NatComm: Открыто эффективное и безвредное для среды дезинфицирующее средство

В мире широко используется дезинфицирующее средство хлороксиленол. Из-за своей химической стабильности и массового потребления оно может быть опасно для водной среды.

Исследователи из Инженерной школы Гонконгского университета науки и технологий нашли ему альтернативу — 2,6-дихлорбензохинон (2,6-DCQ). Это вещество более эффективно против бактерий, грибков и вирусов, а также быстро разлагается в водоёмах.

Руководит исследованием профессор Чжан Сянру (на фото) с факультета гражданского и экологического строительства HKUST. Он уже много лет изучает побочные продукты дезинфекции. Во время пандемии профессор заметил, что хлороксиленол похож на гало-фенольные DBP (субпродукты дезинфекции), которые его команда открыла ранее. Эти вещества быстро разлагаются при солнечном фотолизе.

Исследовательская группа изучила 10 различных веществ и выбрала одно эффективное дезинфицирующее средство широкого спектра действия. Оно быстро разлагается и становится безопасным в воде.

Это вещество в 9-22 раза эффективнее хлороксиленола в борьбе с патогенами, включая E. coli, Staphylococcus aureus и Candida albicans, а также бактериофаг MS2.

2,6-DCQ быстро разрушается в морской воде и становится менее токсичным для развития эмбрионов морских полихет. Через два дня после попадания в воду его токсичность снижается в 31 раз по сравнению с хлороксиленолом.

Профессор Чжан отметил, что выбранный DBP также обладает высокой антимикробной эффективностью и его концентрация быстро снижается даже без солнечного света.

Он подчеркнул необходимость в более эффективных и экологичных дезинфицирующих средствах, особенно в связи с пандемией COVID-19.

Хлороксиленол может быть вреден для окружающей среды. Так, исследования показали, что он вызывает эндокринные нарушения, эмбриональную смертность и пороки развития у водных организмов. Кроме того, длительное воздействие хлороксиленола даже в небольших концентрациях может вызывать морфологические изменения у радужной форели.

Команда исследователей обнаружила вещество 2,6-DCQ, которое может стать перспективной альтернативой в решении глобальной проблемы.

Результаты исследования показали, что 2,6-DCQ можно использовать как дезинфицирующее средство в различных областях:

• средства личной гигиены (мыло, стиральный порошок, средства для мытья рук);
• краски;
• текстиль;
• жидкости для обработки металлов;
• медицинские скрабы;
• санитарная обработка домашних хозяйств;
• оборудование для пищевой промышленности;
• хирургические инструменты;
• общественные места.

Это исследование может помочь обеспечить биобезопасность человека, не нанося вред экологии. Кроме того, оно важно для создания «зелёных» дезинфицирующих средств и других промышленных продуктов.

В них можно использовать слабощелочную морскую воду. По словам профессора Чжана, это позволит разработать быстроразлагающиеся в морской воде промышленные продукты: пестициды, фармацевтические препараты и средства личной гигиены.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

В исследовании участвовали доктора Хань Цзяруй и Ли Ваньсинь, выпускники HKUST. Во время исследования они были постдокторантами в группе профессора Чжана.

Профессор Чжан планирует изучить взаимосвязь между эффективностью дезинфекции и разлагаемостью галофенолов с помощью машинного обучения. Это поможет разработать оптимальные дезинфицирующие средства.

06.09.2024