研究人員開發出強效環保消毒劑效果提升22倍
香港科技大學的研究人員發現,2,6-DCQ 是一種高效且對環境更安全的氯甲酚替代品,具有在消毒劑和其他產品中廣泛使用的潛力,同時也能促進永續發展。氯甲酚是一種常見的消毒劑,由於其化學穩定性高且使用廣泛,在水生環境中會對生態造成危害。然而,香港科技大學工程學院的研究人員發現了一個很有前景的替代品,名為2,6-二氯對苯醌(2,6-DCQ)。這種新型消毒劑對一系列細菌、真菌和病毒更有效,而且能在水中快速且安全地分解。
這項突破性研究由香港科技大學土木與環境工程系的張相如教授領導,他多年來一直致力於研究消毒副產物(DBPs)。在COVID-19爆發期間,張教授注意到氯甲酚在結構上與他的團隊之前發現的一些鹵酚類DBPs 相似,而這些DBPs 已被證明可在太陽光解作用下迅速降解。
受一些鹵代酚類DBPs 結構特性和降解性的啟發,研究團隊設法從DBPs 中篩選出一種可在受納水體中快速降解和解毒的有效廣譜消毒劑。研究團隊測試了10 種不同的DBPs 在滅活各種病原體方面的功效,包括大腸桿菌(一種與大腸癌有關的細菌)、金黃色葡萄球菌(細菌)、白色念珠菌(真菌)和噬菌體MS2 (病毒)。他們發現,在滅活這些細菌、真菌和病毒方面,2,6-DCQ 的效果是氯甲酚的9 至22 倍。
根據鹵代酚類DBP 的結構特性和光降解動力學篩選潛在消毒劑的示意圖。資料來源:香港科技大學
此外,他們還發現,2,6-DCQ 對海洋多毛目動物胚胎的發育毒性會迅速降低,這是因為即使在沒有陽光照射的情況下,2,6-DCQ 也會在接收海水中透過水解作用迅速降解。排放到海水中兩天后,2,6-二氯丙烯酰對發育的毒性比氯甲酚低31 倍。
張教授說:”我們發現,被選中的DBP 的抗菌效力大大強於氯甲酚,而且其在接收海水中的濃度和相關的發育毒性迅速降低,甚至在黑暗中也是如此。”
他強調,特別是在COVID-19大流行之後,迫切需要更有效、更環保的消毒劑。 「水生環境中經常檢測到氯甲酚,例如香港河水中的氯甲酚濃度高達10.6 微克/公升。根據毒理學研究報告,氯甲酚對水生生物有不良影響,包括幹擾內分泌、導致胚胎死亡和畸形。
張相如教授發現了一種有效且可快速降解的消毒劑。他利用”超高效液相層析/電噴霧離子化-三重四極桿質譜聯用儀”(UPLC/ESI-tqMS),成功檢測出2,6-DCQ的降解產物,並確定了2,6- DCQ在海水中的降解途徑。資料來源:香港科技大學
研究小組發現2,6-DCQ 是一種很有前景的替代品,這是向滿足這一全球需求邁出的重要一步。研究結果表明,2,6-二氯丙酮可作為消毒劑廣泛應用於各種場合,包括個人護理產品(如洗手液、清潔劑和肥皂)、油漆、紡織品、金屬加工液、醫用擦洗劑,以及家庭衛生、食品加工設備、手術器材及公共場所。
這項創新研究不僅為更好地支持人類生物安全,同時優先考慮環境的可持續發展提供了一個潛在的解決方案,而且對利用海水的微鹼性開發綠色消毒劑和其他綠色工業產品具有重要意義。例如,科學家可以設計和開發其他工業產品,如殺蟲劑、藥品和個人護理產品,這些產品可以在接受海水時透過水解作用迅速降解。
展望未來,張教授計劃透過機器學習探索鹵酚的消毒效率和降解性與其分子指紋之間的關係。他希望未來的研究能為進一步開發最佳消毒劑提供啟示。
編譯自/ScitechDaily