Water structuring and collagen adsorption at hydrophilic and hydrophobic silicon surfaces

The adsorption of a collagen fragment on both a hydrophobic, hydrogen-terminated and a hydrophilic, natively oxidised Si surface is investigated using all-atom molecular dynamics. While favourable direct protein-surface interactions via localised contact points characterise adhesion to the hydrophilic surface, evenly spread surface/molecule contacts and stabilisation of the helical structure occurs upon adsorption on the hydrophobic surface. In the latter case, we find that adhesion is accompanied by a mutual fit between the hydrophilic/hydrophobic pattern within the protein and the layered water structure at the solid/liquid interface, which may provide an additional driving force to the classic hydrophobic effect

Khat use as risk factor for psychotic disorders: A cross-sectional and case-control study in Somalia

BACKGROUND: Little is known about the prevalence of khat-induced psychotic disorders in East African countries, where the chewing of khat leaves is common. Its main psycho-active component cathinone produces effects similar to those of amphetamine. We aimed to explore the prevalence of psychotic disorders among the general population and the association between khat use and psychotic symptoms. METHODS: In an epidemiological household assessment in the city of Hargeisa, North-West Somalia, trained local interviewers screened 4,854 randomly selected persons from among the general population for disability due to severe mental problems. The identified cases were interviewed based on a structured interview and compared to healthy matched controls. Psychotic symptoms were assessed using the items of the WHO Composite International Diagnostic Interview and quantified with the Positive and Negative Symptoms Scale. Statistical testing included Student's t-test and ANOVA. RESULTS: Local interviewers found that rates of severe disability due to mental disorders were 8.4% among males (above the age of 12) and differed according to war experiences (no war experience: 3.2%; civilian war survivors: 8.0%; ex-combatants: 15.9%). The clinical interview verified that in 83% of positive screening cases psychotic symptoms were the most prominent manifestations of psychiatric illness. On average, cases with psychotic symptoms had started to use khat earlier in life than matched controls and had been using khat 8.6 years before positive symptoms emerged. In most cases with psychotic symptoms, a pattern of binge use (> two 'bundles' per day) preceded the onset of psychotic symptoms, in contrast to controls of the same age. We found significant correlations between variables of khat consumption and clinical scales (0.35 to 0.50; p < 0.05), and between the age of onset of khat chewing and symptom onset (0.70; p <0.001). CONCLUSION: Evidence indicates a relationship between the consumption of khat and the onset of psychotic symptoms among the male population, whereby not the khat intake per se but rather early onset and excessive khat chewing seemed to be related to psychotic symptoms. The khat problem must be addressed by means other than prohibition, given the widespread use and its role in Somali culture

Parameterwahl für die thermische Inaktivierung von Coronaviren - eine datengestützte Empfehlung

Background: Healthcare workers and large parts of the population are currently using personal protective equipment, such as face masks, to avoid infections with the novel coronavirus SARS-CoV-2. This equipment must be sterilized as gently as possible before reuse. One possibility is thermal inactivation, but professional autoclaves with their high temperatures are often not available or suitable. If the inactivation period is long enough, coronavirus inactivation can also be carried out at relatively low temperatures. The required duration was determined in this study. Material and methods: Data from published thermal inactivation studies on coronaviruses were applied to determine the temperature dependence of the rate constant k(T) for each coronavirus by employing Arrhenius models. Results: The data obtained exhibit large variations, which appear to be at least partially caused by different sample properties. Samples with high protein content or samples in dry air sometimes seem to be more difficult to inactivate. Apart from this, the Arrhenius models describe the thermal inactivation properties well and SARS-CoV and SARS-CoV-2 can even be represented by a combined model. Furthermore, the available data suggest that all samples, including critical ones, can be mathematically included by a worst-case Arrhenius model. Conclusion: Coronaviruses can already be inactivated at relatively low temperatures. For most samples, application times of approximately 32.5, 3.7, and 0.5 minutes will be sufficient at 60°C, 80°C, and 100°C, respectively, for a 5 log-reduction. For difficult conditions, the worst-case model provides significantly longer application times of 490, 55, and 8 minutes for the temperatures mentioned.Hintergrund: Um Infektionen mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 zu vermeiden, setzen sowohl Beschäftigte im Gesundheitswesen als auch große Teile der Bevölkerung derzeit persönliche Schutzausrüstung, wie Gesichtsmasken, ein. Diese Ausrüstung muss vor der Wiederverwendung möglichst schonend sterilisiert werden. Eine Möglichkeit dafür ist die thermische Inaktivierung. Professionelle Autoklaven mit ihren hohen Temperaturen sind jedoch oft nicht verfügbar oder geeignet. Bei Coronaviren kann die Inaktivierung aber auch bei niedrigeren Temperaturen erfolgen, wenn die Inaktvierungsdauer lang genug ist. Diese notwendige Dauer soll hier bestimmt werden. Material und Methoden: Daten aus publizierten thermischen Inaktivierungsstudien an Coronaviren werden herangezogen, um mit Hilfe von Arrhenius-Modellen für jedes Coronavirus die Temperaturabhängigkeit der Ratenkonstante k(T) zu bestimmen. Ergebnisse: Die ermittelten Daten weisen große Variationen auf, die möglicherweise auch auf unterschiedliche Probeneigenschaften zurückzuführen sind. Coronaviren in Proben mit hohem Proteingehalt oder Proben an trockener Luft scheinen manchmal schwerer zu inaktivieren sein. Abgesehen davon scheint das Arrhenius-Modell die thermischen Inaktivierungseigenschaften gut zu beschreiben, wobei sich SARS-CoV und SARS-CoV-2 durch ein gemeinsames Modell darstellen lassen. Darüber hinaus deuten die verfügbaren Daten darauf hin, dass alle Proben mathematisch durch ein Worst-Case-Modell berücksichtigt werden können, das auch potentiell kritische Proben miteinschließt.Schlussfolgerung: Coronaviren lassen sich bereits durch relativ niedrige Temperaturen inaktivieren. Für Standardproben sind z.B. bei 60°C, 80°C und 100°C Anwendungsdauern von ca. 32,5, 3,7 und 0,5 min notwendig, um eine Reduktion von 5 Logstufen zu erreichen. Für eine sicherere Inaktivierung liefert das Worst-Case-Modell für die genannten Temperaturen deutlich längere Anwendungszeiten von 490, 55 und 8 min

