近日,我组与催化基础国家重点实验室邓德会研究员团队,与中科院武汉病毒研究所胡杨波研究员团队多学科交叉合作,提出了一种电化学氧化灭活新冠病毒(SARS-CoV-2)的新途径,利用电解水过程中阳极产生的活性氧物种,在实验室中实现了对新冠病毒的彻底灭活。
当前,新冠疫情给全人类的生命安全带来巨大挑战,在定点医院、隔离场所以及冷链物流产生的带有新冠病毒的气溶胶和废水,具有很高的传染性。对气溶胶及废水中新冠病毒的消杀是阻断病毒传播的关键。目前,主要采用次氯酸钠等含氯消毒剂对环境中的病毒进行消杀。然而,在疫情防控常态化的趋势下,含氯消毒剂的大量使用给生态环境带来了严重污染。因此,迫切需要开发一种绿色、高效的新冠病毒灭活方法。
针对上述问题,研究团队基于电解水中的氧化还原反应原理,提出了一种绿色、高效的电化学氧化灭活新冠病毒的装置和方法,并在中科院武汉病毒所进行了针对新冠病毒的灭活实验。该装置采用原位生成的NiOOH作为阳极,泡沫镍为阴极,碳酸钠为电解液,在5V恒电压下电化学处理5分钟后,溶液中新冠病毒的灭活效率高达99.99%。原位XAFS、液相色谱—质谱联用分析并结合理论计算模拟表明,在电解过程中阳极NiOOH表面上产生的活性氧物种(*OO)能够有效氧化并破坏新冠病毒刺突(S1)蛋白的关键受体识别区域(RBD),从而实现对病毒的彻底灭活。这一绿色且高效的电化学灭活策略为阻断含有新冠病毒的气溶胶、污水等潜在传播途径提供了新思路。
相关研究成果发表在《科学通报》(Science Bulletin)上。上述工作得到国家自然科学基金委、中科院青促会、我所创新基金等项目的资助。(文/图 涂云川、于良)