生物病毒的形成過程

前面的文章介紹了DLVO理論和吸附—電中和作用。下面就用這兩個原理來解釋生物病毒的形成過程。

1.生物病毒的結構

簡單的生物病毒主要由一個核酸分子與蛋白質外殼組成。是一個蛋白質外殼包裹核酸分子的結構。

複雜的生物病毒還會含有脂類與糖類分子。

生物大分子為什麼會裝配成生物病毒這樣的結構？生物病毒是怎麼樣形成的？

2.生物病毒的形成過程

生物病毒在宿主細胞內會有一個重新裝配的過程，這個重新裝配的過程就是生物病毒的形成過程。生物病毒侵入到宿主細胞後，會將核酸分子釋放出來，然後病毒核酸分子會在宿主細胞內大量複製，同時也會引導外殼蛋白質分子的合成。當宿主細胞內合成了大量的病毒核酸分子與外殼蛋白質分子，生物病毒就會在宿主細胞內開始裝配。

當宿主細胞內生成了大量病毒的核酸分子與外殼蛋白質分子，它們在細胞內因布朗運動而互相碰撞的幾率就會變大。當核酸分子與外殼蛋白質分子碰撞時，由於核酸分子解離帶負電荷，而外殼蛋白質分子帶正電荷，它們就會因為異電相吸而結合在一起。最開始的時候長鏈核酸分子會與少量外殼蛋白質分子結合。

當病毒核酸分子與外殼蛋白質分子因異電結合後，核酸分子的電負性會中和部分外殼蛋白質分子的正電荷，會使外殼蛋白質分子從細胞質中吸引到的反號離子的數量減少，使外殼蛋白質分子擴散雙電層變薄。所以，當其它外殼蛋白質分子與這些外殼蛋白質分子碰撞時，就可能會因為靜電斥力的減小而在長程范德華引力的作用下互相結合。

因為核酸分子的電中和作用，外殼蛋白質分子間的靜電斥力減小，外殼蛋白質分子因長程范德華引力的作用不斷地在核酸分子的周圍結合聚集，最終形成一個包裹核酸分子的蛋白質外殼結構。

生物病毒的蛋白質外殼形成後，脂質類粒子與多糖類分子也可能在吸附—電中和作用、長程范德華引力作用下與蛋白質外殼結合，形成更複雜的病毒結構。

3.生物病毒結構的穩定性

生物病毒的蛋白質外殼形成後，為什麼外殼蛋白質分子不繼續結合到蛋白質外殼上呢？那是因為蛋白質外殼形成後，核酸分子對於外殼蛋白質分子的電中和作用已經非常弱，對於蛋白質外殼最外層的蛋白質分子的解離影響非常小，蛋白質分子的擴散雙電層並沒有遭到削弱，所以當其它外殼蛋白質分子碰撞過來時，就可能因為產生的靜電斥力過大而無法結合。

生物病毒的直徑多數在20~200nm之間，較大的病毒直徑可以達到300~450nm。從生物病毒的大小來看，病毒粒子也屬於納米粒子，它也會具有膠體性質與納米學性質。當生物病毒形成後，病毒粒子的表面也會形成擴散雙電層，擴散雙電層會產生靜電斥力，使病毒粒子與其它大分子碰撞時不能結合在一起，從而使生物病毒維持一個穩定的結構。膠體性質與納米學性質對於生物病毒來說非常重要，無論是生物病毒的傳播，還是生物病毒的抗原特性都會與病毒粒子的膠體性質和納米學性質有關。

膠體粒子在聚集過程中會出現這樣一種現象，膠體粒子會聚集形成一些寡聚體（由少量膠體粒子聚集而成），由於這些寡聚體也具有布朗運動與擴散雙電層結構，它們也能夠穩定的存在於溶液中。如果往溶液中繼續加入電解質，這些寡聚體就會聚集在一起然後沉澱下來。生物病毒也是這麼一種情況，生物病毒就是一種由核酸分子與蛋白質分子形成的寡聚體。在污水處理過程中，往往會通過投入電解質的作用將水中的病毒粒子聚沉出來。