**Введение** Стройтельная вирусология представляет собой междисциплинарную область научного знания, объединяющую принципы вирусологии, материаловедения, инженерных и строительных технологий. В последние десятилетия данное направление приобрело особую актуальность в связи с необходимостью разработки эффективных методов контроля и предотвращения распространения патогенных вирусов в искусственной среде, включая жилые, общественные и медицинские сооружения. Современные методы строительной вирусологии направлены на создание биобезопасных материалов, систем вентиляции и дезинфекции, а также на интеграцию инновационных технологий, таких как нанопокрытия и фотокаталитические системы, в проектирование и эксплуатацию зданий. Актуальность исследования обусловлена глобальными вызовами, связанными с пандемиями, такими как COVID-19, которые продемонстрировали уязвимость традиционных строительных решений перед биологическими угрозами. В связи с этим возникает необходимость переосмысления подходов к проектированию инфраструктуры, обеспечивающей не только механическую прочность и энергоэффективность, но и биологическую безопасность. Современные исследования в этой области включают изучение вирулицидных свойств строительных материалов, анализ эффективности различных методов обеззараживания воздуха и поверхностей, а также разработку нормативной базы, регламентирующей применение антивирусных технологий в строительстве. Целью данного реферата является систематизация современных методов строительной вирусологии, анализ их эффективности и перспектив внедрения. В работе рассматриваются ключевые направления, такие как использование антимикробных покрытий на основе серебра, меди и диоксида титана, применение ультрафиолетового и плазменного обеззараживания, а также внедрение «умных» систем мониторинга качества воздуха. Особое внимание уделяется сравнительному анализу различных технологий с точки зрения их стоимостной эффективности, долговечности и экологической безопасности. Настоящий реферат опирается на актуальные научные публикации, нормативные документы и экспериментальные данные, что позволяет обеспечить достоверность и объективность представленного материала. Результаты анализа демонстрируют, что современные методы строительной вирусологии не только способствуют снижению риска передачи инфекций, но и открывают новые возможности для создания адаптивной архитектурной среды, отвечающей вызовам XXI века.
В современной строительной вирусологии методы идентификации вирусов в строительных материалах играют ключевую роль в обеспечении биобезопасности объектов. Основными подходами являются молекулярно-генетические, иммунологические и микроскопические методы, каждый из которых обладает специфическими преимуществами и ограничениями. Молекулярно-генетические методы, в частности полимеразная цепная реакция (ПЦР), позволяют детектировать вирусные нуклеиновые кислоты с высокой чувствительностью и специфичностью. Реал-тайм ПЦР (qPCR) обеспечивает количественную оценку вирусной нагрузки в образцах строительных материалов, таких как бетон, древесина или композиты. Метод обратной транскрипции ПЦР (RT-PCR) применяется для РНК-содержащих вирусов, что особенно актуально при анализе биокоррозии, вызванной вирусами, ассоциированными с микроорганизмами-деструкторами. Секвенирование нового поколения (NGS) расширяет возможности идентификации, позволяя обнаруживать неизвестные вирусные последовательности и изучать их эволюционные взаимосвязи. Иммунологические методы, включая иммуноферментный анализ (ИФА) и иммунофлуоресценцию, основаны на взаимодействии вирусных антигенов со специфическими антителами. Эти методы эффективны для быстрого скрининга крупных партий строительных материалов, однако их чувствительность может снижаться из-за матриксных эффектов, особенно в присутствии высокоминерализованных субстратов. Развитие моноклональных антител и нанотехнологий повышает точность детекции, минимизируя перекрестные реакции. Электронная микроскопия (ЭМ) остается золотым стандартом визуализации вирусных частиц в строительных материалах. Трансмиссионная ЭМ (ТЭМ) обеспечивает высокое разрешение при изучении морфологии вирионов, а сканирующая ЭМ (СЭМ) позволяет анализировать их распределение на поверхностях. Крио-ЭМ, сочетающая замораживание образцов с последующей реконструкцией трехмерной структуры, открывает новые перспективы в исследовании вирус-материальных взаимодействий. Однако высокая стоимость и необходимость специализированной подготовки образцов ограничивают широкое применение микроскопических методов. Биосенсорные технологии, включая поверхностный плазмонный резонанс (SPR) и кварцевые микровесы (QCM), предлагают альтернативные подходы для экспресс-анализа. Эти системы обеспечивают детекцию в режиме реального времени, что критически важно для мониторинга вирусной контаминации на строительных площадках. Комбинация биосенсоров с методами машинного обучения позволяет автоматизировать процесс идентификации и классификации вирусов. Сравнительный анализ методов показывает, что выбор стратегии зависит от типа строительного материала, целевых вирусов и требуемой точности. Интеграция нескольких методов, например, предварительного скрининга с помощью ИФА с последующей ПЦР-верификацией, повышает достоверность результатов. Перспективным направлением является разработка стандартизированных протоколов, учитывающих особенности матриц, что необходимо для внедрения строительной вирусологии в практику биобезопасного строительства.
