硼酸稳定氧化铈纳米颗粒涂层无纺布：高效抗病毒，守护生命健康

《Scientific Reports》：Nonwoven fabric coated with cerium oxide nanoparticles for viral inactivation and transmission Inhibition

为解决金属纳米颗粒抗病毒材料应用难题，研究人员探究 NC-NWF 抗病毒活性，发现其能有效灭活病毒、抑制传播，意义重大。

　　

氧化铈纳米颗粒涂层无纺布抗病毒研究解读

在人类与病毒漫长的斗争史上，病毒引发的大流行如西班牙流感、新冠疫情等，一次次给人类带来沉重打击，严重威胁着人类的生命健康和社会的正常运转。面对种类繁多的病毒感染，开发新型疫苗、治疗药物一直是对抗病毒的主要手段。然而，病毒的频繁变异让它们逐渐产生耐药性，而且研发出对多种病毒都有效的药物和疫苗难度极大，这使得防控病毒感染的道路充满荆棘。

在这样的困境下，科研人员将目光投向了各种新型材料，金属纳米颗粒便是其中备受关注的一类。银、铜等金属纳米颗粒虽展现出抗病毒特性，可它们存在靶向性差、在生物体内易积累、对生物体和环境有毒性以及生产成本高等问题，这些缺陷限制了它们的广泛应用。纳米氧化铈（Nanoceria，即氧化铈纳米颗粒，CeO2?）作为一种具有独特催化活性的材料，能在Ce4+和Ce3+氧化态之间转换，还具备模拟多种酶的功能，且相比其他金属纳米颗粒，对生物体的毒性较低。此前研究发现，以硼酸为稳定剂的氧化铈纳米颗粒（BA?CeO2?）抗病毒活性很强，但以往实验多在液体环境下进行，其在实际生活环境中的应用效果并不明确。

为了填补这一空白，来自日本麻布大学兽医学院微生物学实验室以及东丽工业公司新前沿研究实验室的研究人员展开了深入研究。他们将BA?CeO2?涂覆在无纺布上制成 NC-NWF，探究其在实验环境和实际生活环境中的抗病毒活性，相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。细胞和病毒方面，选用了多种细胞系，病毒经在相应敏感细胞中培养后，通过空斑试验（Plaque assays）测定其感染性和滴度。合成BA?CeO2?后，将其制成含多种成分的涂层溶液，涂覆在聚丙烯无纺布上制得 NC-NWF，依据 ISO 18184 指南评估其抗病毒活性。动物实验则选用四周龄的无 MHV 雌性 C57BL/6J 小鼠，实验过程严格遵循 3Rs 原则，通过分区实验和切换实验研究 NC-NWF 对病毒传播的影响，利用 ELISA 试剂盒测定抗 MHV 抗体滴度，用空斑试验测定 MHV 病毒滴度，数据统计使用 GraphPad Prism 软件进行分析。

在研究结果部分：

1. NC-NWF 的抗病毒活性：实验表明，NC-NWF 能高效灭活病毒。将含小鼠肝炎病毒（MHV）、甲型流感病毒（FluA）和猫杯状病毒（FCV）的培养基置于 NC-NWF 上，2 小时后，三种病毒的滴度均显著降低，减少幅度超过 99%。进一步研究发现，NC-NWF 对包膜病毒 FluA 和 MHV 的抑制作用尤为迅速，处理 1 分钟后，抑制效果就超过104 PFU/mL ，10 分钟后病毒滴度低于检测限；对非包膜病毒 FCV，30 分钟内可使病毒滴度降低约104 PFU/mL ，不过 2 小时后仍能检测到少量病毒。单独使用涂层剂的实验显示，其对 FCV 无明显抗病毒活性，对 FluA 虽有一定效果，但远不及添加BA?CeO2?后的 NC-NWF，证明BA?CeO2?是 NC-NWF 抗病毒的关键成分。
2. BA?CeO2?的毒性评估：依据经济合作与发展组织（OECD）的标准指南，对BA?CeO2?进行多项毒性测试。结果显示，其急性毒性（口服）较低，属于 GHS 第 4 类或以上，其他染色体畸变、皮肤致敏、皮肤刺激和眼刺激测试均为阴性，表明BA?CeO2?安全性较高。
3. NC-NWF 抑制病毒传播：在分区实验中，用 NC-NWF 作为小鼠笼内衬和垫料时，与感染 MHV 小鼠同笼的未感染小鼠，14 天后血清中抗 MHV 抗体滴度明显低于使用对照无纺布的小鼠，说明 NC-NWF 能抑制病毒在同居环境中的传播。切换实验里，感染 MHV 的小鼠在 NC-NWF 垫料笼中生活 1 天后，将垫料转移至新笼，2 小时后放入未感染小鼠，结果显示，NC-NWF 组小鼠的病毒抗体滴度和粪便中的病毒滴度均显著低于对照组，证明 NC-NWF 能有效抑制受污染环境中的病毒传播。

综合研究结果和讨论部分来看，NC-NWF 展现出了强大的抗病毒能力，无论是在实验环境中对多种病毒的快速灭活，还是在模拟实际生活的小鼠饲养环境里抑制病毒传播，都表现出色。BA?CeO2?的低毒性使得 NC-NWF 在安全性上有保障，为其在人类或动物频繁接触的环境中的应用提供了可能，有望成为一种极具价值的抗病毒材料。不过，研究也存在一定局限性，如未能完全区分涂层剂和BA?CeO2?各自的抗病毒作用，且未对 NC-NWF 在长期暴露于热、湿度、紫外线等条件下的耐久性、抗病毒性能以及长期毒性等进行评估。未来研究可针对这些方面展开，进一步完善对 NC-NWF 的认识，推动其在实际应用中的发展，为人类抗击病毒感染提供更有力的支持。