Palli Thordarson - Market
Watch
Tô
Vân dịch
11/03/2020 09:06
Giáo
sư Palli Thordarson của trường Hóa học tại ĐH New South Wales, Sydney giải
thích với chúng ta vì sao xà phòng lại hữu hiệu hơn cồn và các chất tẩy rửa
khác ở việc phá hủy cấu trúc của các virus.
Tại sao xà phòng lại hiệu quả với coronavirus mới và
thậm chí với phần lớn virus? Bởi vì đó là một hạt nano tự lắp ráp, trong đó sự
liên hệ lỏng lẻo nhất chính là lớp lipid kép.
Nghe có vẻ khoa học quá, hãy để cho tôi giải thích.
Xà phòng làm phân rã màng chất béo, và virus rơi rụng
ra như ngôi nhà làm bằng các tấm bìa và “chết”, hoặc đúng hơn là trở nên bất hoạt
như các virus không còn sống nữa.
Các con virus có khả năng hoạt động bên ngoài cơ thể
nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày.
Các chất tẩy rửa, ở dạng lỏng, khăn ướt, keo hay kem
chứa cồn (và xà phòng) có một hiệu ứng tương tự nhưng không tốt như xà phòng
thông thường. Các tác nhân kháng vi khuẩn trong các sản phẩm này không hiệu quả
với cấu trúc của virus nhiều lắm. Kết quả là nhiều sản phẩm kháng khuẩn về cơ bản
chỉ là một phiên bản đắt tiền của xà phòng trong cách chúng tác động lên các
virus. Xà phòng là tốt nhất nhưng các khăn ướt chứa cồn cũng tốt khi việc sử dụng
xà phòng không tiện lợi hoặc không cầm theo người được, ví dụ trong các khu vực
lễ tân văn phòng.
Hóa học siêu phân tử
Nhưng tại sao xà phòng lại tốt? Để giải thích điều
này, tôi sẽ đưa bạn qua một cuộc hành trình của hóa học siêu phân tử, khoa học
nano và virus học. Dù chỉ là một chuyên gia về hóa học siêu phân tử và liên
quan đến khoa học nano và không phải là một nhà virus học nhưng tôi luôn bị các
virus hấp dẫn. Bởi tôi thấy chúng như một trong những ví dụ thú vị nhất cho thấy
cả hóa học siêu phân tử và khoa học nano cùng hội tụ trong virus theo nhiều
cách khác nhau.
Phần lớn các virus đều bao gồm ba khối chính: RNA,
các protein và các lipid. RNA và vật liệu di truyền của virus – nó tương tự như
DNA của con người. Các protein đóng nhiều vai trò, bao gồm việc phá vỡ bề mặt để
xâm nhập tế bào đích, giúp cho virus có thể tự sao chép và về cơ bản trở thành
một thành phần quan trọng giống như gạch xây nhà trong cấu trúc virus.
Các lipid sau đó hình thành một lớp áo bên ngoài
virus, cả cho bảo vệ và hỗ trợ sự lây lan của virus cũng như xâm nhập vào tế
bào người. Bộ ba RNA, protein và lipid tự tập hợp để hình thành nên virus. Trầm
trọng hơn, các liên kết “cộng hóa trị” không đủ mạnh để giữ cho các thành phần
này ở cạnh nhau. Do đó, việc tự tập hợp của virus được đặt trên cơ sở các tương
tác “phi cộng hóa trị” yếu giữa các protein, RNA và lipid. Cùng với nhau, các
hoạt động này giống như kiểu các miếng dán của Velcro, vì vậy rất khó để phá vỡ
hạt virus tự tập hợp này. Dẫu vậy chúng ta vẫn có thể làm điều đó với xà phòng!
Phần lớn các loại virus, bao gồm coronavirus, đều có
kích thước khoảng 50 đến 200 nano mét - vì vậy chúng thực sự là các hạt nano.
Các hạt nano đều có những tương tác phức tạp với các bề mặt mà chúng ở trên; điều
này tương tự như virus. Trên thực tế, các loại da, thép, gỗ, vải, sơn và sứ đều
có những bề mặt rất khác nhau.
Xà
phòng hiệu quả hơn trong các tương tác giữa virus và bề mặt da, và do đó virus
bị rửa trôi như ngôi nhà bằng bìa.
Khi một virus xâm nhập vào một tế bào, RNA sẽ “cướp
quyền” điều khiển tế bào như một virus máy tính và buộc tế bào phải tạo ra các
bản sao RNA mới của virus và cùng các protein khác tạo nên virus. Các phân tử
RNA và protein mới của phân tử tự tập hợp với các lipid (có sẵn trong tế bào) để
hình thành các bản sao mới của virus. Virus không tự sao chép chính mình mà nó
tạo ra bản sao của các thành phần cơ bản để hình thành các virus mới.
Tất cả các virus mới cuối cùng tràn ngập tế bào bị
xâm nhập, dẫn đến tế bào chết hoặc bị phơi nhiễm, giải phóng các virus tỏa đi
khắp các tế bào khác. Trong phổi, virus xâm nhập theo đường khí thở và các màng
nhầy. Khi anh ho hoặc hắt hơi, các giọt dịch nhỏ tí từ đường khí có thể bay xa
tới hơn 9 mét. Với những người mang coronavirus thì giọt dịch có thể đi hơn 2
mét, vì vậy hãy cẩn thận!
