Mezi mnoha výzvami, kterým čelíme při šíření COVID-19, je schopnost koronaviru přežít na površích po dlouhou dobu.
I když můžeme účinně otřít předměty nebo je sterilizovat alkoholem, co jemnější povrchy, jako je lepenka?
I v atmosféře může SARS-CoV-2 přežít až několik hodin; na kartonu to může trvat až 24 hodin a životaschopné částice se na plastu objeví do tří dnů po jeho znečištění.
Vědci z mnoha oborů investují své obrovské zdroje do boje proti pandemii. Nyní možná našel řešení tým pod vedením inženýra Jitong Chena z UCLA. Právě prokázali schopnost studené plazmy zabíjet virus na nejrůznějších površích bez poškození materiálu.
“Všechno, co používáme, pochází ze vzduchu,” vysvětluje letecký inženýr Richard Wirtz. “Vzduch a elektřina: Jedná se o velmi zdravý postup bez vedlejších účinků.”
Plazma, nejméně studovaná ze čtyř základních stavů hmoty (další tři jsou pevné, kapalné a plynné), přirozeně vznikají v horních vrstvách atmosféry. Tvoří se, když se elektrony oddělí od svých atomů (čímž se atomy kladně nabijí) a společně vytvoří polévku nabitých částic, které jsou nestabilní a proto reaktivnější než jejich ekvivalentní plynný stav.
Studená plazma již prokázala svoji účinnost proti bakteriím rezistentním na léky. Narušuje strukturu jejich povrchu a DNA bez poškození lidské tkáně. Funguje dokonce proti rakovinovým buňkám.
Chen, Wirtz a kolegové vyvinuli a 3D vytiskli zařízení s atmosférickým plazmovým paprskem, které používá argonový plyn, inertní a stabilní prvek, který je jedním z nejběžnějších plynů v našem vzduchu. Zařízení vysílá zrychlující elektrony plynem a odděluje atomy plynu od vnějších elektronů, když se srazí; vyžaduje k provozu pouze 12 wattů nepřetržitého výkonu.
(Chen a kol., Fyzika tekutin, 2020).
Tým nasměroval proud reaktivních částic o pokojové teplotě na kontaminované povrchy a vystavil je elektrickému proudu, nabitým atomům a molekulám (ionty) a UV záření.
Testovali účinek plazmy na šest povrchů, včetně lepenky, kůže, plastů a kovů, a zjistili, že na každém povrchu byla většina virových částic inaktivována již po 30 sekundách. Tři minuty kontaktu s plazmou virus úplně zničily.
Vědci se domnívají, že reaktivní ionty kyslíku a dusíku, které vznikají při interakci plazmy se vzduchem, ničí virové částice; když testovali plazmu poháněnou héliem, která produkuje méně těchto druhů atomů, ukázalo se to neúčinné i po pěti minutách používání.
Když se nabité částice shromažďují na povrchu virionu, mohou poškodit jeho obal elektrostatickými silami vedoucími k jeho prasknutí. Iony mohou také narušit strukturně důležité vazby, jako jsou vazby mezi dvěma atomy uhlíku, uhlíkem a kyslíkem, a atomy uhlíku a dusíku.
Pokusy s účinky plazmy na bakterie a viry ukázaly, že poškození vnějšího obalu viru může zahrnovat proteiny důležité pro vazbu na buňky.
„Výsledky také naznačují, že studená plazma by měla být testována na inaktivaci aerosolem přenášeného SARS-CoV-2,“ napsali Wirtz a kolegové ve svém příspěvku.
„To je jen začátek,“ řekl Wirtz. „Jsme si jisti a v budoucnu věříme v plazmu.“
Výzkum je publikován v časopise Physics of Fluids.
Zdroje: Foto: (Kovalova Z. a kol.).
