综述：后疫情时代抗病毒化合物与活性包装开发材料的全面评述

本综述系统评述了后疫情时代抗病毒活性包装的前沿进展，涵盖植物化学物（如多酚、类黄酮）、天然/合成聚合物（壳聚糖、卡拉胶）及无机材料（银、铜纳米颗粒）等关键抗病毒剂。深入探讨了其通过病毒灭活、附着抑制等机制（如靶向3CLpro、ACE2受体）阻断食源性/呼吸道病毒（如诺如病毒NoV、SARS-CoV-2）传播的应用潜力，并为解决当前食品安全性、法规壁垒及规模化生产挑战提供了前瞻性视角。

　　

2. 天然抗病毒小分子化合物——植物化学物

植物化学物作为植物次生代谢产物，虽对植物自身生理意义不显著，却在植物组织中大量积累。根据其生物合成来源，可分为酚类（包括多酚类及黄酮类）、萜类化合物和含氮生物碱三大类。这些次生代谢产物对多种细菌、真菌和病毒展现出活性，作为抗菌包装组分潜力巨大。

酚类化合物

黄酮类化合物由两个芳香环通过形成含氧杂环的三碳链连接而成，在植物中分布广泛且含量丰富。不同黄酮化合物的抗病毒功效及其他生物活性功能已通过体外和体内研究得到验证。芦丁是一种常见的黄酮类化合物，未见系统性毒性报道，研究发现其通过直接作用于病毒颗粒，成为有效的丙型肝炎病毒（HCV）细胞进入抑制剂。绿茶中的儿茶素对猫杯状病毒（FCV，人诺如病毒HuNoV的替代物）表现出抗病毒活性，其中表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）兼具高抗病毒活性和低细胞毒性。从卷柏中提取的总黄酮及其主要黄酮成分穗花杉双黄酮，对引起儿童手足口病（HFMD）的病原体血清型之一柯萨奇病毒B3（CV-B3）具有显著的病毒灭活作用。另一种在亚洲占主导地位的HFMD病因是肠道病毒71型（EV-A71），其感染可被芹菜素的抗病毒和预防活性在体内外抑制。此外，在RD细胞模型中，还观察到了黄芩素和山奈酚的抗病毒活性。

除被深入研究黄酮类外，其他酚类化合物如芪类、单宁等也可能表现出抗病毒活性。一项体外实验显示，白藜芦醇（一种芪类化合物）能够有效抑制SARS-CoV-2和人冠状病毒229E（HCoV-229E）的复制。同样，白藜芦醇的代谢稳定性更高的类似物紫檀芪，也被发现对SARS-CoV-2复制具有类似的抑制效力。柿子中富含原花青素的缩合单宁在体外能降低鼠诺如病毒1型（MNV-1）的病毒滴度且未检测到细胞毒性，但其化学结构尚不明确。两种单宁化合物——诃子酸和安石榴苷的广谱抗病毒功能机制已被证实。这些单宁被观察到通过抑制GAG辅助的病毒进入，来抑制登革病毒（DENV）、HCV、人巨细胞病毒（HCMV）、麻疹病毒（MV）和呼吸道合胞病毒（RSV）的活性。另一项研究表明，诃子酸和安石榴苷在体外抑制SARS-CoV-2的3C样蛋白酶（3CL^pro）活性，该发现进一步得到了计算机分析的支持。最新研究还通过体外、体内和计算机模型证明了它们针对RSV的抗病毒活性。

萜类化合物

萜烯是具有两个或多个异戊二烯单元的烯烃。萜类化合物是萜烯的衍生物，其碳氢骨架被修饰成醇、酮或醛等形式。

甘草酸（一种在甘草根中发现的具有治疗价值的三萜类化合物）的抗病毒活性在上一次严重急性呼吸综合征冠状病毒（SARS-CoV）大流行期间得到揭示。在COVID-19大流行期间，甘草酸被证实对SARS-CoV-2复制具有剂量响应抑制效应。研究发现，来自牛至精油的单萜类化合物香芹酚能够通过破坏MNV衣壳进而破坏病毒RNA，在暴露1小时内灭活MNV。进一步研究发现，香芹酚在接种的生菜样品和悬液中均能显著降低MNV和FCV的滴度。另一项研究调查了从蓝桉中分离的12种化合物的抗单纯疱疹病毒（HSV）活性。其中，三萜类化合物Tereticornate A显示出抗HSV-1活性（IC₅₀ = 0.96 μg/mL），甚至高于标准抗病毒药物阿昔洛韦（对HSV-1的IC₅₀ = 1.92 μg/mL）。此外，单萜酯Cypellocarpin C对HSV-2表现出强效活性（EC₅₀ = 0.73 μg/mL），同样高于阿昔洛韦（EC₅₀ = 1.75 μg/mL）。倍半萜内酯化合物青蒿素及其衍生物是众所周知的抗疟疾药物。青蒿素及其衍生物在无细胞毒性的浓度下对HCV和SARS-CoV-2表现出抑制效应。值得注意的是，多项研究表明青蒿素具有抑制人类免疫缺陷病毒（HIV）的活性，但现有研究数据不足以支持其作为对抗HIV感染的有效措施。

