion felszínén összegyűlnek a töltött részecskék, károsíthatják héját a repedéshez vezető elektrosztatikus erők miatt. Az ionok megszakíthatják a szerkezetileg fontos kötéseket is, például a két szénatom, a szén és az oxigén, valamint a szén és nitrogén atom közötti kötéseket.
A plazma baktériumokra és vírusokra gyakorolt hatásainak kísérletei azt mutatták, hogy a vírus külső burkolatának károsodása magában foglalhatja a sejtekhez való kötődés szempontjából fontos fehérjéket is.
“Az eredmények azt is sugallják, hogy a hideg plazmát meg kell vizsgálni az aeroszolos hordozó SARS-CoV-2 inaktiválása szempontjából” – írta Wirtz és munkatársai cikkükben.
– Ez még csak a kezdet – mondta Wirtz. “Bízunk benne, és nagy reményeket fűzünk a jövőben a plazmához.”
A kutatás a Physics of Fluids folyóiratban jelent meg.
Források: Fotó: (Kovalova Z. et al.).
