Sabun SARS-CoV-2 (koronavirüs) ve çoğu virüs üzerinde neden bu kadar iyi çalışıyor? Çünkü virüste en zayıf bağın lipit (yağlı) iki tabakalı olduğu ve virüsün üst üste birleştirilmiş bir nanoparçacık olmasıdır. Sabun, virüsler ve moleküllerüstü kimya hakkında iki bölümlü yazımız # COVID19
Bölüm 1
Sabun, yağ zarını çözer ve virüs bir karttan ev gibi ayrılır ve “ölür”, ya da daha doğrusu, virüsler gerçekten canlı olmadığı için etkisiz hale geldiğini söylemeliyiz. Virüsler vücudun dışında saatlerce, hatta günlerce aktif olabilir.
Alkol (ve sabun) içeren dezenfektanlar veya sıvılar, silme bezleri, jeller ve kremler benzer etkilere sahiptir, ancak normal sabun kadar iyi değildir. Alkol ve sabun dışında, bu ürünlerdeki “antibakteriyel ajanlar” virüs yapısını hiç etkilemez. Sonuç olarak, birçok antibakteriyel ürün temelde virüslere nasıl etki ettikleri açısından sadece pahalı bir sabun versiyonudur. Sabun en iyisidir, ancak sabun pratik veya kullanışlı olmadığında (örneğin ofis resepsiyonları) alkollü mendiller iyidir.
Ama neden sabun tam olarak bu kadar iyi? Bunu açıklamak için, sizi supramoleküler # kimya , nanobilim ve viroloji ile biraz yolculuğa çıkaracağım . Bunu mümkün olduğunca genel terimlerle açıklamaya çalışıyorum, bu da bazı uzman kimya terimlerini dışarıda bırakmak anlamına geliyor.
Supramoleküler kimya ve nanopartiküllerin montajı konusunda uzman olduğum halde virolog değilim. İlk tweet ile görüntü, burada iyi viroloji bilgisi ile yoğun olan mükemmel bir yazıdan geliyor : medium.com/@edwardnirenbe…
Virüsler beni her zaman büyüledi, çünkü onları supramoleküler kimya ve nanobilimin nasıl bir araya gelebileceğinin en muhteşem örneklerinden biri olarak görüyorum. Virüslerin çoğu üç temel yapı taşından oluşur: RNA, proteinler ve lipitler.
RNA viral genetik materyaldir-DNA’ya çok benzer. Proteinler, hedef hücreye girme, virüs replikasyonuna yardımcı olma ve temel olarak tüm virüs yapısında anahtar bir yapı taşı (bir evdeki tuğla gibi) gibi çeşitli rollere sahiptir. Lipidler daha sonra virüsün çevresinde, hem koruma hem de yayılması ve hücresel istilasına yardımcı olmak için bir kat oluşturur. RNA, proteinler ve lipitler virüsü oluşturmak için kendiliğinden birleşirler. Kritik olarak, bu birimleri bir arada tutan güçlü bir “kovalent” bağ yoktur. Bunun yerine viral kendi kendine montaj, proteinler, RNA ve lipitler arasındaki zayıf “kovalent olmayan” etkileşimlere dayanır. Bunlar birlikte bir Velcro gibi hareket ederler, bu nedenle kendiliğinden monte edilen viral partikülü kırmak çok zordur. Yine de yapabiliriz (örneğin sabunla!).
Koronavirüs de dahil olmak üzere çoğu virüs 50-200 nanometre arasındadır – bu yüzden gerçekten nanopartiküllerdir. Nanoparçacıkların üzerinde bulundukları yüzeylerle karmaşık etkileşimleri vardır. Virüslerle aynı. Deri, çelik, kereste, kumaş, boya ve porselen çok farklı yüzeylerdir. Bir virüs bir hücreyi işgal ettiğinde, RNA hücresel makineyi bir bilgisayar virüsü (!) Gibi “ele geçirir” ve hücreyi kendi RNA’sının ve onu oluşturan çeşitli proteinlerin çok sayıda taze kopyasını çıkarmaya zorlar. virüs.
