Propylene glycol maintains the virucidal efficacy of disinfectants at sub-zero temperatures: implications for African swine fever biosecurity

तकनीकी सारांश: उप-शून्य तापमान पर ASFV कीटाणुशोधन के लिए क्रायोप्रोटेक्टेंट के रूप में प्रोपलीन ग्लाइकोल

समस्या विवरण
अफ्रीकी सूअर बुखार (ASF) यूरोपीय संघ में वैश्विक सूअर उत्पादन के लिए एक गंभीर खतरा बना हुआ है, क्योंकि कोई स्वीकृत टीका या उपचार उपलब्ध नहीं है। फलस्वरूप, वायरस के प्रसार को सीमित करने के लिए सख्त बायोसेक्यूরিটি और कीटाणुशोधन ही प्राथमिक उपाय हैं। हालांकि, समशीतोष्ण और महाद्वीपीय जलवायु में, सर्दियों की स्थितियां एक महत्वपूर्ण, अक्सर कम आंकी जाने वाली चुनौती पेश करती हैं: कई तरल कीटाशक फॉर्मूलेशन उप-शून्य तापमान पर जम जाते हैं। जबकि सक्रिय पदार्थों के रासायनिक विषाणुनाशक गुण बरकरार रह सकते हैं, ठोस या क्रिस्टलीय अवस्था में भौतिक परिवर्तन कीटाशक और वायरल कणों के बीच पर्याप्त सतह गीलापन (wetting), कवरेज और संपर्क को रोकता है। यह भौतिक सीमा सटीक रूप से तब व्यावहारिक बायोसेक्यूরিটি प्रभावकारिता को कमजोर करती है जब पर्यावरणीय वायरस का बने रहना उच्च होता है।

कार्यप्रणाली
इस अध्ययन ने अफ्रीकी सूअर बुखार वायरस (ASFV), विशेष रूप से Ba71V स्ट्रेन के विरुद्ध कीटाशक फॉर्मूलेशन में क्रायोप्रोटेक्टिव एडिटिव के रूप में प्रोपलीन ग्लाइकोल की भूमिका का मूल्यांकन किया। अनुसंधान PN-EN 14675 मानक के सस्पेंशन परख ढांचे का पालन करता था, जिसे उप-शून्य परीक्षण के लिए संशोधित किया गया था।

• प्रयोगात्मक डिजाइन: विषाणुनाशक प्रभावकारिता का परीक्षण तीन तापमानों पर किया गया: 21°C (नियंत्रण), -10°C, और -20°C।
• स्थितियाँ: परख (Assays) कम (3.0 g/L बोवाइन सीरम एल्ब्यूमिन) और उच्च (10.0 g/L BSA + 10.0 g/L यीस्ट एक्सट्रैक्ट) स्तर के जैविक गंदगी (organic soiling) के तहत आयोजित की गईं।
• क्रायोप्रोटेक्टेंट चयन: प्रारंभिक प्रयोगों ने निर्धारित किया कि 30% (v/v) प्रोपलीन ग्लाइकोल -10°C और -20°C पर जमने से प्रभावी रूप से रोकता है और ASFV के विरुद्ध स्वतंत्र विषाणुनाशक गतिविधि प्रदर्शित नहीं करता है। उच्च सांद्रता (60% और 80%) ने विषाणुनाशक प्रभाव दिखाए और भ्रमित करने वाले परिणामों से बचने के लिए उन्हें बाहर कर दिया गया।
• परीक्षण किए गए कीटाशक: अध्ययन में ASF नियंत्रण के लिए अनुशंसित आठ सक्रिय पदार्थों का मूल्यांकन किया गया: सोडियम हाइपोक्लोराइट (1%), ग्लूटारल्डिहाइड (0.1%), पोटेशियम परोक्सीमोनोसल्फेट (0.5%), कॉस्टिक सोडा (2%), एसिटिक एसिड (3%), फॉर्मल्डिहाइड (0.4%), फिनोल (1%), और बेंज़ालकोनियम क्लोराइड (1%)।
• प्रक्रिया: अंतिम सक्रिय सांद्रता को मानक सिफारिशों के अनुरूप बनाए रखने के लिए कीटाशकों को 30% प्रोपलीन ग्लाइकोल के साथ पूर्व-मिश्रित किया गया। वायरस को लक्षित तापमान पर 30 मिनट के लिए फॉर्मूलेशन के संपर्क में रखा गया, जिसके बाद न्यूट्रलाइजेशन और Vero सेल मोनोलेयर्स पर टाइट्रेशन किया गया। प्रभावकारिता को वायरल टाइटर में लॉगरिदमिक कमी (log₁₀ TCID₅₀/mL) के रूप में मापा गया, जिसमें पास थ्रेशोल्ड ≥4 log₁₀ कमी थी।

मुख्य परिणाम
30% प्रोपलीन ग्लाइकोल के समावेश ने सभी परीक्षण किए गए फॉर्मूलेशन के तरल चरण को -10°C और -20°C पर सफलतापूर्वक बनाए रखा, जिससे विषाणुनाशक गतिविधि का विश्वसनीय मूल्यांकन संभव हुआ।

• अत्यधिक प्रभावी एजेंट: पांच कीटाशकों ने प्रोपलीन ग्लाइकोल द्वारा स्थिर किए जाने पर सभी तापमानों और सोइलिंग स्तरों में मजबूत विषाणुनाशक गतिविधि (≥4 log₁₀ कमी) बनाए रखी:

  • सोडियम हाइपोक्लोराइट (1%): 4.1 से 4.8 log₁₀ की कमी प्राप्त की।
  • ग्लूटारल्डिहाइड (0.1%): 4.2 से 4.8 log₁₀ की कमी प्राप्त की।
  • पोटेशियम परोक्सीमोनोसल्फेट (0.5%): 4.3 से 4.8 log₁₀ की कमी प्राप्त की।
  • कॉस्टिक सोडा (2%): 4.2 से 4.7 log₁₀ की कमी प्राप्त की।
  • एसिटिक एसिड (3%): उच्चतम प्रभावकारिता प्रदर्शित की, जिसमें 4.8 से 5.5 log₁₀ की कमी देखी गई।
  • विशेष रूप से, इनमें से कई एजेंटों के लिए, -20°C पर प्रभावकारिता 21°C की तुलना में समान या थोड़ी अधिक थी, विशेष रूप से उच्च सोइलिंग स्थितियों के तहत।

• सीमित या अमान्य प्रभावकारिता: तीन एजेंटों ने अपर्याप्त प्रदर्शन दिखाया या उनका सटीक मूल्यांकन नहीं किया जा सका:

  • फॉर्मल्डिहाइड (0.4%) और बेंज़ालकोनियम क्लोराइड (1%): कम log₁₀ कमी (लगभग 1.2–1.8) दिखाई। लेखक इसे मुख्य रूप से ग्लाइकोल की उपस्थिति में Vero कोशिकाओं के प्रति इन यौगिकों की उच्च साइटोटॉक्सिसिटी (cytotoxicity) के कारण मानते हैं, न कि विषाणुनाशक गतिविधि की हानि के कारण।
  • फिनोल (1%): न्यूनतम विषाणुनाशक प्रभाव दिखाया (कमी <1.3 log₁₀), जो ग्लाइकोल के साथ संभावित भौतिक-रासायनिक अंतःक्रिया या इन विशिष्ट स्थितियों में ASFV के विरुद्ध स्वाभाविक निम्न प्रभावकारिता का सुझाव देता है।

मुख्य योगदान

1. क्रायोप्रॉटेक्शन का सत्यापन: यह अध्ययन प्रयोगात्मक प्रमाण प्रदान करता है कि 30% प्रोपलीन ग्लाइकोल एक प्रभावी क्रायोप्रोटेक्टेंट के रूप में कार्य करता है, जो अत्यधिक सक्रिय यौगिकों की विषाणुनाशक प्रभावकारिता से समझौता किए बिना -10°C और -20°C पर कीटाशक फॉर्मूलेशन के जमने को रोकता है।
2. प्रभावों का विभेदन: शोध ने ग्लाइकोल की क्रायोप्रोटेक्टिव भूमिका और इसकी संभावित एंटीवायरल गतिविधि के बीच सफलतापूर्वक अंतर किया, यह पुष्टि करते हुए कि 30% ग्लाइकोल अकेले ASFV टाइटर्स को कम नहीं करता है।
3. तापमान-सोइलिंग अंतःक्रिया: डेटा बताता है कि उप-शून्य तापमान और क्रायोप्रोटेक्टिव स्थिरीकरण का संयोजन जैविक पदार्थ के कीटाशक प्रभावकारिता पर प्रतिकूल प्रभावों को आंशिक रूप से कम कर सकता है, जो संभवतः कम तापमान पर जैविक सबस्ट्रेट्स और कीटाशकों के बीच प्रतिक्रिया गतिकी (reaction kinetics) के धीमे होने के कारण हो सकता है।

महत्व और दावे
यह शोध दावा करता है कि जमने की भौतिक सीमा सर्दियों के कीटाणुशोधन रणनीतियों में एक बड़ी कमी है। प्रोपलीन ग्लाइकोल को शामिल करके, बायोसेक्यूরিটি प्रोटोकॉल कीटाशकों की तरल-अवस्था अखंडता को बनाए रख सकते हैं, जिससे जमने की स्थितियों में भी उचित सतह कवरेज और पर्याप्त संपर्क समय सुनिश्चित होता है।

लेखक निष्कर्ष निकालते हैं कि ग्लाइकोल-स्थिर फॉर्मूलेशन ठंडी जलवायु में मौसमी बायोसेक्यूরিটি में सुधार के लिए एक वैज्ञानिक रूप से आधारित दृष्टिकोण प्रदान करते हैं। अत्यधिक सक्रिय कीटाशकों (सोडियम हाइपोक्लोराइड, ग्लूटारल्डिहाइड, परोक्सीमोनोसल्फेट, कॉस्टिक सोडा और एसिटिक एसिड) के लिए, प्रोपलीन ग्लाइकोल का जुड़ना व्यापक तापमान सीमा में स्थिर और विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करता है। हालांकि अध्ययन ने साइटोटॉक्सिसिटी या कम प्रदर्शन के कारण फॉर्मल्डिहाइड, बेंज़ालकोनियम क्लोराइड और फिनोल के मूल्यांकन में सीमाओं को नोट किया है, समग्र निष्कर्ष ग्लाइकोल-स्थिर कीटाशकों के कार्यान्वयन का समर्थन करते हैं ताकि सर्दियों के महीनों के दौरान वायरस के बने रहने और यांत्रिक प्रसार के जोखिम को कम किया जा सके।