生物碱

生物碱是一类含氮杂环的有机碱。据报道，大多数生物碱对脊椎动物具有广泛的药理学和细胞毒活性，同时具有抗菌或抗病毒作用。

石蒜碱是一种存在于石蒜和水仙球茎中的有毒菲啶类生物碱。一项体外研究揭示了其通过直接阻断RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）活性来抑制SARS-CoV-2。此外，石蒜碱抗HCV和SARS-CoV的抗病毒活性也有报道。吐根碱和高三尖杉酯碱是分别在吐根和福建三尖杉中发现的两种天然生物碱，据报道它们能抑制SARS-CoV-2的复制。吐根碱还对DNA和RNA病毒具有广谱抗病毒活性，并在体内外得到鉴定。多项研究证实，吐根碱通过干扰病毒附着、细胞进入和复制来抑制HSV-1、埃可病毒1型（EV1）和各种冠状病毒。

3. 有机聚合物化合物

各种聚合物长期以来一直被用作食品包装材料，而对这些材料的研究大多集中在改善其物理性能，如机械强度和气体阻隔性。近年来，更多的研究发现揭示了某些聚合物的抗病毒活性，它们有望用于食品包装以控制病原体。

天然聚合物

源于植物、动物或微生物的天然聚合物，由于其环境友好性和可生物降解性，作为可持续包装材料具有重要价值。目前已知具有抗病毒能力的天然聚合物大多是生物基多糖，它们含有带电官能团，如羰基、羟基和氨基。带电多糖对病毒的吸收抑制特别归因于它们与携带相反电荷病毒的相互作用。本节将深入讨论在活性包装应用中取得突破的天然聚合物，涉及代表性实例：壳聚糖、卡拉胶、海藻酸盐和琼脂。