Bu yeni RNA ve protein molekülleri, virüsün yeni kopyalarını oluşturmak için lipitlerle (genellikle hücrede kolayca bulunur) kendi kendine bir araya gelir. Yani, virüs kendini fotokopi yapmaz, yapı taşlarının kopyalarını kendiliğinden yeni virüslere dönüştürür! Tüm bu yeni virüsler sonunda hücreyi boğar ve daha sonra daha fazla hücreye bulaşmaya devam eden virüsleri serbest bırakır. Akciğerlerde, bu virüslerin bazıları hava yollarında ve bunları çevreleyen mukozalarda bulunur.
Öksürdüğünüzde veya özellikle hapşırdığınızda, hava yollarından gelen küçük damlacıklar 10 metreye (30 ft) kadar uçabilir! Daha büyük olanların ana koronavirüs taşıyıcıları olduğu düşünülür ve en az 2 metre (7 ft) gidebilirler. Böylece – öksürüklerinizi örtün ve insanları hapşırır! Bu küçük damlacıklar yüzeylerde sonlanır ve genellikle çabuk kurur. Ama virüsler hala aktif! Sırada ne var, supramoleküler kimya ve kendi kendine toplanan nanoparçacıkların (virüsler gibi) çevreleriyle nasıl etkileşime girdiği hakkında!
Şimdi etkili bir şekilde söyleyen güçlü bir supramoleküler kimya kavramını sunmanın zamanı geldi: benzer moleküller birbirlerinden farklı olanlardan daha güçlü etkileşime giriyor gibi görünüyor. Ahşap, kumaş ve cildin bahsetmemesi virüslerle oldukça güçlü etkileşime girer. Bunu çelik, porselen ve en azından teflon gibi plastiklerle karşılaştırın. Yüzey yapısı da önemlidir – yüzey ne kadar düz olursa virüs yüzeye daha az “yapışır”. Pürüzlü yüzeyler aslında virüsü ayırabilir.
Peki yüzeyler neden farklı? Virüs, hidrojen bağlarının (sudaki gibi) ve hidrofilik veya “yağ benzeri” etkileşimlerden oluşan bir kombinasyon ile bir arada tutulur. Örneğin liflerin veya ahşabın yüzeyi virüsle çok fazla hidrojen bağı oluşturabilir. Aksine çelik, porselen veya teflon virüsle çok fazla hidrojen bağı oluşturmaz. Böylece virüs bu yüzeylere güçlü bir şekilde bağlı değildir. Virüs bu yüzeyde oldukça kararlıdır, ancak kumaş veya ahşap üzerinde uzun süre aktif kalmaz.
Virüs ne kadar süreyle aktif kalır? Değişir. SARS-CoV-2 koronavirüsünün uygun yüzeylerde saatlerce, muhtemelen bir gün aktif kaldığı düşünülmektedir. Nem (“çözülür”), güneş ışığı (UV ışığı) ve ısı (moleküler hareketler) virüsü daha az stabil hale getirir.
Cilt bir virüs için ideal bir yüzeydir! Bu “organik” ve yüzeydeki ölü hücrelerdeki proteinler ve yağ asitleri, hem hidrojen bağları hem de “yağ benzeri” hidrofilik etkileşimler yoluyla virüsle etkileşime girer. Üzerinde dokunduğunuzda üzerinde virüs parçacığı olan çelik bir yüzey söyleyin, cildinize yapışır ve böylece ellerinize aktarılır. Ama sen (henüz) enfekte değilsin. Yine de yüzünüze dokunursanız, virüs ellerinizden ve yüzünüze geçebilir. Ve virüs, solunum yollarına ve ağız ve gözlerinizin içindeki ve çevresindeki mukus tipi zarlara tehlikeli bir şekilde yakın. Böylece virüs içeri girebilir… ve işte! Enfekte olursunuz (yani bağışıklık sisteminiz virüsü öldürmedikçe).
Virüs ellerinizdeyse, başkasının elini sıkarak onu bulaştırabilirsiniz. Öpücükler, bu oldukça açık… Birisi tam yüzünüzde hapşırırsa bir çeşit doldurulmuş olduğunuzu söylemeye gerek yok.