Da là bề mặt lý tưởng cho virus
Các giọt dịch sẽ đáp xuống các bề mặt và khô đi
nhanh chóng, tuy nhiên các con virus vẫn còn hoạt động. Những gì xảy ra tiếp
theo là ở khía cạnh hóa học siêu phân tử và cách các hạt nano có khả năng tự tập
hợp (như virus) tương tác với môi trường chúng ở. Gỗ, vải và da tương tác rất mạnh
với các loại virus vì các phân tử giống nhau thì tương tác với nhau mạnh hơn.
Mặt khác vấn đề ở đây còn là cấu trúc bề mặt. Bề mặt
phẳng hơn thì virus sẽ dính vào còn bề mặt xù xì thì lại đẩy virus đi. Tại sao?
Virus được kết hợp từ các thành phần cơ bản bằng các liên kết hydro giống như
nước và các tương tác ưa nước. Ví dụ bề mặt của sợi hay gỗ có thể hình thành trên
rất nhiều liên kết hydro với virus. Tương phản, thép, sứ đều không hình thành
nhiều liên kết hydro với virus, vì vậy virus hờ hững với các bề mặt đó.
Vậy virus có thể hoạt động trong vòng bao lâu? Nó
còn phụ thuộc vào một số vấn đề khác. Virus coronavirus mới được cho là vẫn còn
hoạt động mạnh trên các bề mặt ưa thích trong nhiều giờ, có thể cả ngày. Vậy
cái gì sẽ khiến virus kém bền vững hơn? Độ ẩm (phân rã), ánh nắng mặt trời (tia
UV) và nhiệt (chuyển động phân tử).
Da là một bề mặt lý tưởng cho một con virus. Nó là hữu
cơ, và các protein và axít béo trong tế bào chết trên bề mặt tương tác với
virus thông qua liên kết hydro và các tương tác ưa nước “như chất béo”. Vì vậy
khi anh chạm vào bề mặt thép với một hạt virus bám trên đó, nó sẽ chộp lấy da anh
và vận chuyển lên tay anh. Nhưng anh không bị nhiễm ngay; nếu anh chạm lên mặt
mình, khi đó virus đã được vận chuyển thành công. Nếu virus còn trên tay bạn, bạn
có thể chuyển nó sang người khác thông qua bắt tay.
Và giờ thì virus là mối nguy hiểm gần với đường hô hấp
và các màng dịch nhầy trong và quanh mắt, mũi. Vì vậy virus có thể xâm nhập vào
trong và anh bị nhiễm bệnh, trừ khi hệ miễn dịch của anh diệt được virus. Vậy
anh thường xuyên chạm tay vào mặt mình? Phần lớn mọi người thường chạm vào mặt
mình một lần trong vòng hai đến năm phút. Vì vậy bạn có nguy cơ cao một khi
virus bám trên tay, trừ khi bạn rửa tay cẩn thận.
Do đó hãy cố gắng rửa tay với nước sạch. Tuy nhiên
chỉ có nước là không đủ giúp vượt qua tương tác mạnh như keo dán giữa da và
virus thông qua các liên kết hydro. Virus vẫn còn bám lấy và không hề suy suyển
khỏi da tay bạn.
Xà phòng làm phân rã cấu trúc virus
Nước chứa xà phòng toàn toàn khác biệt với nước thường.
Xà phòng chứa các chất liệu như chất béo mà người ta vẫn gọi là chất lưỡng
phân, tương tự về mặt cấu trúc với các lipid trong màng virus. Các phân tử xà
phòng “cạnh tranh” với các lipid trong màng virus. Đó là cách xà phòng loại bỏ
các chất bẩn thông thường khỏi da.
Các phân tử xà phòng cạnh tranh với rất nhiều liên kết
phi cộng hóa trị, liên kết giúp các protein, RNA và lipid gắn lại với nhau. Cộng
thêm với nước, xà phòng làm phân rã một cách hiệu quả chất dính kết này.
Xà phòng cũng đánh bại cả các tương tác giữa virus
và bề mặt da. Ngay sau đó virus rơi rụng tùy thuộc vào sự kết hợp của nước và
xà phòng. Và cho đến lúc virus bị gột rửa hoàn toàn!
Nhìn gần, làn da xù xì và nhăn nheo, đó là lý do giải
thích vì sao bạn cần lấy một lượng xà phòng đủ để đảm bảo cho xà phòng có thể
chạm đến mọi ngóc ngách của da để có thể loại bỏ mọi virus bị giấu kín.
Các sản phẩm chứa cồn, rượu cũng nằm trong nhóm sản
phẩm “tẩy rửa” và “kháng khuẩn” do chứa một lượng dung dịch cồn cao, tiêu biểu
khoảng 60% đến 80% ethanol, thi thoảng bổ sung một ít rượu isopropyl, nước và một
chút xà phòng.
Ethanol và các dạng khác của cồn không chỉ làm hình
thành nhanh chóng liên kết hydro với vật liệu của virus mà còn nhiều chất béo
hơn nước. Kể từ đây, cồn làm phân rã màng lipid và phá vỡ các tương tác siêu
phân tử khác trong virus.
Dẫu sao, anh cần một lượng cồn cao hơn (có thể trên
60%) để có thể phân rã được virus. Vodka hay whiskey (thông thường chứa 40%
ethanol) không thể loại được virus nhanh chóng. Về tổng thể, cồn hay rượu không
hiệu quả như xà phòng trong nhiệm vụ này.
Như vậy hóa học siêu phân tử và khoa học nano nói với
chúng ta không chỉ về cách các thành phần của virus tự tập hợp mà còn chỉ
cách cho chúng ta đánh bại chúng với những thứ đơn giản như xà phòng.
Tô
Vân dịch
Nguồn:
By Palli Thordarson
Published: March 14, 2020 at 6:34 p.m. ET
No comments:
Post a Comment