新冠病毒的快速传播是当前世界范围内最令人担忧的问题。这次爆发已经被宣布为大流行世界卫生组织(世卫组织)。的美国食品和药物管理局(FDA),美国国立卫生研究院美国国立卫生研究院(NIH)和其他几个政府组织正在减少官僚主义障碍，以满足疫苗开发和治疗的迫切需要。在科学家们急于寻找新冠病毒治愈方法的同时，重点是防止它的进一步传播。根据我们最新的了解，冠状病毒在密切接触者之间传播。当感染者咳嗽或打喷嚏时，含有病毒的呼吸道飞沫可以感染近距离(6英尺)的其他人。
传播的另一个来源是可能通过接触硬表面(门把手、栏杆、电梯开关等)含有病毒,使其进入人体通过眼睛、鼻子或嘴巴(因此建议从中心疾病控制和预防中心(CDC)避免触及你的脸)。这些病毒已被发现在坚硬的表面上保持活跃和传染性好几天(参考文献# 1-3)。病毒可进一步传播到其他表面，继续传播。
使用医用口罩和其他个人防护装备美国疾病控制与预防中心建议经常用肥皂和水洗手，并定期清洁硬表面，以抗击新型冠状病毒的传播。(图1)
而研究正在了解这种病毒的确切性质,并评估通过硬表面传播的意义,有一些报告表明新型冠状病毒的结构SARS-CoV-2是最简单的病毒类型被洗涤剂/ soap和某些消毒剂[4 - 5]。
SARS-CoV-2的解剖结构是由单链RNA包裹在由脂质和膜蛋白组成的球形包膜内的核衣壳核心，以及在脂质包膜内嵌钉的棒状刺突蛋白组成[6-7，图2]。刺突蛋白帮助病毒附着并感染人类细胞。这些病毒的保护性脂质涂层是最容易失活的类型，与诺如病毒等许多胃肠道病毒不同，诺如病毒有一种叫做衣壳的坚韧蛋白质外壳。
一些可以打破这种脂质包膜的产品是肥皂(通常由称为表面活性剂的表面活性剂组成)，酒精类消毒剂，漂白剂和其他强氧化剂。美国环境保护署发布了一份epa批准的消毒剂清单有资格用于对抗SARS-CoV-2病毒的产品。
图2中的示意图表示了肥皂如何作用于这些病毒的拟议机制;当用肥皂和水清洗被病毒污染的表面时，肥皂分子会包围病毒。肥皂分子的疏水尾巴，喜欢油或脂相，渗透到脂膜，并打破这一层。由此产生的被摧毁的病毒碎片以小胶束[8]的形式被水冲走。
分析洗涤剂如何有效地清洁一个表面是重要的，需要有效的工具。石英晶体耗散微天平(QCM-D)是一种实时分析纳米表面现象的灵敏技术。它已经成功地用于实时监测从硬表面去除的大量物质(脂质、脂肪、油脂、生物膜等)。
在典型的QCM-D实验中，需要测试的涂层传感器安装在流量模块中，然后将其放置在温控测量室中。通过施加合适的驱动电压和两个参数对传感器进行激励;同时实时监测振荡传感器的频移∆F和能量耗散∆D。频移∆F与表面质量变化有关，耗散变化，∆D为附着质量的粘弹性特性信息。
为了分析表面活性剂或洗涤剂的质量去除，传感器首先被涂上被评估的材料。然后将洗涤剂溶液喷过传感器表面，通过测量∆F和∆D，以时间分辨的方式监测质量变化。图4给出了这样一项研究的一个例子(数据来自Biolin Scientific)。
用表面活性剂去除油脂
在本例中，使用QCM-D分析非离子表面活性剂Triton X-100去除一种名为Triolein的脂质。初步估计，这一脂质层可能与病毒的外壳有关，可以收集有关如何将其从表面清除的信息。三烯烃被旋转涂到金QCM-D传感器上，以产生模型表面。随后分析了Triton X的相互作用和去除率随温度和浓度的变化。
结果表明，Triton X-100在所有浓度下都能引起三烯烃的溶胀。当浓度低于CMC时，Triton x -100可以吸附(0.1 x CMC)，也可以部分去除(0.9 x CMC)。然而，当浓度高于CMC (10 x CMC)时，几乎所有的层都被去除(图3)。质量去除速率受温度的影响，如下图3右图所示。在较高的温度下，更快的去除率。
活细菌细胞对表面活性剂和脂多糖的反应
在另一个例子中，Fatisson etal .[9]使用QCM-D实时原位检测活的原代内皮细胞的细胞骨架变化，以响应细胞形态制剂;即表面活性剂Triton-X 100 (TX-100)和细菌脂多糖(LPS)。牛主动脉内皮细胞(BAEC)的涂层上涂硅传感器是通过第一次修改的表面poly-l-lysine(锁相环)聚合物其次是孵化它的悬挂5×104 BAEC 24小时(37◦C, 5%二氧化碳),之前是装在一个QSense流室。然后在温暖的细胞培养基(37◦C)中平衡细胞涂层传感器。最后，在细胞培养液中用上述表面活性剂激发细胞，通过QCM-D[9]监测细胞的实时反应(细胞骨架变化)。
细胞对细胞形态制剂的反应与不同的机械和/或生化途径引起的细胞形态变化有关，即TX-100作用下的细胞收缩和裂解，以及LPS诱导的细胞圆结。结果表明，QCM-D可以检测并表征这些形态变化。此外，细胞毒性也可以预测，因为细胞毒性药物在QCM-D信号中诱导不同的反应。
通过采用类似的方法，可以使用QCM-D来分析清洁和消毒剂产品在不同条件下对SARS-CoV-2涂层表面的影响。有各种各样的硬涂层，包括金属、金属氧化物、玻璃、钢和聚合物，可以用于模拟真实世界的表面。传感器可以从纳米科学仪器获得。英超利物浦足球俱乐部纳米科学分析(ISO 9001:2015认证)，纳米科学仪器的姐妹公司也提供QCM-D测量和其他分析服务。英超利物浦足球俱乐部188BET金宝搏下载
引用:
- 医院感染杂志，2020,DOI:10.1016 / j.jhin.2020.01.022
- MedRxiv 2020 DOI:10.1101 / 2020.03.09.20033217
- 新英格兰医学杂志(2020,DOI:10.1056 / NEJMc2004973
- https://www.vox.com/science-and-health/2020/3/11/21173187/coronavirus-covid-19-hand-washing-sanitizer-compared-soap-is-dope
- https://cen.acs.org/biological-chemistry/infectious-disease/How-we-know-disinfectants-should-kill-the-COVID-19-coronavirus/98/web/2020/03
- https://www.scientificamerican.com/article/how-coronaviruses-cause-infection-from-colds-to-deadly-pneumonia1/
- https://cen.acs.org/analytical-chemistry/structural-biology/Structure-novel-coronavirus-spike-protein/98/i8
- https://www.nytimes.com/2020/03/13/health/soap-coronavirus-handwashing-germs.html
- J. Fatisson等。生物传感器与生物电子学26 (2011)3207-3212https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566310008626