Μπορούν τα φώτα UV-LED να σκοτώσουν αποτελεσματικά τον νέο κορωνοϊό;
Η απολύμανση των προσμείξεων παραμένει ένα σημαντικό μέτρο δημόσιας υγείας για τη μείωση της εξάπλωσης διαφόρων μολυσματικών ασθενειών, ειδικά κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19. Επιπλέον, οι ερευνητές αναπτύσσουν επίσης ενεργά πιο αποτελεσματικές τεχνικές απολύμανσης, ειδικά για δημόσιους χώρους υψηλής κυκλοφορίας. Επιστήμονες στην πανεπιστημιούπολη Scarborough του Πανεπιστημίου του Τορόντο απέδειξαν την αποτελεσματικότητα και τη σκοπιμότητα των διόδους εκπομπής υπεριώδους ακτινοβολίας ως μέσο καθαρισμού αδρανοποιώντας δύο διαφορετικά μοντέλα ιών: τον ανθρώπινο κορωνοϊό 229E και τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV). Εναλλαγή μεταξύ λευκού φωτός και βλαστοκτόνα υπεριώδους ακτινοβολίας (UV) φωτός.
Η απολύμανση των προσμείξεων παραμένει ένα σημαντικό μέτρο δημόσιας υγείας για τη μείωση της εξάπλωσης διαφόρων μολυσματικών ασθενειών, ειδικά κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19. Επιπλέον, οι ερευνητές αναπτύσσουν επίσης ενεργά πιο αποτελεσματικές τεχνικές απολύμανσης, ειδικά για δημόσιους χώρους υψηλής κυκλοφορίας.
Το υπεριώδες (UV) φως έχει προηγουμένως αναγνωριστεί ως χρήσιμη μέθοδος απολύμανσης και έχει αποδειχθεί αποτελεσματικό στην αδρανοποίηση μιας ευρείας ποικιλίας μικροοργανισμών. Η έλευση των διόδων εκπομπής υπεριώδους ακτινοβολίας προσφέρει το πλεονέκτημα της ευκολίας απολύμανσης, καθώς το βλαστικό υπεριώδες φως μπορεί να παρασχεθεί χρησιμοποιώντας τις ίδιες μονάδες φωτισμού που παρέχουν τυπικό λευκό φως για να φωτίσουν ένα δωμάτιο.
Επιστήμονες στην πανεπιστημιούπολη Scarborough του Πανεπιστημίου του Τορόντο απέδειξαν την αποτελεσματικότητα και τη σκοπιμότητα των διόδους εκπομπής υπεριώδους ακτινοβολίας ως μέσο καθαρισμού αδρανοποιώντας δύο διαφορετικά μοντέλα ιών: τον ανθρώπινο κορωνοϊό 229E και τον ιό της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV). Εναλλαγή μεταξύ λευκού φωτός και βλαστοκτόνα υπεριώδους ακτινοβολίας (UV) φωτός. Με φθηνές μετασκευές, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε πολλά τυποποιημένα φωτιστικά, φέρνοντας μια "μοναδική έκκληση" στους δημόσιους χώρους, δήλωσε η Christina Guzzo, ανώτερη συγγραφέας της μελέτης.
«Βρισκόμαστε σε μια κρίσιμη καμπή όπου πρέπει να χρησιμοποιήσουμε κάθε δυνατή στάση για να βγούμε από αυτή την πανδημία», δήλωσε ο Guzzo, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Βιολογικών Επιστημών του σχολείου. "Θα πρέπει να χρησιμοποιείται κάθε στρατηγική μετριασμού που μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί".
Οι λαμπτήρες UV σκοτώνουν τους ιούς μέσω ακτινοβολίας. Μαζί με τους διδακτορικούς φοιτητές Arvin T. Persaud και Jonathan Burnie, ο Guzzo δοκίμασε για πρώτη φορά τη λάμπα σε βακτηριακούς σπόρους γνωστούς για την αντοχή τους σε αυτή την ακτινοβολία, γνωστά ως σπόρια Bacillus pumilus.
"Εάν μπορείτε να σκοτώσετε αυτά τα σπόρια, τότε μπορείτε εύλογα να πείτε ότι θα πρέπει να είστε σε θέση να σκοτώσετε τους περισσότερους άλλους ιούς που συναντάτε τακτικά στο περιβάλλον", δήλωσε ο Guzzo.
Μέσα σε 20 δευτερόλεπτα από την έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία, η ανάπτυξη των σπορών μειώθηκε κατά 99 τοις εκατό.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές δημιούργησαν σταγονίδια που περιείχαν τον κορωνοϊό ή τον ιό HIV για να προσομοιώσουν τον τυπικό τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν τον ιό δημόσια, όπως από βήχα και φτέρνισμα. Στη συνέχεια, τα σταγονίδια εκτέθηκαν στο υπεριώδες φως και τοποθετήθηκαν σε μια καλλιέργεια για να δουν αν κάποιος ιός παρέμεινε ενεργός. Μετά από μόλις 30 δευτερόλεπτα έκθεσης, η ικανότητα του ιού να μολύνει μειώθηκε κατά 93 τοις εκατό.
