Advanced Functional Materials | 辜美佳等揭示疏水性激光誘導(dǎo)石墨烯在溫和條件下高效快速滅活人類冠狀病毒
2021年3月9日，材料領(lǐng)域國際頂級學術(shù)期刊Advanced Functional Materials（影響因子16.836），在線發(fā)表了我院組合生物合成與新藥發(fā)現(xiàn)教育部重點實驗室鄧子新院士團隊辜美佳老師的研究論文（原文連接：https://doi.org/10.1002/adfm.202101195），題為“Highly Efficient and Rapid Inactivation of Coronavirus on Non‐Metal Hydrophobic Laser‐Induced Graphene in Mild Conditions”（被選為VIP paper）。該研究揭示了疏水性激光誘導(dǎo)石墨烯在溫和條件下即可高效快速滅活兩種人類冠狀病毒。武漢大學藥學院為第一單位。
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由嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2（SARS-CoV-2）引發(fā)的2019年冠狀病毒（COVID-19）大流行在全球范圍內(nèi)造成了大量的感染病例和人員死亡。但現(xiàn)有的抗病毒的材料和方法（金屬、化學物質(zhì)、高溫和紫外線照射）雖可滅活病毒，但它們的毒性、昂貴的價格以及不便的操作性嚴重限制其推廣和使用。普通石墨烯的光熱效應(yīng)賦予其良好的抗病毒能力，但是日常生活中的太陽光不足以誘導(dǎo)石墨烯產(chǎn)生消滅病毒的高溫（110℃）。因此，研制能夠在溫和條件下有效、快速地滅活病毒的石墨烯材料在新冠大流行中具有廣泛的研究價值。
我院辜美佳老師與香港城市大學葉汝全教授，香港科技大學唐本忠院士合作在空氣和氮氣條件下通過激光誘導(dǎo)石墨烯一步法制備親水性石墨烯膜（LIG）和疏水性石墨烯膜（HLIG），然后在LIG膜表面再次通過激光誘導(dǎo)制備納米銀石墨烯復(fù)合膜（Ag NPs/LIG）。激光誘導(dǎo)石墨烯乃突破性 “環(huán)保技術(shù)”，基本上含碳的材料，例如纖維和紙張等生物質(zhì)材料，都可采用這技術(shù)；而且可在室溫操作，除原材料外，無需使用其他化學物，既不造成污染，能源消耗也不多。HLIG為非金屬材料，安全無毒，而光熱效應(yīng)和疏水性賦予其對于HCoV-OC43和 HCoV-229E兩種人類冠狀病毒良好的抗病毒效果。從HCoV-OC43和HCoV-229E兩種病毒的核酸水平、蛋白表達水平和病毒滴度等方面綜合評價了LIG、H-LIG、Ag-NPs/LIG和外科口罩內(nèi)芯熔噴織物（MBF）的抗病毒作用。在日光下暴露15min后，即可使HLIG對HCoV-OC43和HCoV-229E抑制率提高至97.5%和95%，遠高于MBF。不僅如此，HLIG的病毒滅活效果非常穩(wěn)定。三次使用后，HLIG仍對HCoV-OC43和HCoV-229E兩種病毒分別具有97%和68.67%的抗病毒效果。低成本、可大量生產(chǎn)、溫和的殺病毒條件、可重復(fù)使用性和可持續(xù)性使HLIG成為一種極有前景的材料，在新冠大流行期間的日常保護中具有極高的潛在應(yīng)用價值。目前，以相關(guān)激光誘導(dǎo)石墨烯材料生產(chǎn)的口罩已量產(chǎn)。
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LIG, HLIG和Ag NPs/LIG的表征
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?LIG, HLIG,?Ag NPs/LIG和MBF的抗病毒效果
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該項工作得到了武漢大學生命科學學院中國典型培養(yǎng)物保藏中心沈超副教授的大力支持。
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