علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Exposure to high heat neutralizes SARS-CoV-2 in less than one second
(Rachel Rose – بقلم: راتشيل روز)
ملخص المقالة:
صمم “أرون هان Arum Han” ، الأستاذ في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة “تكساس ايه اند ام Texas A&M” ، ومعاونيه نظامًا تجريبيًا يُظهر تعرض “فيروس سارس-كورونا-2 SARS-CoV-2” لدرجة حرارة عالية جدًا (72 درجة مئوية)، حتى لو تم تطبيقه لمدة أقل من ثانية، يمكن أن تكون كافية لتحييد الفيروس بتقليل كميته بمقدار 100 ألف مرة، بحيث لا يمكن أن يصيب مضيفًا بشريًا آخر. وهذه المعالجة الحرارية هي حل عملي وكفؤ ويمكن تطبيقها في الأنظمة الحالية، مثل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى تطبيقات محتملة مع فيروسات أخرى، مثل فيروس الأنفلونزا، والتي تنتشر أيضًا عن طريق الهواء.
( المقالة )
صمم “أرون هان Arum Han” ، الأستاذ في قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسبات في جامعة “تكساس ايه اند ام Texas A&M” ، ومعاونيه نظامًا تجريبيًا يُظهر تعرض “فيروس سارس-كورونا-2 SARS-CoV-2” لدرجة حرارة عالية جدًا، حتى لو تم تطبيقه لمدة أقل من ثانية، يمكنه تكون كافية لتحييد الفيروس بحيث لا يمكن أن يصيب مضيفًا بشريًا آخر.
وقد تم إثبات استخدام الحرارة لتحييد كوفيد-19 من قبل، ولكن في الدراسات السابقة تم تطبيق درجات الحرارة من أي مكان من دقيقة إلى 20 دقيقة. وهذه المدة الزمنية ليست حلاً عمليًا، لأن استخدام الحرارة لفترة طويلة من الوقت صعب ومكلف. وأثبت البروفيسور هان وفريقه الآن أن المعالجة الحرارية لأقل من ثانية تعطل الفيروس تمامًا – مما يوفر حلاً محتملاً للتخفيف من الانتشار المستمر لـ كوفيد-19 ، لا سيما من خلال النقل الجوي طويل المدى.
وقد تواصلت شركة “ميديستار Medistar” مع مؤسسة القيادة وباحثون من كلية الهندسة في ربيع عام 2020 للتعاون واستكشاف إمكانية تطبيق الحرارة لفترة قصيرة من الوقت لقتل كوفيد-19. وبعد فترة وجيزة، بدأ البروفيسور هان وفريقه العمل، وقاموا ببناء نظام للتحقيق في جدوى مثل هذا الإجراء.
ويعمل اجراؤهم عن طريق تسخين جزء من أنبوب فولاذي مقاوم للصدأ، يتم من خلاله تعريض المحلول المحتوي على فيروس كورونا، إلى درجة حرارة عالية ثم تبريد القسم بعد ذلك مباشرة. ويسمح هذا الإعداد التجريبي للفيروس التاجي الذي يمر عبر الأنبوب بالتسخين لفترة قصيرة جدًا من الوقت. ومن خلال هذه العملية الحرارية السريعة، وجد الفريق أن الفيروس قد تم تحييده تمامًا في وقت أقصر بكثير مما كان يُعتقد سابقًا أنه ممكن. وتم إصدار نتائجهم الأولية في غضون شهرين من تجارب إثبات المفهوم.
وقال البروفيسور هان إنه إذا تم تسخين المحلول إلى ما يقرب من 72 درجة مئوية لمدة نصف ثانية، فيمكن أن يقلل عيار الفيروس، أو كمية الفيروس في المحلول، بمقدار 100 ألف مرة وهو ما يكفي لتحييد الفيروس ومنع انتقاله.
وتابع: “التأثير المحتمل هائل، وكنت أشعر بالفضول لمعرفة مدى ارتفاع درجات الحرارة التي يمكن أن نطبقها في إطار زمني قصير ولأرى ما إذا كان بإمكاننا بالفعل تعطيل الفيروس التاجي في وقت قصير جدًا، وما إذا كانت استراتيجية تحييد فيروس كورونا المستندة إلى درجة الحرارة من شأنها العمل أم لا من وجهة نظر عملية. وكان الدافع الأكبر هو: “هل يمكننا فعل شيء يمكن أن يخفف من حدة الموقف مع فيروس كورونا؟”.
وقد أُبْرِز بحثهم على غلاف عدد مايو 2021 من مجلة “التقنية الحيوية والهندسة الحيوية Biotechnology and Bioengineering“.
ولا تعد هذه المعالجة الحرارية في أقل من الثانية حلاً أكثر كفاءة وعملية لوقف انتشار كوفيد-19 عبر الهواء فحسب، بل إنها تسمح أيضًا بتنفيذ هذه الطريقة في الأنظمة الحالية، مثل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.
ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى تطبيقات محتملة مع فيروسات أخرى، مثل فيروس الأنفلونزا، والتي تنتشر أيضًا عن طريق الهواء. ويتوقع البروفيسور هان ومعاونوه أنه يمكن تطبيق طريقة التثبيط الحراري هذه على نطاق واسع وأن يكون لها تأثير عالمي حقيقي.
وقال البروفيسور هان: “الإنفلونزا أقل خطورة ولكنها لا تزال مميتة كل عام، لذلك إذا كان هذا يمكن أن يؤدي إلى تطوير نظام لتنقية الهواء، فسيكون ذلك صفقة ضخمة، ليس فقط مع فيروس كورونا، ولكن لفيروسات أخرى محمولة جواً بشكل عام”.
وفي عملهم المستقبلي، سيقوم المحققون ببناء شريحة اختبار على مقياس موائع جزيئية تتيح لهم المعالجة الحرارية للفيروسات لفترات زمنية أقصر بكثير، عشرات المللِي ثانية على سبيل المثال، على أمل تحديد درجة حرارة تسمح بتثبيط الفيروس حتى مع وقت التعرض القصير هذا.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://phys.org/news/2021-04-exposure-high-neutralizes-sars-cov-.html
لمزيد من المعلومات: يوقيان جيانغ وآخرون، Sub‐second heat inactivation of coronavirus using a betacoronavirus model, Biotechnology and Bioengineering (2021). DOI: 10.1002/bit.27720