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  壳聚糖及其衍生物：壳聚糖常见于甲壳类动物外骨骼，是一种通过几丁质脱乙酰化得到的线性多糖，与纤维素具有结构相似性。壳聚糖因其反应性氨基和羟基而具有多种生物活性功能，包括抗菌、抗炎和抗病毒特性。由于其可及性、可持续性和多功能性，壳聚糖在食品、医药和材料科学领域具有重要的研究价值。
  迄今为止，实验室层面已开发和研究了许多基于壳聚糖的生物材料，形式包括水凝胶、薄膜、纤维或纳米颗粒。在壳聚糖基材料赋予的所有其他功能特性中，其固有的抗病毒活性在后疫情时代背景下受到越来越多的关注。壳聚糖及其衍生物的抗病毒活性与其带正电的氨基赋予的聚电解质特性有关，这些氨基可以静电相互作用带负电的病毒包膜或核酸，从而破坏病毒结构并抑制其吸附到宿主细胞。据报道，噬菌体MS2和phiX174（肠道病毒替代物）的带负电病毒衣壳蛋白、鼠诺如病毒（MNV-1）、FCV F-9可以与带正电荷的壳聚糖结合。这种结合会导致病毒结构损伤。研究了一种壳聚糖疏水衍生物N-(2-羟丙基)-3-三甲基氯化铵壳聚糖（HTCC）聚合物的抗病毒机制，发现其对HCoV-NL63和鼠病毒（MNV）具有显著的抑制效果。随后一项关于HTCC抗中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）和SARS-CoV-2活性的体外实验表明，其在阻碍SARS-CoV-2病毒复制方面具有更高的功效。壳聚糖及其衍生物携带的正电位允许其与病毒蛋白相互作用形成蛋白质-聚合物复合物，从而导致病毒失活。此外，另一种季铵化修饰的壳聚糖N-棕榈酰-N-单甲基-N,N-二甲基-N,N,N-三甲基-6-O-乙二醇壳聚糖（GCPQ）也被报道通过类似机制对SARS-CoV-2具有抗病毒活性。除了直接利用壳聚糖的抗病毒活性外，它还通过各种技术进行功能化，作为活性包装中其他抗病毒物质的载体材料。研究人员开发了一种掺入葡萄籽提取物（GSE）的壳聚糖基薄膜，其中GSE的添加显著增强了该薄膜对鼠诺如病毒（MNV-1）、大肠杆菌和无害李斯特菌的抑制活性。这种抗病毒效应归因于GSE富含多酚的成分，据推测其可干扰病毒和细菌的遗传物质及酶功能。
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  卡拉胶：卡拉胶是一种可溶性硫酸化半乳糖多糖，天然来源于海洋藻类红藻纲。根据其硫酸化程度，卡拉胶可分为三类：κ-、ι-和λ-卡拉胶，每个二糖单元上分别含有一个、两个或三个带负电荷的硫酸酯基团。卡拉胶对多种病毒表现出广谱抗病毒效力，包括HSV-1和2、痘苗病毒、非洲猪瘟病毒（ASF）、塞姆利基森林病毒（SFV）、脑心肌炎病毒（EMC）、鼻病毒和甲型流感病毒H1N1。此外，卡拉胶的抗病毒活性深受其硫酸化程度的影响，通常更高的硫酸化程度与更强的抗病毒功效相关。卡拉胶分子量对其抗病毒活性的影响也被强调，研究发现硫酸化寡聚糖在阻断人乳头瘤病毒16型（HPV16）活性方面无效，而聚合糖则显示出强抑制作用。作为一种聚阴离子多糖，卡拉胶对病毒具有吸附抑制作用，因此可直接与带正Zeta电位的病毒（如SARS-CoV-2）相互作用并抑制病毒感染性。
  在近期的COVID-19大流行期间，卡拉胶抗SARS-CoV-2的抑制效应也得到了研究。一项研究展示了λ-卡拉胶抗SRAS-CoV-2、甲型和乙型流感病毒的活性。其他研究中，通过鼻喷雾给药的κ-和ι-卡拉胶也通过剂量依赖性地抑制SARS-CoV-2附着和细胞进入，从而抑制其复制。最近的一项研究开发了喷涂过硫酸化κ-卡拉胶涂层的口罩，显示出良好的抗SARS-CoV-2活性。由于无毒且生物相容性好，卡拉胶有潜力作为活性和可生物降解包装开发的基质。能够有效捕获并灭活包装表面病毒的新型包装材料具有巨大的研究价值。
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  海藻酸盐及其衍生物：海藻酸盐是从海藻中提取的线性带正电的多糖，由(1–4)-β-d-甘露糖醛酸和C-5差向异构体α-l-古洛糖醛酸作为重复单元组成。单糖组成、乙酰化程度和分子量决定了海藻酸盐的化学和功能特性。作为不稳定的海藻酸的盐，海藻酸盐表现出增强的稳定性，并广泛生产为钠、钙、钾和铵海藻酸盐。它们优异的增稠和胶凝特性支持了其在生物医学、制药和食品中的广泛应用，并支撑其作为新兴的基于海藻的可持续包装解决方案中的关键成分。
  海藻酸盐薄膜和涂层可以作为优异的物理屏障，限制病毒渗透，同时其固有的抗病毒活性也已得到揭示。海藻酸钠及其硫酸化衍生物通过直接干扰病毒颗粒和阻碍细胞粘附，强烈抑制HSV-1活性。海藻酸钙形成的高度生物相容性水凝胶薄膜对包膜病毒表现出显著的病毒灭活效应。接触海藻酸钙薄膜可使94.92%的噬菌体phi 6和96.92%的SARS-COV-2失活。除了包膜病毒，海藻酸钙水凝胶还对非包膜双链DNA病毒模型表现出抗病毒活性，并且通过掺入碳纳米纤维可以进一步增强该活性，表明其作为广谱抗病毒材料的应用潜力。用Ca2?和Zn2?交联的海藻酸盐水凝胶也对噬菌体Φ6和MS2表现出优异的抗病毒功效，接触24小时可实现噬菌体Φ6的完全灭活。拥有丰富的羟基和羧基作为修饰的锚点，海藻酸的抗病毒活性可以通过与其他官能团缀合来增强。海藻酸衍生物多甘露糖醛酸磷酸酯被发现是通过与病毒包膜上的刺突蛋白结合并阻断其与血管紧张素转换酶2（ACE2）的相互作用，从而有效抑制SARS-CoV-2感染的抑制剂。同一项研究中，聚古洛糖醛酸硫酸酯和海藻酸丙二醇酯硫酸钠出人意料地抑制了3CL^pro（SRAS-CoV-2复制中的一种关键酶）的活性。尽管海藻酸盐直接作为抗病毒涂层或薄膜应用，但以海藻酸盐作为其他活性物质载体开发复合材料是创造具有增强抗病毒活性的可持续且生物相容的包装材料的另一个趋势。
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  木质素及其衍生物：除纤维素外，木质素是植物中第二丰富的成分，作为其他结构多糖的粘合剂。木质素由多种不同程度交联的木酚素前体形成，使其具有高度异质性的结构、多样的化学成分和复杂的聚合物性质。大量木质素及其衍生物是工业造纸加工的副产品。木质素及其衍生物通过不同机制表现出广谱抗病毒活性，包括光照射下产生活性氧（ROS）、上调宿主细胞免疫反应以及与病毒受体的亲和结合。木质素的脂肪族羟基和酚基也赋予其巨大的分子修饰潜力。体外和体内研究证明，木质素衍生物木质素磺酸在低μM范围内对HIV和HSV表现出有效的广谱活性，通过有效抑制感染性和复制（IC????值低于1.1 μM）。木质素聚合物具有抗氧化、防紫外线、疏水和良好的机械性能，这促使人们日益关注将其作为活性食品包装开发中的基础材料、生物活性载体或功能性添加剂。

