Kan UV-LED-lys effektivt dræbe den nye coronavirus?
Desinfektion af forurenende stoffer er fortsat en vigtig folkesundhedsforanstaltning for at mindske spredningen af forskellige smitsomme sygdomme, navnlig under covid-19-pandemien. Derudover udvikler forskere også aktivt mere effektive desinfektionsteknikker, især til offentlige steder med høj trafik. Forskere ved University of Toronto's Scarborough campus har demonstreret effektiviteten og gennemførligheden af UV-lysemitterende dioder som et middel til rensning ved at inaktivere to forskellige virusmodeller: human coronavirus 229E og human immundefektvirus (HIV). Skift mellem hvidt lys og bakteriedræbende ultraviolet (UV) lys.
Desinfektion af forurenende stoffer er fortsat en vigtig folkesundhedsforanstaltning for at mindske spredningen af forskellige smitsomme sygdomme, navnlig under covid-19-pandemien. Derudover udvikler forskere også aktivt mere effektive desinfektionsteknikker, især til offentlige steder med høj trafik.
Ultraviolet (UV) lys er tidligere blevet identificeret som en nyttig metode til desinfektion og har vist sig at være effektiv til at inaktivere en lang række mikroorganismer. Fremkomsten af UV-lysemitterende dioder giver fordelen ved nem desinfektion, da bakteriedræbende UV-lys kan tilvejebringes ved hjælp af de samme belysningsenheder, der giver standard hvidt lys til at belyse et rum.
Forskere ved University of Toronto's Scarborough campus har demonstreret effektiviteten og gennemførligheden af UV-lysemitterende dioder som et middel til rensning ved at inaktivere to forskellige virusmodeller: human coronavirus 229E og human immundefektvirus (HIV). Skift mellem hvidt lys og bakteriedræbende ultraviolet (UV) lys. Med billige eftermonteringer kan de også bruges i mange standard lysarmaturer, hvilket bringer en "unik appel" til offentlige rum, siger Christina Guzzo, seniorforfatter af undersøgelsen.
"Vi er på et kritisk tidspunkt, hvor vi er nødt til at bruge alle mulige stop for at få os ud af denne pandemi," sagde Guzzo, lektor ved skolens Institut for Biologiske Videnskaber. "Enhver afbødningsstrategi, der let kan implementeres, bør bruges."
UV-lamper dræber vira gennem stråling. Sammen med ph.d.-studerende Arvin T. Persaud og Jonathan Burnie testede Guzzo først lampen på bakteriesporer kendt for deres modstand mod denne stråling, kendt som Bacillus pumilus sporer.
"Hvis du kan dræbe disse sporer, så kan du med rimelighed sige, at du skal være i stand til at dræbe de fleste andre vira, som du regelmæssigt støder på i miljøet," sagde Guzzo.
Inden for 20 sekunder efter UV-eksponering faldt sporevæksten med 99 procent.
Forskerne skabte derefter dråber, der indeholdt coronavirus eller hiv for at simulere den typiske måde, hvorpå folk møder virussen offentligt, såsom fra hoste og nysen. Dråberne blev derefter udsat for UV-lys og placeret i en kultur for at se, om nogen virus forblev aktiv. Efter blot 30 sekunders eksponering blev virussens evne til at inficere reduceret med 93 procent.
Ved test af forskellige koncentrationer af virussen fandt de, at prøver med flere virale partikler var mere modstandsdygtige over for UV-lys. Men selv med en så høj viral belastning (som Guzzo kaldte et "worst-case scenario"), faldt smitsomheden med 88%.
Selvom det ikke var inkluderet i undersøgelsen, sammenlignede Guzzo og hendes studerende også UV-lys med to kraftige desinfektionsmidler, der blev brugt i laboratorieundersøgelsen. De fandt ud af, at lysene havde en lignende effekt i deres evne til at inaktivere virussen.
UV-LED Specifikationer
UV-LED'er leveres i to sæt, 9 275 nm lysdioder i et 3 × 3 array og 20 380 nm led'er i et 4 × 5 array. LED'erne er placeret ca. 5 cm fra den bestrålede prøve, og hvert array giver 0,4 til 0,6 mW / cm UV-lys. Den maksimale bestrålingstid var 30 sekunder, hvilket resulterede i en samlet leveret dosis på 8 mJ/cm2 til 20 mJ/cm2 for det kombinerede udvalg af bestrålede prøver. Det bestrålede område er betydeligt større end den bestrålede prøve, og udstyrets samlede bestrålede areal er ca. 10 cm x 20 cm eller 200 cm i alt, hvilket resulterer i en samlet arealdosis på 1,6 J til 4 J.
Mens lysene stadig holder en lille procentdel af virussen i live, henviste Guzzo til den "schweiziske ostemodel" for forsvar mod COVID. Hver strategi til bekæmpelse af spredningen har sine smuthuller, men hvert lag er en anden mulighed for at stoppe omstrejfende viruspartikler.
Gentagen eksponering for UV-lys er nøglen til at fange disse manglende partikler - heldigvis er det lige så nemt som at vende en kontakt. Udskiftning af en pære er også enklere end at skifte et luftfiltreringssystem. Guzzo bemærkede, at UV-LED-lamper er billige, let kan eftermonteres i eksisterende armaturer, og pærerne har en lang levetid og er enkle at vedligeholde.
Disse lys drager også fordel af automatisering. Standardiserede doser af germicid kan leveres hver gang, og processen med at tørre et rum med desinfektionsmiddel har potentialet for menneskelige fejl. Kemikalier og affald fra disse desinfektionsmidler ender også i vandområder og lossepladser som følge af at vaske hænder og smide klude væk.
Men lys er ikke harmløse, og der er en grund til solcreme og solbriller - UV-stråling beskadiger nukleinsyrer, og gentagen, langvarig eksponering er skadelig. Derfor siger Guzzo, at disse lys skal bruges, når offentlige rum er tomme, såsom når ledige busser har afsluttet deres ruter, eller når der ikke bruges elevatorer. Rulletrappernes gelændere kan løbende desinficeres ved at placere UV-lamper i den underjordiske del af sporet og rengøre dem ved hver rotation.
Undersøgelsen, der blev offentliggjort i Journal of Virology, fremhæver UV-LED-lys som et værktøj, der kan bruges efter en pandemi, ideelt set for at hjælpe med at forhindre en anden.
