शोधकर्ताओं ने नैनोस्केल स्पाइक्स से ढकी एक सिलिकॉन सतह विकसित की है जो 96% तक की दक्षता के साथ, विशेष रूप से शिशुओं और छोटे बच्चों में श्वसन संबंधी बीमारियों का कारण बनने वाले एक सामान्य वायरस को प्रभावी ढंग से छेद कर नष्ट कर सकती है। इस तकनीक का उपयोग शोधकर्ताओं, चिकित्साकर्मियों और रोगियों को वायरस के प्रसार से बचाने के लिए किया जा सकता है।
ह्यूमन पैराइन्फ्लुएंजा वायरस (एचपीआईवी) के चार प्रकारों में से, एचपीआईवी-3 सबसे अधिक विषैला होता है और शिशुओं और छोटे बच्चों में ब्रोंकाइटिस, ट्रेकाइटिस या निमोनिया का कारण बन सकता है। HPIV-3 संक्रमण का मौसमी प्रकोप हर साल होता है, और वायरस हवा या दूषित सतहों के प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष संपर्क के माध्यम से फैलता है।
HPIV-3 संक्रमण को रोकने या इलाज करने के लिए वर्तमान में कोई टीके या एंटीवायरल दवाएं नहीं हैं, इसलिए सामान्य स्वच्छता और सतह की स्वच्छता बनाए रखना सर्वोच्च प्राथमिकता बन जाती है। अब, स्पेन में रोविरा ई वर्गेली विश्वविद्यालय (यूआरवी) और ऑस्ट्रेलिया में रॉयल मेलबर्न इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (आरएमआईटी विश्वविद्यालय) के शोधकर्ताओं ने आश्चर्यजनक वायरस-नाशक गुणों के साथ एक नुकीली सिलिकॉन सतह विकसित करने के लिए सहयोग किया है।
ड्रैगनफ्लाई पंखों से प्रेरित होकर, आरएमआईटी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने अपनी सतहों पर एंटीबायोटिक सुपरबग को मारने के लिए टाइटेनियम से बने "यांत्रिक रूप से स्टरलाइज़" नैनोस्केल स्पाइक्स की प्रभावकारिता का प्रदर्शन किया है। इसी तरह, पॉलिंग जीवाणुरोधी पंखों वाले कीड़ों से परिचित थे। उन्होंने कहा, "ड्रैगनफ्लाइज़ या सिकाडस जैसे कीड़ों के पंखों में नैनोस्ट्रक्चर होते हैं जो बैक्टीरिया और कवक को छेद सकते हैं।"
लेकिन वायरस अलग हैं. वे बैक्टीरिया से छोटे होते हैं, इसलिए उन्हें मारने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले नैनो-नाखून भी छोटे होने चाहिए। यद्यपि भारी धातुओं और उनके डेरिवेटिव के एंटीवायरल गुणों का गहन अध्ययन किया गया है, लेकिन माना जाता है कि वायरस धातु आयनों की रिहाई और प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों की पीढ़ी के कारण निष्क्रिय हो जाते हैं जो झिल्ली और प्रोटीन को नुकसान पहुंचाते हैं। इसलिए, वर्तमान अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने बोरान-डॉप्ड सिलिकॉन वेफर्स का उपयोग करना चुना।
अध्ययन के संबंधित लेखकों में से एक, व्लादिमीर पॉलिन ने कहा: "इस मामले में, हमने सिलिकॉन का उपयोग किया क्योंकि यह तकनीकी रूप से अन्य धातुओं की तुलना में कम जटिल है।"
तेज सतहों को बनाने के लिए, उन्होंने प्लाज्मा प्रतिक्रियाशील आयन नक़्क़ाशी का उपयोग किया, एक ऐसी प्रक्रिया जो वेफर पर जमा सामग्री को हटाने के लिए रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील प्लाज्मा का उपयोग करती है, जिससे शोधकर्ताओं को नैनोस्केल स्पाइक्स की ऊंचाई और अंतर को ठीक करने की अनुमति मिलती है। परिणामी सतह 2-नैनोमीटर-मोटी स्पाइक्स से ढकी हुई है - उनमें से 30,000 मानव बाल में फिट हो सकते हैं - और केवल 290 नैनोमीटर ऊंचे हैं। HPIV-3 वायरल कणों का व्यास 100 नैनोमीटर से 420 नैनोमीटर तक होता है।
1, 3 और 6 घंटे के लिए एचपीआईवी-3 के साथ इनक्यूबेट की गई सतहों की स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम) के तहत जांच की गई, जिसमें पता चला कि वायरस के कणों ने बिना अतिरिक्त स्पाइक्स के सिलिकॉन सतहों पर 6 घंटे के ऊष्मायन के बाद अपना सामान्य आकार बरकरार रखा। हालाँकि, नुकीली सतह पर HPIV-3 कणों का आकार प्रभावित हुआ था; ऊष्मायन के 1 और 3 घंटे के बाद, स्पाइक्स की तेज युक्तियाँ कणों में घुस गईं और उन्हें विकृत कर दिया। छह घंटे के बाद, छर्रे ख़राब हो जाते हैं। प्रत्येक समय बिंदु पर, नैनोनेल सिलिकॉन सतह पर संक्रामक वायरस कणों में उल्लेखनीय कमी आई: एक घंटे के बाद 74%, तीन घंटे के बाद 85%, और छह घंटे के बाद 96%।
जब बैक्टीरिया पर परीक्षण किया गया, तो शोधकर्ताओं ने पाया कि नैनोस्पाइक्स उनके लिए भी घातक थे। वे अस्पताल में संक्रमण से जुड़े दो सामान्य जीवाणुओं, स्यूडोमोनास एरुगिनोसा और स्टैफिलोकोकस ऑरियस ("स्टैफिलोकोकस ऑरियस") की कोशिकाओं को नष्ट करने में सक्षम थे, हालांकि HPIV-3 जितना प्रभावी नहीं था। 18 घंटे के ऊष्मायन के बाद, अव्यवहार्य स्यूडोमोनास एरुगिनोसा और स्टैफिलोकोकस ऑरियस का अनुपात क्रमशः 15% और 25% पाया गया।
निष्कर्ष सिलिकॉन नैनोनेल्स को विषाणुनाशक एजेंटों के रूप में उपयोग करने की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करते हैं। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस तकनीक का उपयोग प्रयोगशालाओं और चिकित्सा केंद्रों में किया जाएगा जहां संभावित खतरनाक जैविक सामग्री संग्रहीत की जाती है, जिससे ये वातावरण शोधकर्ताओं, चिकित्सा कर्मचारियों और रोगियों के लिए सुरक्षित हो जाएगा।
यह शोध ACSNano पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।