合成聚合物

研究创新通过合成新型聚合物来驱动，因为其在尺寸、结构、支化和接枝方面具有巨大的灵活调控潜力，而这通常很难在天然聚合物中应用。对于抗病毒活性包装应用，聚合物通常需要承受直接暴露在环境中的同时保持活性。无论是用作表面涂层还是提供填充特性的基质，合成聚合物由于其可定制的功能而是理想的候选材料。合成聚合物的抗病毒活性可以通过功能化使其携带活性配体（如树枝状聚合物所示）或利用其固有的抗病毒特性（如聚乙烯亚胺PEI）来实现。

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  树枝状聚合物：树枝状聚合物是具有高度支化三维结构的大分子，赋予它们独特的物理化学性质。它们的纳米级尺寸、球形形状和内部空腔允许它们封装小分子，如药物、金属颗粒和抗氧化剂。树枝状聚合物由一个中心核心（一个原子或多功能分子）和与核心形成共价键的支化单元以及外表面的末端官能团组成。这种结构允许对表面基团进行精确修饰，定制其物理化学性质和抗病毒活性。
  由于其功能多样性，树枝状聚合物的抗病毒活性主要取决于其封装的物质或修饰的表面基团。例如，聚酰胺胺（PAMAM）树枝状聚合物已证明具有固有的抗病毒特性，可作为抗SARS-CoV-2的生物相容剂。用甘露糖基修饰的PAMAM树枝状聚合物也显示出抗击HIV感染的潜力，因为甘露糖可作为靶向治疗递送的配体。此外，带有羧基、羟基和琥珀酸终止的阴离子PAMAM以及用伯胺基团修饰的阳离子树枝状聚合物对MERS-CoV表现出显著的抗病毒活性。
  除了其生物活性外，树枝状聚合物在抗病毒活性包装系统中还因其可调节的流变学和热学特性而具有优势。然而，它们的毒性高度依赖于表面修饰。带正电荷的胺基团可能诱导细胞毒性，但可以通过添加乙酰基或月桂基团来减轻，这些基团可以中和局部电荷并增强生物相容性。
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  聚乙烯亚胺（PEI）：PEI是一种被广泛研究的合成聚胺聚合物，以其由乙烯和胺基团骨架产生的强阳离子性质而闻名。它存在线性和支化形式，线性PEI仅包含仲胺基团，而支化形式则包含伯、仲和叔胺。
  聚阳离子PEI可作为有效的抗病毒物质，作用于具有疏水表面糖蛋白的病毒，例如，具有脂质膜外层包裹的SARS-CoV-2。用PEI修饰的表面与病毒蛋白具有强烈的静电相互作用，通过破坏其完整性从而使病毒失活。PEI存在毒性，这取决于其分子量和支化构型，但可以通过化学修饰来降低毒性。线性或支化形式的N-烷基化PEI衍生物已被证明对FCV、HSV、HIV和流感病毒具有抗病毒活性。