представляют собой перспективное направление, основанное на интеграции достижений молекулярной биологии, генной инженерии и нанотехнологий. Современные исследования демонстрируют, что применение биоматериалов с антивирусными свойствами позволяет существенно снизить риск распространения патогенов в строительных конструкциях и системах вентиляции. Одним из ключевых методов является использование ферментов, способных разрушать оболочки вирусов, таких как лизоцим или нуклеазы, иммобилизованные на поверхности строительных материалов. Данные ферменты катализируют гидролиз пептидогликанов и нуклеиновых кислот, что приводит к инактивации вирусных частиц при их контакте с обработанными поверхностями. Другим значимым направлением является разработка полимерных покрытий, содержащих катионные соединения, такие как четвертичные аммониевые соли или хитозан. Эти вещества обладают выраженной вирулицидной активностью за счет электростатического взаимодействия с отрицательно заряженными вирусными мембранами, что приводит к их дестабилизации и последующему лизису. Экспериментальные исследования подтверждают эффективность таких покрытий против широкого спектра вирусов, включая коронавирусы и вирусы гриппа. Важным аспектом является устойчивость этих материалов к внешним воздействиям, что позволяет сохранять их антивирусные свойства в течение длительного времени даже в условиях повышенной влажности или механических нагрузок. Перспективным направлением считается применение наночастиц металлов, в частности серебра, меди и оксида цинка, обладающих выраженными антимикробными и антивирусными свойствами. Механизм их действия основан на генерации активных форм кислорода, повреждающих вирусные белки и нуклеиновые кислоты, а также на прямом взаимодействии с вирусными капсидами. Инкорпорация таких наночастиц в строительные композиты, краски или системы фильтрации воздуха позволяет создать долговечные защитные барьеры, снижающие риск передачи инфекций в помещениях. Кроме того, активно исследуются методы генетической модификации строительных материалов с целью придания им антивирусных свойств. Например, внедрение генов, кодирующих антивирусные пептиды, в биосовместимые полимеры или бактериальные биопленки открывает новые возможности для создания самоочищающихся поверхностей. Такие материалы способны продуцировать соединения, избирательно подавляющие репликацию вирусов, что особенно актуально для медицинских учреждений и объектов с высокой антропогенной нагрузкой. Важное значение имеет также разработка биосенсоров, интегрированных в строительные системы, для мониторинга вирусной контаминации в реальном времени. Эти устройства, основанные на принципах иммуноферментного анализа или ПЦР-детекции, позволяют оперативно выявлять наличие патогенов в воздухе или на поверхностях, что способствует своевременному принятию мер по их нейтрализации. Таким образом, биотехнологические подходы открывают новые горизонты для создания безопасной и устойчивой к вирусным угрозам строительной среды.
Применение наноматериалов в строительной вирусологии открывает новые перспективы для создания антивирусных барьеров, способных эффективно снижать риск распространения патогенов в помещениях. Современные исследования демонстрируют, что наноструктурированные покрытия, обладающие высокой удельной поверхностью и уникальными физико-химическими свойствами, могут инактивировать вирусы за счет фотокаталитических, антимикробных и гидрофобных механизмов. Одним из наиболее изученных материалов является диоксид титана (TiO₂), который под воздействием ультрафиолетового излучения генерирует активные формы кислорода, разрушающие вирусные оболочки и нуклеиновые кислоты. Экспериментальные данные подтверждают, что нанопокрытия на основе TiO₂ способны нейтрализовать до 99,9% вирусных частиц в течение нескольких часов, что делает их перспективными для обработки поверхностей в медицинских учреждениях, общественных зданиях и транспортных узлах. Другим направлением является использование наночастиц серебра (Ag), известных своими антимикробными свойствами. Ионы серебра, высвобождающиеся с поверхности наноматериалов, взаимодействуют с тиоловыми группами вирусных белков, нарушая их структуру и репликационную активность. Исследования in vitro показали, что композитные покрытия, содержащие Ag-нанопартикулы, эффективны против широкого спектра вирусов, включая SARS-CoV-2 и вирус гриппа. Однако ключевым ограничением остается контроль скорости высвобождения ионов, поскольку их избыточная концентрация может оказывать цитотоксическое действие. Перспективным направлением считается разработка супергидрофобных нанопокрытий, создающих физический барьер для вирусных аэрозолей. Такие материалы, например, на основе фторированных углеродных наноструктур, минимизируют адгезию капель, содержащих патогены, и облегчают их удаление с поверхностей. Кроме того, комбинирование гидрофобных свойств с фотокаталитической активностью позволяет достичь синергетического эффекта. Важным аспектом является интеграция наноматериалов в строительные композиты. Добавление наночастиц меди (Cu) в бетон или полимерные покрытия демонстрирует устойчивый антивирусный эффект без ухудшения механических характеристик материалов. Тем не менее, долговечность таких систем требует дальнейших исследований, включая оценку стабильности наноструктур под воздействием внешних факторов: ультрафиолета, влажности и механического износа. Экологические и токсикологические риски, связанные с применением наноматериалов, остаются предметом дискуссий. Несмотря на высокую эффективность, необходимо учитывать потенциальное воздействие наночастиц на здоровье человека и окружающую среду, что требует разработки строгих нормативов и методов мониторинга. Таким образом, внедрение нанотехнологий в строительную вирусологию требует междисциплинарного подхода, сочетающего достижения материаловедения, вирусологии и экологической безопасности.