Ultraviolette Bestrahlungsdosen für die Inaktivierung von Coronaviren - Review und Analyse von Coronavirusinaktivierungsstudien

Background: To slow the increasing global spread of the SARS-CoV-2 virus, appropriate disinfection techniques are required. Ultraviolet radiation (UV) has a well-known antiviral effect, but measurements on the radiation dose necessary to inactivate SARS-CoV-2 have not been published so far.Methods: Coronavirus inactivation experiments with ultraviolet light performed in the past were evaluated to determine the UV radiation dose required for a 90% virus reduction. This analysis is based on the fact that all coronaviruses have a similar structure and similar RNA strand length.Results: The available data reveals large variations, which are apparently not caused by the coronaviruses but by the experimental conditions selected. If these are excluded as far as possible, it appears that coronaviruses are very UV sensitive. The upper limit determined for the log-reduction dose (90% reduction) is approximately 10.6 mJ/cm2 (median), while the true value is probably only 3.7 mJ/cm2 (median).Conclusion: Since coronaviruses do not differ structurally to any great exent, the SARS-CoV-2 virus - as well as possible future mutations - will very likely be highly UV sensitive, so that common UV disinfection procedures will inactivate the new SARS-CoV-2 virus without any further modification.Hintergrund: Um die weltweite Ausbreitung des SARS-CoV-2 Virus zu verlangsamen, werden geeignete Desinfektionstechniken benötigt. Ultraviolette Strahlung (UV) hat bekanntlich eine antivirale Wirkung, aber Messungen zu benötigten Bestrahlungsdosen für die Inaktivierung von SARS-CoV-2 sind bisher nicht veröffentlicht worden.Material und Methoden: Coronavirusinaktivierungsexperimente, die in der Vergangenheit durchgeführt wurden, werden herangezogen, um die UV-Bestrahlungsdosis für eine 90%ige Virusreduktion zu ermitteln. Die durchgeführte Analyse nutzt dabei die Tatsache, dass alle Coronaviren eine ähnliche Struktur und eine vergleichbare RNA-Länge aufweisen.Ergebnisse: Die verfügbaren Daten weisen große Variationen auf, die durch unterschiedliche experimentelle Bedingungen zu erklären sind. Wenn extremere Versuchsbedingungen ausgeschlossen werden, zeigt sich, dass Coronaviren sehr UV-empfindlich sind. Der ermittelte obere Grenzwert für die log-Reduktionsdosis (90% Reduktion) beträgt ungefähr 10.6 mJ/cm2 (Median), während der wahre Wert vermutlich nur etwa 3.7 mJ/cm2 (Median) beträgt.Schlussfolgerung: Da sich Coronaviren in ihrer Struktur nicht stark unterscheiden, wird auch das neue SARS-CoV-2 Virus - und mögliche zukünftige Mutationen - sehr UV-empfindlich sein, vermutlich sogar so UV-empfindlich, dass etablierte UV-Desinfektionsverfahren das neue SARS-CoV-2 Virus ohne zusätzliche Modifikationen effizient inaktivieren können