4. 抗病毒无机材料

抗病毒无机材料已成为在各种应用中（包括医学、环境和活性包装系统）有前景的杀病毒剂。与有机化合物相比，无机材料提供持久的抗病毒活性和强大的稳定性，这主要归因于其惰性。常见的抗病毒材料，如金属、金属氧化物和某些非金属材料，通常通过多种机制对微生物表现出广谱活性，代表了在活性食品包装应用中推进新型抗病毒技术的有价值的候选者。

金属基材料

许多金属及其衍生物形式（离子和化合物）长期以来被证实具有抗菌活性。传统上，金属的抗病毒效应已被应用于金属涂层表面或金属颗粒等领域。金属基材料的抗病毒机制通常可分为三种类型。第一种是直接相互作用，金属离子与病毒表面蛋白结合，破坏其结构并抑制其与细胞附着。第二种机制涉及活性物种的产生。某些金属催化活性氧（ROS）或自由基的产生，这些物质会降解病毒蛋白和核酸。第三种机制是免疫调节，一些金属影响宿主的免疫反应，帮助机体防御病毒攻击。在食品包装应用中，前两种机制尤其相关。银（Ag）、金（Au）、铜（Cu）、锌（Zn）和钛（Ti）等金属因其抗病毒特性而被普遍研究，它们相应的氧化物也作为抗病毒剂被广泛研究。