Κατά τη δοκιμή διαφορετικών συγκεντρώσεων του ιού, διαπίστωσαν ότι τα δείγματα με περισσότερα ιικά σωματίδια ήταν πιο ανθεκτικά στο υπεριώδες φως. Αλλά ακόμη και με τόσο υψηλό ιικό φορτίο (το οποίο ο Guzzo ονόμασε "χειρότερο σενάριο"), η μολυσματικότητα μειώθηκε κατά 88%.
Αν και δεν συμπεριλήφθηκε στη μελέτη, η Guzzo και οι μαθητές της συνέκριναν επίσης το υπεριώδες φως με δύο απολυμαντικά βαρέως τύπου που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη εργαστηρίου. Διαπίστωσαν ότι τα φώτα είχαν παρόμοια επίδραση στην ικανότητά τους να αδρανοποιούν τον ιό.
Προδιαγραφές UV-LED
Τα UV-LED παρέχονται σε δύο σετ, 9 LED 275 nm σε συστοιχία 3 × 3 και 20 LED 380 nm σε συστοιχία 4 × 5. Οι λυχνίες LED βρίσκονται περίπου 5 cm από το ακτινοβολημένο δείγμα και κάθε συστοιχία παρέχει 0,4 έως 0,6 mW/cm υπεριώδους φωτός. Ο μέγιστος χρόνος ακτινοβολίας ήταν 30 δευτερόλεπτα, με αποτέλεσμα συνολική δόση 8 mJ/cm 2 έως 20 mJ/cm 2 για τη συνδυασμένη σειρά ακτινοβολημένων δειγμάτων. Η ακτινοβολημένη επιφάνεια είναι σημαντικά μεγαλύτερη από το ακτινοβολημένο δείγμα και η συνολική ακτινοβολημένη επιφάνεια της συσκευής είναι περίπου 10 cm x 20 cm ή 200 cm συνολικά, με αποτέλεσμα συνολική δόση επιφάνειας 1,6 J έως 4 J.
Ενώ τα φώτα εξακολουθούν να κρατούν ένα μικρό ποσοστό του ιού ζωντανό, ο Guzzo αναφέρθηκε στο "ελβετικό μοντέλο τυριού" άμυνας κατά του COVID. Κάθε στρατηγική για την καταπολέμηση της εξάπλωσης έχει τα παραθυράκια της, αλλά κάθε στρώμα είναι μια άλλη ευκαιρία να σταματήσουν τα σωματίδια του ιού.
Η επαναλαμβανόμενη έκθεση στο υπεριώδες φως είναι το κλειδί για την αλίευση αυτών των σωματιδίων που λείπουν - ευτυχώς, είναι τόσο εύκολο όσο το να γυρίσεις ένα διακόπτη. Η αντικατάσταση ενός λαμπτήρα είναι επίσης απλούστερη από την αλλαγή ενός συστήματος φιλτραρίσματος αέρα. Ο Guzzo σημείωσε ότι οι λαμπτήρες UV-LED είναι φθηνοί, μπορούν εύκολα να επανατοποθετηθούν σε υπάρχοντα φωτιστικά και οι λαμπτήρες έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και είναι εύκολο να διατηρηθούν.
Αυτά τα φώτα επωφελούνται επίσης από τον αυτοματισμό. Οι τυποποιημένες δόσεις βλαστοκτόνου μπορούν να παραδοθούν κάθε φορά και η διαδικασία σκουπίσματος ενός χώρου με απολυμαντικό έχει τη δυνατότητα ανθρώπινου λάθους. Οι χημικές ουσίες και τα απόβλητα από αυτά τα απολυμαντικά καταλήγουν επίσης σε υαλοτρίδες και χώρους υγειονομικής ταφής ως αποτέλεσμα του πλυσίματος των χεριών και της απόρριψης κουρελιών.
Αλλά τα φώτα δεν είναι αβλαβή, και υπάρχει λόγος για αντηλιακά και γυαλιά ηλίου - η υπεριώδης ακτινοβολία βλάπτει τα νουκλεϊκά οξέα και η επανειλημμένη, παρατεταμένη έκθεση είναι επιβλαβής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο Guzzo λέει ότι αυτά τα φώτα πρέπει να χρησιμοποιούνται όταν οι δημόσιοι χώροι είναι άδειοι, όπως όταν τα κενά λεωφορεία έχουν ολοκληρώσει τις διαδρομές τους ή όταν δεν χρησιμοποιούνται ανελκυστήρες. Οι χειρολισθήρες των κυλιόμενων κλιμάκων μπορούν να απολυμαίνετε συνεχώς τοποθετώντας λαμπτήρες UV στο υπόγειο τμήμα της πίστας, καθαρίζοντας τους σε κάθε περιστροφή.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Journal of Virology, αναδεικνύει τα φώτα UV-LED ως ένα εργαλείο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μετά από μια πανδημία, ιδανικά για να βοηθήσει στην πρόληψη μιας άλλης.