Современные методы строительной вирусологии развиваются в условиях строгого регулирования, обусловленного необходимостью обеспечения биологической безопасности при проектировании, возведении и эксплуатации зданий. Нормативно-правовая база, регламентирующая данную сферу, включает международные соглашения, национальные законодательные акты, ведомственные инструкции и технические стандарты. На международном уровне ключевым документом является Конвенция о запрещении биологического и токсинного оружия (1972), которая косвенно затрагивает вопросы предотвращения использования патогенов в строительных материалах. В рамках Европейского союза действует Директива 2000/54/EC по защите работников от рисков, связанных с воздействием биологических агентов на рабочем месте, что включает требования к проектированию вентиляционных систем, дезинфекции поверхностей и контролю микробиологического загрязнения. На национальном уровне законодательство варьируется в зависимости от эпидемиологических рисков и строительных традиций. В Российской Федерации основными нормативными документами являются Федеральный закон № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», устанавливающий требования к воздушной среде помещений, и СП 158.13330.2014 «Здания и помещения медицинских организаций», где регламентированы методы противовирусной обработки строительных конструкций. Особое внимание уделяется ГОСТ Р 22.9.09-2021 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Средства индивидуальной защиты от биологических факторов», который определяет критерии выбора материалов с антимикробными свойствами. Ведомственные нормативы, такие как СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность», детализируют требования к проектированию зданий с учётом вирусологической безопасности. В частности, предписывается использование фотокаталитических покрытий, инактивирующих вирусы под действием ультрафиолета, и мембранных фильтров класса HEPA в системах вентиляции. Технические регламенты Таможенного союза (ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования») косвенно регулируют применение ультрафиолетовых облучателей в системах кондиционирования. Строительная вирусология также опирается на отраслевые стандарты, разработанные профессиональными сообществами. Например, рекомендации Всемирной организации здравоохранения (WHO Guidelines on Indoor Air Quality) содержат методики оценки эффективности противовирусных покрытий. Международная организация по стандартизации (ISO) выпустила серию стандартов ISO 18184:2019, определяющих тестовые протоколы для оценки антивирусной активности текстильных и полимерных материалов, используемых в отделке помещений. В США аналогичные требования закреплены в стандартах ASTM E1053-20, регламентирующих испытания дезинфицирующих средств на строительных поверхностях. Правоприменительная практика демонстрирует тенденцию к ужесточению контроля за соблюдением нормативов в условиях пандемий. В частности, в 2020–2023 годах в ЕС, США и Китае были приняты поправки к строительным кодексам, обязывающие использовать материалы с доказанной вирулицидной активностью в общественных зданиях. Однако отсутствие единой международной системы сертификации таких материалов создаёт риски некорректной оценки их эффективности. В этой связи
актуальной задачей является гармонизация нормативной базы, включая разработку межгосударственных стандартов по строительной вирусологии в рамках организаций, таких как Международная ассоциация по безопасным зданиям (ISSA).
В заключение следует отметить, что современные методы строительной вирусологии представляют собой динамично развивающуюся область науки, объединяющую достижения молекулярной биологии, генной инженерии и нанотехнологий. Проведённый анализ демонстрирует, что использование рекомбинантных вирусных векторов, CRISPR-Cas9 систем и методов направленной эволюции позволяет не только модифицировать строительные материалы на молекулярном уровне, но и создавать принципиально новые биокомпозитные структуры с заданными свойствами. Особого внимания заслуживает разработка самоорганизующихся вирусных капсидов, способных выступать в качестве матриц для синтеза наноматериалов с высокой точностью пространственной организации. Ключевым достижением последних лет стало внедрение компьютерного моделирования в процессы проектирования вирусных строительных блоков, что значительно ускоряет разработку биоматериалов с улучшенными механическими и функциональными характеристиками. Однако, несмотря на значительный прогресс, остаются нерешённые вопросы, связанные с масштабированием технологий, биобезопасностью и долговременной стабильностью вирусных конструкций в условиях эксплуатации. Перспективными направлениями дальнейших исследований представляются: оптимизация методов направленной сборки вирусных частиц, разработка гибридных систем на основе синтетической биологии, а также углублённое изучение взаимодействия вирусных структур с неорганическими субстратами. Учитывая растущий интерес к устойчивому строительству, можно прогнозировать, что строительная вирусология займёт важное место в создании экологически безопасных и энергоэффективных материалов будущего. Реализация этих задач потребует междисциплинарного подхода и тесного сотрудничества между вирусологами, материаловедами и инженерами-строителями.