Bölüm 2
Peki yüzüne ne sıklıkla dokunuyorsun? Çoğu insanın her 2-5 dakikada bir yüzüne dokunduğu ortaya çıkıyor! Evet, aktif virüsü temizleyemediğiniz sürece virüs elinize geçtiğinde yüksek risk altındasınız. Öyleyse sade su ile yıkamayı deneyelim. Sadece işe yarayabilir. Ancak “sadece” su, hidrojen bağları yoluyla cilt ve virüs arasındaki güçlü “tutkal benzeri” etkileşimlerle rekabet eder. Virüs oldukça yapışkandır ve tomurcuklanmayabilir. Su yeterli değil. Sabunlu su tamamen farklıdır. Sabun, bazıları yapısal olarak virüs zarındaki lipitlere çok benzeyen, amfifil olarak bilinen yağ benzeri maddeler içerir. Sabun molekülleri virüs zarındaki lipitlerle “rekabet eder”.
Sabun molekülleri ayrıca proteinlerin, RNA’nın ve lipitlerin birbirine yapışmasına yardımcı olan diğer birçok kovalent olmayan bağ ile rekabet eder. Sabun, virüsü bir arada tutan yapıştırıcıyı etkili bir şekilde “çözer”. Buna tüm suyu ekleyin. Sabun, virüs ve cilt yüzeyi arasındaki etkileşimleri de aşar. Yakında virüsler ayrılır ve sabun ve suyun birleşik etkisi nedeniyle bir kart evi gibi bir parça düşer. Virüs gitti! Cilt oldukça pürüzlü ve kırışıktır, bu yüzden sabunun cilt yüzeyinde aktif virüsleri gizleyebilecek çok dolandırıcı ve dadılara ulaşmasını sağlamak için makul miktarda sürtünme ve ıslatma gerekir.
Tüm “dezenfektanları” ve “antibakteriyel” ürünleri oldukça içeren alkol bazlı ürünler, bazen biraz izopropanol ve bazen de su + biraz sabun.
Etanol ve diğer alkoller sadece virüs malzemesi ile kolayca hidrojen bağları oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda bir çözücü olarak sudan daha lipofiliktir. Dolayısıyla alkol ayrıca lipid zarını çözer ve virüs içindeki diğer moleküller üstü etkileşimleri bozar. Bununla birlikte, virüsün hızlı bir şekilde çözülmesi için oldukça yüksek bir konsantrasyona (belki +% 60) alkol almanız gerekir. Votka veya viski (genellikle% 40 etanol), virüsü hızlı bir şekilde çözmez. Genel alkol bu görevde sabun kadar iyi değildir.
Neredeyse tüm antibakteriyel ürünler alkol ve biraz sabun içerir ve bu virüslerin öldürülmesine yardımcı olur. Ancak bazıları triklosan gibi “aktif” bakteri öldürücü maddeleri de içerir. Ancak bunlar temelde virüse hiçbir şey yapmaz! Özetle, virüsler neredeyse küçük gres nanopartikülleri gibidir. Yüzeylerde saatlerce aktif kalabilirler ve daha sonra dokunarak alınabilirler. Sonra yüzümüze girip bizi enfekte ediyorlar çünkü çoğumuz yüze oldukça sık temas ediyoruz. Su tek başına virüsün yıkanmasında çok etkili değildir. Alkol bazlı ürün daha iyi çalışır. Ancak hiçbir şey sabunu yenmez – virüs deriden ayrılır ve sabunlu suda kolayca ayrılır. İşte var – supramoleküler kimya ve nanobilim bize sadece virüsün işlevsel bir aktif tehdit içine nasıl bir araya geldiğini değil, aynı zamanda virüsleri sabun kadar basit bir şeyle nasıl yenebileceğimizi de anlatmaktadır.
İlk konuyu okuduğunuz için teşekkür ederim. Yukarıdaki hatalardan dolayı özür dileriz. Burada büyük bir hayranı olduğum @Mayayım’ın aksine bir virolog değilim gibi bazı viroloji detayları yanlış olabilir! Ama umarım bu size sadece sabun kullanmakla kalmaz, aynı zamanda kimyayı okumak için de ilham verir!
* Palli Thordarson (@PalliThordarson)’un twitterdeki yazısından tercüme edilmiştir. https://threadreaderapp.com/thread/1236549305189597189.html