Los investigadores han descubierto un desinfectante eficaz y respetuoso con el medio ambiente.

El cloroxilenol, un desinfectante ampliamente utilizado en todo el mundo, se ha asociado con peligros ecotoxicológicos en ambientes acuáticos debido a su estabilidad química relativamente alta y su consumo masivo. Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) han descubierto una alternativa prometedora llamada 2,6-diclorobenzoquinona (2,6-DCQ) que funciona de manera más eficaz contra ciertas bacterias, hongos y hongos comunes. virus, y pueden degradarse y desintoxicarse rápidamente en las aguas receptoras.

Sus resultados han sido publicados Comunicaciones de la naturaleza.

Esta investigación fue dirigida por el profesor Zhang Xiangru del Departamento de Ingeniería Civil y Protección Ambiental de HKUST, quien ha estado estudiando los subproductos de la desinfección (DBP) durante muchos años. Durante el estallido de la pandemia, el profesor Zhang notó que el cloroxilenol era estructuralmente similar a ciertos DBP halofenólicos que su equipo había descubierto previamente, y que se había demostrado que se degradaban rápidamente mediante la fotólisis solar.

Inspirándose en las propiedades estructurales y la degradabilidad de algunos DBP halofenólicos, el equipo de investigación pudo seleccionar de DBP un ​​desinfectante eficaz de amplio espectro que podría degradarse y desintoxicarse rápidamente en las aguas receptoras.

El equipo de investigación probó la eficacia de 10 DBP diferentes para inactivar una variedad de patógenos, incluido E. coli (un tipo de bacteria asociada con el cáncer colorrectal), Staphylococcus aureus (bacteria), Candida albicans (hongos) y el bacteriófago MS2 (virus). . Descubrieron que el 2,6-DCQ era entre nueve y 22 veces más eficaz que el cloroxilenol para inactivar estas bacterias, hongos y virus.

Además, descubrieron que la toxicidad del desarrollo del 2,6-DCQ en embriones de poliquetos marinos disminuye rápidamente debido a la rápida degradación por hidrólisis en la ingesta de agua de mar, incluso en ausencia de luz solar. Dos días después de su descarga al agua de mar, el 2,6-DCQ mostró una toxicidad para el desarrollo 31 veces menor en comparación con el cloroxilenol.

"Encontramos que el DBP seleccionado tenía un efecto antimicrobiano más potente que el cloroxilenol, y que su concentración y la toxicidad para el desarrollo asociada disminuyeron rápidamente durante la ingestión de agua de mar, incluso en la oscuridad", dijo el profesor Zhang.

Destacó la necesidad apremiante de contar con desinfectantes más eficaces y respetuosos con el medio ambiente, especialmente después de la pandemia de COVID-19.

"El cloroxilenol se detectó con frecuencia ambientes acuáticos; Por ejemplo, su concentración alcanzó los 10,6 µg/l en el agua de un río en Hong Kong. Los estudios toxicológicos han informado efectos adversos del cloroxilenol en organismos acuáticos, incluida alteración endocrina, muerte embrionaria y malformaciones. La exposición crónica al cloroxilenol en concentraciones ambientales (~ 4,2 μg/L) puede inducir regulación genética y cambios morfológicos en la trucha arco iris.

El descubrimiento por parte del equipo del 2,6-DCQ como una alternativa prometedora es un paso importante para abordar esta necesidad global. Los resultados muestran que el 2,6-DCQ se puede utilizar como desinfectante en una variedad de situaciones, incluido productos de cuidado personal (como desinfectantes para manos, detergentes y jabones), pinturas, textiles, fluidos para trabajar metales, uniformes médicos y productos sanitarios para el hogar, equipos de procesamiento de alimentos, instrumentos quirúrgicos y lugares públicos.

"Esta investigación innovadora no solo ofrece una solución potencial para apoyar mejor la bioseguridad humana y al mismo tiempo priorizar la sostenibilidad ambiental, sino que también tiene implicaciones importantes para el desarrollo de desinfectantes verdes y otras plantas verdes. productos industriales aprovechando el carácter ligeramente alcalino del agua de mar. Por ejemplo, los científicos pueden diseñar y desarrollar otros productos industriales, como pesticidas, productos farmacéuticos y productos de cuidado personal, que se descomponen rápidamente cuando se hidrolizan en agua de mar”, afirmó el profesor Zhang.

El equipo de investigación incluyó al Dr. Han Jiarui, actualmente profesor asistente de investigación en HKUST, y al Dr. Li Wanxing, profesor asistente en la Universidad Xi'an Jiaotong-Liverpool. Ambos tienen Ph.D. Se graduó de la Facultad de Ingeniería Civil y Protección Ambiental de HKUST y fue becario postdoctoral en el grupo del Prof. Zhang durante la investigación.

De cara al futuro, el profesor Zhang planea utilizar el aprendizaje automático para investigar las relaciones entre la eficiencia de la desinfección y la degradación de los halofenoles mediante su huella molecular. Espera que futuras investigaciones arrojen luz sobre el desarrollo de desinfectantes óptimos.