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  银基材料：银的药用和防腐作用早已被认识到。传统上，已知带有银涂层的容器可以防止由微生物引起的食品腐败。最近，银纳米颗粒（Ag-NPs）因其对多种病原体的强效生物活性而受到关注。Ag-NPs的合成采用化学或物理方法。化学合成涉及使用还原剂（如抗坏血酸盐、NaBH₄）还原银盐（如AgNO₃），并借助稳定剂防止Ag-NPs团聚。物理合成，包括激光烧蚀、蒸发、研磨或溅射，可产生高纯度的Ag-NPs，但需要高能耗。相比之下，绿色合成方法使用植物或微生物提取物作为还原剂和稳定剂来生产Ag-NPs，提供了生物相容性和环境友好的替代方案。
  最近的研究表明，Ag-NPs可以采用病毒抑制和病毒灭活两种机制来表现抗病毒特性。据报道，Ag-NPs优先与病毒包膜蛋白上的蛋氨酸和半胱氨酸末端结合以抑制感染。基于近期的研究成果，Ag-NPs已显示抑制多种病毒的活性，包括HSV-1、HSV-2、HSV-3、非洲猪瘟病毒（ASFV）、RSV、H1N1、HIV-1、H3N2和乙型肝炎病毒（HBV）。有报道称，Ag-NPs通过直接破坏脊髓灰质炎病毒和HSV-2的病毒蛋白分子来抑制其活性。最近关于Ag-NPs和银修饰纳米材料的研究也显示了对SARS-CoV-2的抑制效果。观察到Ag-NPs通过损害SARS-CoV-2病毒结构完整性而作为其抑制剂。此外，有报道称涂覆银-二氧化硅复合纳米颗粒的FFP3口罩能有效降低SARS-CoV-2的病毒滴度，表明其在无生命表面（如个人防护设备、医疗设备和包装）的抗病毒处理中具有巨大的应用价值。
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  铜基材料：铜（Cu）在2008年被美国环境保护署认可为一种有效的抗菌金属，并已证明对多种病毒具有强大的杀病毒活性。例如，铜和铜合金表面被证实具有杀病毒活性，这归因于Cu²⁺诱导的活性氧对病毒的损伤。其他研究也报道了通过Cu²⁺与病毒遗传物质或酶的结合来抑制病毒。此外，铜通过取代病毒金属蛋白中较弱的金属离子使其失活，利用其在欧文-威廉姆斯系列中的高稳定性，导致结构解体。
  铜纳米颗粒（Cu-NPs）表现出与铜离子类似的广谱抗病毒活性。相比之下，Cu-NPs具有优势，如毒性更低、成本降低和生物相容性增强。通过微波加热将Cu-NPs融入棉纤维中，对甲型流感病毒表现出强大的抗病毒特性。在最新的一项研究中，含有1.25% Cu-NP的打印聚乳酸（PLA）显示出潜在的包装应用所需的基本热学、机械和抗病毒特性。
  氧化铜纳米颗粒（CuO-NPs）因其 affordability、稳定性和强大的抗菌特性而受到关注。Cu2?和Cu?之间的循环氧化还原反应产生高反应性羟基自由基，诱导病毒降解，而静电相互作用直接破坏病毒蛋白。CuO-NPs在其最高无毒浓度（100 μg/mL）下对HSV-1表现出显著的抗病毒活性，释放出的Cu2?诱导ROS介导的病毒结构崩溃。Cu₂O-NPs产生的亚铜离子也发挥抗病毒特性。根据研究，HCV对细胞的感染率在经Cu₂O-NP体外处理后显著下降。另一项近期研究表明，一种嵌有Cu₂O纳米颗粒的聚合物涂层可以使SARS-CoV-2失活，与未涂层样品相比，病毒滴度平均降低约99.9%。
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  金基材料：金相对稳定，但仍通过诸如破坏病毒结构、抑制进入和复制以及调节宿主免疫反应等机制对各种病毒表现出强大的抗病毒活性。其高成本限制了宏观尺度金作为抗病毒材料的直接使用；因此金纳米颗粒（Au-NPs）成为关键的研究焦点。与其他金属纳米颗粒相比，Au-NPs具有若干优势，包括高惰性、低毒性、生物相容性和修饰灵活性。
  多孔Au-NPs对病毒酶血凝素的二硫键表现出强亲和力，降低了H1N1、H9N2和H3N2的感染性。SARS-CoV-2含有血凝素，使得多孔Au-NPs成为对抗COVID-19大流行的有希望的候选者。最近，通过植物、细菌和真菌生物合成Au-NPs的研究激增，突出了它们在环境友好的纳米颗粒生产和纳米技术更广泛应用方面的潜力。早在2010年，就提出了在无生命表面上使用封端的Au-NPs来传递抗病毒特性，这种方法具有用于活性食品包装应用的潜力。然而，关于Au-NPs在活性食品包装中应用的研究仍然有限，这为未来的研究提供了一个有前景的方向。
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  其他金属基材料：锌和氧化锌（ZnO）长期以来因其抗病毒活性而被认可。被列为公认安全（GRAS）的食品添加剂，ZnO已证明具有广谱抗病毒特性。纳米技术的进步显著改善了ZnO基食品包装材料，提供了抗菌特性、食品保鲜的热稳定性以及作为强化剂整合的潜力。合成了模拟HSV-1丝状伪足的ZnO-NPs，其竞争性地结合宿主细胞受体上的硫酸乙酰肝素；UV诱导的ZnO-NPs上的氧空位进一步吸收HSV-1，阻断了HSV-1的感染途径。研究发现，接枝聚乙二醇（PEG）的ZnO-NPs对H1N1的抑制率为94.6%，优于裸ZnO-NPs的52.2%。类似地，有报道称PEG化的ZnO-NPs对HSV-1实现了92%的抑制率（组织培养感染剂量50%，TCID₅₀ = 2.5 log₁₀）。研究人员开发了一种包含CuO和ZnO纳米颗粒的纤维素纳米纤维（CNF）薄膜。在与蛤直接接触时，CuO/ZnO-NPs-CNF薄膜对噬菌体MS2和MNV-1表现出 exceptional 的抗病毒功效，强调了其对抗由HuNoV引起的胃肠炎的潜力。
  二氧化钛（TiO₂）因其独特的光催化灭活微生物特性而备受关注。TiO₂的光灭活机制涉及吸收光能后产生ROS，由于它们的脂质包膜对ROS更敏感，这对包膜病毒更有效。尽管TiO₂已被直接用于开发抗菌表面，但将TiO₂与其他金属或金属氧化物结合的新型材料因其更高的光催化效率而吸引了更多关注。通过过氧溶胶-凝胶法制备了一系列银掺杂二氧化钛（Ag/TiO?）纳米复合材料，使用TiCl?作为前体，H?O?作为胶溶剂。在紫外线A照射下，Ag/TiO2纳米复合薄膜对大肠杆菌、H1N1和肠道病毒表现出优异的杀病毒和抗菌效果。设计并测试了一种用于瓷砖的Ag-NPs@TiO₂嵌入式光活性陶瓷材料，由于Ag-NPs掺入的协同抗病毒效应，其在光照和黑暗条件下均显示出高杀病毒能力。在TiO₂上功能化CuxO（Cu2?/Cu?）纳米颗粒也观察到类似现象，Cu离子在低UV环境下负责接触杀灭病毒的作用。Wang及其同事合成的TiO₂负载的单银原子纳米酶也表现出对SARS-CoV-2的强大杀病毒效应。
  金属