Forskare har upptäckt det exakta sättet som rengöringsmedel bryter biologiska membran, vilket kan öka vår förståelse för hur tvål fungerar för att döda virus som COVID-19.

Tvättmedel spelar en roll i vardagen, från att ta bort svåra fläckar och rengöra röriga händer till att fixa klibbiga lås. På nanoskalan är de extremt destruktiva, och endast några få droppar i vatten kan spricka och döda levande organismer. Denna egenskap har lett till att de används i stor utsträckning och många tvålformuleringar har utvecklats för att döda sjukdomsbärande virus, inklusive COVID-19.

Sjukdom

Dr. Steve Quinn, från School of Physics, Engineering and Technology vid University of York, sa:"Att förstå de exakta mekanismerna på molekylär nivå genom vilka tvättmedel fungerar kan hjälpa oss att bättre designa antivirala medel som kan bekämpa sjukdomar så tidigt som möjligt scenen."

"Vi insåg att samma verktyg och tekniker som vi utvecklade för att förstå hur proteiner stör cellmembranen vid Alzheimers sjukdom också kunde användas för att förstå tvättmedlens allmänna mekanismer. Detta öppnar nu upp för en spännande forskningsväg och ger oss en möjlighet att identifiera typer av olika membranstrukturer som kan vara tvättmedelsbeständiga."

Skyddande

För studien tittade forskarna på tvättmedlet Tween-20, som är en viktig skyddande ingrediens i många produkter som handtvättar.

Tvättmedelsmolekyler som Tween-20 är formade som en glassstrut. Överst på konen finns ett område som interagerar starkt med vatten, och längst ner stöter en grupp atomer bort vatten och bildar en spetsig svans. När du tvättar händerna med tvål, omger en armé av tvättmedelsmolekyler bakterierna och virusen på din hud, och i ett försök att fly det omgivande vattnet springer de mot och bombarderar dem, med svansarna först, klämmer ihop sina membranhöljen och bryter isär dem .

De kemiska egenskaperna hos tvättmedel har studerats i detalj, men hittills har de exakta detaljerna på molekylär nivå av interaktionen varit svåra att bedöma på grund av bristen på verktyg och tekniker som kan fånga hela processen.

Interaktioner

Dr Quinn och hans forskargrupp har nu utvecklat en rad metoder för att försöka lära sig mer om dessa viktiga interaktioner. Hans team skapar en serie mycket kontrollerbara membrankulor, och de använder en molekylär nanoruler känd som single-molecule FRET (fluorescensresonansenergiöverföring), för att mäta hur beståndsdelar i membranen rör sig isär under deras interaktion med tvättmedel.

Teamet upptäckte att efter att Tween-20 binder till membranen expanderar bollarna avsevärt och porer bildas på deras yta innan de helt splittras.

För att bekräfta sina upptäckter använde forskarna datorsimuleringar för att modellera hur membranen utvecklades.

Dold

Dr. Quinn tillade:"Experimentresultaten från olika tillvägagångssätt stämde oerhört väl överens, och simuleringarna av molekylär dynamik gjorde det möjligt för oss att extrahera annars dold fysik som styrde processen. Kulturen av tvärvetenskap inom Physics of Life-gruppen i York var verkligen avgörande för detta. arbete.

"Tanken att endast en handfull tvättmedelsmolekyler kunde orsaka sådana dramatiska formförändringar var verkligen ganska överraskande." + Utforska vidare

Mänskliga celler utnyttjar kraften från rengöringsmedel för att utplåna bakterier