Luminile UV-LED pot ucide în mod eficient noul coronavirus?
Dezinfectarea contaminanților rămâne o măsură importantă de sănătate publică pentru a reduce răspândirea diferitelor boli infecțioase, în special în timpul pandemiei de COVID-19. În plus, cercetătorii dezvoltă, de asemenea, în mod activ tehnici de dezinfecție mai eficiente, în special pentru locurile publice cu trafic ridicat. Oamenii de știință din campusul Scarborough al Universității din Toronto au demonstrat eficacitatea și fezabilitatea diodelor emițătoare de lumină UV ca mijloc de purificare prin inactivarea a două modele diferite de virusuri: coronavirusul uman 229E și virusul imunodeficienței umane (HIV). Alternează între lumina albă și lumina ultravioletă germicidă (UV).
Dezinfectarea contaminanților rămâne o măsură importantă de sănătate publică pentru a reduce răspândirea diferitelor boli infecțioase, în special în timpul pandemiei de COVID-19. În plus, cercetătorii dezvoltă, de asemenea, în mod activ tehnici de dezinfecție mai eficiente, în special pentru locurile publice cu trafic ridicat.
Lumina ultravioletă (UV) a fost identificată anterior ca o metodă utilă de dezinfecție și sa dovedit a fi eficientă în inactivarea unei mari varietăți de microorganisme. Apariția diodelor emițătoare de lumină UV oferă avantajul ușurinței dezinfecției, deoarece lumina UV germicidă poate fi furnizată folosind aceleași unități de iluminat care oferă lumină albă standard pentru a ilumina o cameră.
Oamenii de știință din campusul Scarborough al Universității din Toronto au demonstrat eficacitatea și fezabilitatea diodelor emițătoare de lumină UV ca mijloc de purificare prin inactivarea a două modele diferite de virusuri: coronavirusul uman 229E și virusul imunodeficienței umane (HIV). Alternează între lumina albă și lumina ultravioletă germicidă (UV). Cu modernizări ieftine, acestea pot fi, de asemenea, utilizate în multe corpuri de iluminat standard, aducând un "apel unic" la spațiile publice, a declarat Christina Guzzo, autor senior al studiului.
"Ne aflăm într-un moment critic în care trebuie să folosim toate opririle posibile pentru a ne scoate din această pandemie", a declarat Guzzo, profesor asociat în cadrul Departamentului de Științe Biologice al școlii. "Ar trebui utilizată fiecare strategie de atenuare care poate fi pusă în aplicare cu ușurință."
Lămpile UV ucid virușii prin radiații. Împreună cu doctoranzii Arvin T. Persaud și Jonathan Burnie, Guzzo a testat pentru prima dată lampa pe spori bacterieni cunoscuți pentru rezistența lor la această radiație, cunoscută sub numele de sporii Bacillus pumilus.
"Dacă puteți ucide aceste spori, atunci puteți spune în mod rezonabil că ar trebui să fie în măsură să omoare cele mai multe alte virusuri pe care le întâlni în mod regulat în mediul înconjurător", a spus Guzzo.
În 20 de secunde de la expunerea la UV, creșterea sporilor a scăzut cu 99 la sută.
Cercetătorii au creat apoi picături care conțin coronavirus sau HIV pentru a simula modul tipic în care oamenii se confruntă cu virusul în public, cum ar fi tusea și strănutul. Picăturile au fost apoi expuse la lumină UV și plasate într-o cultură pentru a vedea dacă vreun virus a rămas activ. După doar 30 de secunde de expunere, capacitatea virusului de a infecta a fost redusă cu 93 la sută.
Când au testat diferite concentrații ale virusului, au descoperit că probele cu mai multe particule virale erau mai rezistente la lumina UV. Dar chiar și cu o încărcătură virală atât de mare (pe care Guzzo a numit-o "cel mai rău scenariu"), infecțiozitatea a scăzut cu 88%.
Deși nu au fost incluși în studiu, Guzzo și studenții ei au comparat, de asemenea, lumina UV cu doi dezinfectanți grei utilizați în studiul de laborator. Ei au descoperit că luminile au avut un efect similar în capacitatea lor de a inactiva virusul.
Specificații UV-LED
LED-urile UV sunt furnizate în două seturi, 9 LED-uri de 275 nm într-o matrice de 3 × 3 și 20 de LED-uri de 380 nm într-o matrice de 4 × 5. LED-urile sunt situate la aproximativ 5 cm de proba iradiată și fiecare matrice oferă 0,4 până la 0,6 mW/cm de lumină UV. Timpul maxim de iradiere a fost de 30 de secunde, rezultând o doză totală livrată de 8 mJ/cm 2 până la 20 mJ/cm 2 pentru gama combinată de probe iradiate. Suprafața iradiată este semnificativ mai mare decât proba iradiată, iar suprafața totală iradiată a dispozitivului este de aproximativ 10 cm x 20 cm sau 200 cm în total, rezultând o doză totală de suprafață de 1,6 J până la 4 J.
În timp ce luminile păstrează încă un procent mic din virus în viață, Guzzo s-a referit la "modelul elvețian de brânză" de apărare împotriva COVID. Fiecare strategie de combatere a răspândirii are lacunele sale, dar fiecare strat este o altă oportunitate de a opri particulele de virus rătăcite.
Expunerea repetată la lumina UV este cheia pentru prinderea acestor particule lipsă -- din fericire, este la fel de ușor ca răsturnarea unui comutator. Înlocuirea unui bec este, de asemenea, mai simplă decât schimbarea unui sistem de filtrare a aerului. Guzzo a menționat că lămpile UV-LED sunt ieftine, pot fi ușor modernizate în corpurile de iluminat existente, iar becurile au o durată lungă de viață și sunt simplu de întreținut.
Aceste lumini beneficiază, de asemenea, de automatizare. Dozele standardizate de germicid pot fi livrate de fiecare dată, iar procesul de ștergere a unui spațiu cu dezinfectant are potențialul de eroare umană. Substanțele chimice și deșeurile provenite de la acești dezinfectanți ajung, de asemenea, în bazinele hidrografice și în depozitele de deșeuri ca urmare a spălării mâinilor și a aruncării cârpelor.
Dar luminile nu sunt inofensive și există un motiv pentru protecția solară și ochelarii de soare -- radiațiile UV dăunează acizilor nucleici, iar expunerea repetată și prelungită este dăunătoare. De aceea, Guzzo spune că aceste lumini ar trebui folosite atunci când spațiile publice sunt goale, cum ar fi atunci când autobuzele vacante și-au finalizat traseele sau când nu se folosesc lifturi. Balustradele scărilor rulante pot fi igienizate continuu prin plasarea lămpilor UV în secțiunea subterană a pistei, curățându-le la fiecare rotație.
Studiul, publicat în Journal of Virology, evidențiază luminile UV-LED ca un instrument care ar putea fi folosit după o pandemie, în mod ideal pentru a ajuta la prevenirea altuia.
