许多病毒性疾病可以通过接触污染的物体表面传播。尽管利用消毒剂进行表面消毒可以有效地预防，但由于其需要消耗劳动力资源并且在实际情况下很多公共场所不能做到频繁消毒，因此开发抗病毒涂层材料有助于解决这一问题。传统的抗病毒材料主要基于金属离子和结构复杂的合成高分子材料，即便能够有效灭活病毒，在大规模应用时也会遇到一定的困难：例如金属离子通常有生物毒性、合成高分子的环境污染和不可持续性等。开发成本低廉、环境友好的抗病毒涂层材料，是当前研究中的重点难点。
近日，洛桑联邦理工学院的Francesco Stellacci课题组和Harm-Anton Klok课题组合作报道了一种基于木质素的抗病毒涂层，通过1，4-二氧六环溶解工业提取的木质素并使用旋涂法制备的表面涂层，能够实现99%灭活单纯疱疹病毒二型（HSV-2）；通过分析木质素的化学组成及设计对照试验，证明了酚羟基自氧化过程中生成的活性氧灭活了病毒。相关研究成果以“Lignin: A Sustainable Antiviral Coating Material”为题发表在《ACS Sustainable Chemistry&Engineering》上。
作者首先选取了几种常见的工业木质素，以及Jeremy S. Luterbacher等人近期报道的对苯二甲醛法提取的羟基化木质素（https://doi.org/10.1039/D1GC00358E），用旋涂法制备了一系列均一性、耐水性好的木质素涂层（图1）。
图1. 木质素涂层的制备与材料性质表征
为了研究木质素涂层的抗病毒原理，作者提出木质素酚羟基自氧化过程中生成的中间产物活性氧（reactive oxygen species, ROS）可能参与了灭活病毒。为验证这一机理，考虑到抗坏血酸能够中和活性氧，木质素在无氧条件下不能被氧化，以及有文献报道过光照能够促进木质素酚羟基的氧化，作者采用苏打木质素涂层，分别在加入抗坏血酸、氮气气氛、遮光三种条件下进行了病毒存活测试。结果（图3）表面在上述三种条件下木质素涂层的抗病毒性能大大降低，与提出的机理相吻合。为了进一步验证木质素涂层在实验条件下能够产生活性氧，作者利用FOX试剂测定了一般环境下、50 mW/cm2光照及黑暗中过氧化氢的生成；结果表明酚羟基含量较多的两种木质素（苏打木质素、TALD-APH木质素）产生了较多的过氧化氢，进一步说明了木质素酚羟基氧化过程中有活性氧中间体的生成。
图3. 验证活性氧灭活病毒机制
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