Czy światła UV-LED mogą skutecznie zabić nowego koronawirusa?
Dezynfekcja substancji zanieczyszczających pozostaje ważnym środkiem ochrony zdrowia publicznego w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się różnych chorób zakaźnych, zwłaszcza podczas pandemii COVID-19. Ponadto naukowcy aktywnie opracowują bardziej wydajne techniki dezynfekcji, zwłaszcza w miejscach publicznych o dużym -natężeniu ruchu. Naukowcy z kampusu Uniwersytetu w Toronto w Scarborough wykazali skuteczność i wykonalność diod emitujących światło UV jako środka oczyszczania poprzez inaktywację dwóch różnych modeli wirusa: ludzkiego koronawirusa 229E i ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV). Naprzemiennie używaj światła białego i bakteriobójczego światła ultrafioletowego (UV).
Dezynfekcja substancji zanieczyszczających pozostaje ważnym środkiem ochrony zdrowia publicznego w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się różnych chorób zakaźnych, zwłaszcza podczas pandemii COVID-19. Ponadto naukowcy aktywnie opracowują bardziej wydajne techniki dezynfekcji, zwłaszcza w miejscach publicznych o dużym natężeniu ruchu.
Światło ultrafioletowe (UV) zostało wcześniej zidentyfikowane jako użyteczna metoda dezynfekcji i wykazano, że jest skuteczne w dezaktywacji szerokiej gamy mikroorganizmów. Pojawienie się diod emitujących światło ultrafioletowe- zapewnia łatwość dezynfekcji, ponieważ bakteriobójcze światło UV może być dostarczane przy użyciu tych samych jednostek oświetleniowych, które zapewniają standardowe białe światło oświetlające pomieszczenie.
Naukowcy z kampusu Uniwersytetu w Toronto w Scarborough wykazali skuteczność i wykonalność diod emitujących światło UV- jako środka oczyszczania poprzez inaktywację dwóch różnych modeli wirusa: ludzkiego koronawirusa 229E i ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV). Naprzemiennie używaj światła białego i bakteriobójczego światła ultrafioletowego (UV). Dzięki niedrogim modernizacjom można je również stosować w wielu standardowych oprawach oświetleniowych, nadając „wyjątkowy urok” przestrzeniom publicznym, powiedziała Christina Guzzo, starsza autorka badania.
„Jesteśmy w krytycznym momencie, w którym musimy wykorzystać każdy możliwy przystanek, aby wydostać się z tej pandemii” – powiedział Guzzo, profesor nadzwyczajny na wydziale nauk biologicznych szkoły. „Powinna być zastosowana każda strategia łagodzenia skutków, którą można łatwo wdrożyć”.
Lampy UV zabijają wirusy poprzez promieniowanie. Wraz z doktorantami Arvinem T. Persaudem i Jonathanem Burnie, Guzzo najpierw przetestował lampę na zarodnikach bakterii znanych z odporności na to promieniowanie, znanych jako zarodniki Bacillus pumilus.
„Jeśli możesz zabić te zarodniki, możesz rozsądnie powiedzieć, że powinieneś być w stanie zabić większość innych wirusów, które regularnie napotykasz w środowisku” – powiedział Guzzo.
W ciągu 20 sekund ekspozycji na promieniowanie UV wzrost zarodników zmniejszył się o 99 procent.
Następnie badacze stworzyli kropelki zawierające koronawirusa lub HIV, aby zasymulować typowy sposób, w jaki ludzie spotykają się z wirusem w miejscach publicznych, na przykład podczas kaszlu i kichania. Kropelki następnie wystawiono na działanie światła UV i umieszczono w hodowli, aby sprawdzić, czy jakikolwiek wirus pozostał aktywny. Po zaledwie 30 sekundach ekspozycji zdolność wirusa do infekcji została zmniejszona o 93 procent.
Podczas testowania różnych stężeń wirusa odkryli, że próbki z większą liczbą cząsteczek wirusa były bardziej odporne na światło UV. Jednak nawet przy tak wysokim obciążeniu wirusem (który Guzzo nazwał „najgorszym- scenariuszem”), zakaźność spadła o 88 procent .
Chociaż nie zostały uwzględnione w badaniu, Guzzo i jej uczniowie porównali również światło UV z dwoma silnie-środkami dezynfekującymi używanymi w badaniu laboratoryjnym. Odkryli, że światła miały podobny wpływ na ich zdolność do dezaktywacji wirusa.
UV-Dane techniczne LED
Diody LED UV{{0}} są dostarczane w dwóch zestawach, 9 diod LED 275 nm w układzie 3 × 3 i 2 diody LED 0 380 nm w układzie 4 × 5. Diody LED znajdują się około 5 cm od napromieniowanej próbki, a każda matryca dostarcza 0,4 do 0,6 mW/cm światła UV. Maksymalny czas napromieniania wynosił 30 sekund, co dało całkowitą dostarczoną dawkę od 8 mJ/cm2 do 20 mJ/cm2 dla połączonego zestawu napromieniowanych próbek. Napromieniowany obszar jest znacznie większy niż napromieniowana próbka, a całkowity napromieniowany obszar urządzenia wynosi około 10 cm x 20 cm lub łącznie 200 cm, co daje całkowitą dawkę powierzchniową od 1,6 J do 4 J.
Podczas gdy światła wciąż utrzymują niewielki procent wirusa przy życiu, Guzzo odniósł się do „modelu szwajcarskiego sera” obrony przed COVID. Każda strategia walki z rozprzestrzenianiem się ma swoje luki, ale każda warstwa jest kolejną okazją do powstrzymania zbłąkanych cząstek wirusa.
Wielokrotna ekspozycja na światło UV jest kluczem do wyłapania brakujących cząsteczek -- na szczęście jest to tak proste, jak naciśnięcie przełącznika. Wymiana żarówki jest również prostsza niż wymiana systemu filtracji powietrza. Guzzo zauważył, że lampy UV-LED są niedrogie, można je łatwo doposażyć w istniejące oprawy, a żarówki mają długą żywotność i są łatwe w utrzymaniu.
Te światła korzystają również z automatyzacji. Standardowe dawki środka bakteriobójczego mogą być podawane za każdym razem, a proces wycierania przestrzeni środkiem dezynfekującym może powodować błędy ludzkie. Chemikalia i odpady z tych środków dezynfekujących również trafiają do zlewni i na wysypiska śmieci w wyniku mycia rąk i wyrzucania szmat.
Ale światła nie są nieszkodliwe i nie bez powodu filtry przeciwsłoneczne i okulary przeciwsłoneczne -- Promieniowanie UV uszkadza kwasy nukleinowe, a wielokrotna, przedłużona ekspozycja jest szkodliwa. Dlatego Guzzo mówi, że te światła powinny być używane, gdy przestrzenie publiczne są puste, na przykład gdy puste autobusy zakończyły swoją trasę lub gdy nie korzysta się z wind. Poręcze schodów ruchomych można stale dezynfekować, umieszczając lampy UV w podziemnej części toru, czyszcząc je przy każdym obrocie.
Badanie opublikowane w Journal of Virology podkreśla, że lampy UV-LED są narzędziem, które można wykorzystać po pandemii, najlepiej w zapobieganiu kolejnej.
