Bolehkah lampu UV-LED secara berkesan membunuh coronavirus baharu?
Pembasmian kuman bahan cemar kekal sebagai langkah kesihatan awam yang penting untuk mengurangkan penyebaran pelbagai penyakit berjangkit, terutamanya semasa pandemik-19 COVID. Selain itu, penyelidik juga sedang giat membangunkan teknik pembasmian kuman yang lebih cekap, terutamanya untuk tempat awam dengan trafik tinggi. Para saintis di kampus Scarborough University of Toronto telah menunjukkan keberkesanan dan kebolehlaksanaan diod pemancar cahaya UV sebagai cara penulenan dengan menyahaktifkan dua model virus berbeza: coronavirus manusia 229E dan virus kekurangan imun manusia (HIV). Bergantian antara cahaya putih dan cahaya ultraviolet (UV) pembunuh kuman.
Pembasmian kuman bahan cemar kekal sebagai langkah kesihatan awam yang penting untuk mengurangkan penyebaran pelbagai penyakit berjangkit, terutamanya semasa pandemik-19 COVID. Selain itu, penyelidik juga sedang giat membangunkan teknik pembasmian kuman yang lebih cekap, terutamanya untuk tempat awam dengan trafik tinggi.
Cahaya ultraungu (UV) sebelum ini dikenal pasti sebagai kaedah pembasmian kuman yang berguna dan telah terbukti berkesan dalam menyahaktifkan pelbagai jenis mikroorganisma. Kemunculan diod pemancar cahaya UV menawarkan kelebihan kemudahan pembasmian kuman, kerana cahaya UV pembunuh kuman boleh disediakan menggunakan unit pencahayaan yang sama yang menyediakan cahaya putih standard untuk menerangi bilik.
Para saintis di kampus Scarborough University of Toronto telah menunjukkan keberkesanan dan kebolehlaksanaan diod pemancar cahaya UV sebagai cara penulenan dengan menyahaktifkan dua model virus berbeza: coronavirus manusia 229E dan virus kekurangan imun manusia (HIV). Bergantian antara cahaya putih dan cahaya ultraviolet (UV) pembunuh kuman. Dengan pengubahsuaian yang murah, ia juga boleh digunakan dalam banyak lekapan lampu standard, membawa "rayuan unik" kepada ruang awam, kata Christina Guzzo, pengarang kanan kajian itu.
"Kami berada di persimpangan kritikal di mana kami perlu menggunakan setiap perhentian yang mungkin untuk mengeluarkan kami daripada wabak ini," kata Guzzo, seorang profesor bersekutu di Jabatan Sains Biologi sekolah itu. "Setiap strategi mitigasi yang boleh dilaksanakan dengan mudah harus digunakan."
Lampu UV membunuh virus melalui sinaran. Bersama pelajar kedoktoran Arvin T. Persaud dan Jonathan Burnie, Guzzo mula-mula menguji lampu pada spora bakteria yang terkenal dengan ketahanannya terhadap sinaran ini, yang dikenali sebagai spora Bacillus pumilus.
"Jika anda boleh membunuh spora ini, maka anda boleh dengan munasabah mengatakan bahawa anda sepatutnya dapat membunuh kebanyakan virus lain yang kerap anda hadapi dalam persekitaran," kata Guzzo.
Dalam masa 20 saat pendedahan UV, pertumbuhan spora berkurangan sebanyak 99 peratus.
Para penyelidik kemudian mencipta titisan yang mengandungi coronavirus atau HIV untuk mensimulasikan cara biasa orang menghadapi virus di khalayak ramai, seperti daripada batuk dan bersin. Titisan kemudiannya didedahkan kepada cahaya UV dan diletakkan dalam kultur untuk melihat jika mana-mana virus masih aktif. Selepas hanya 30 saat pendedahan, keupayaan virus untuk menjangkiti berkurangan sebanyak 93 peratus.
Apabila menguji kepekatan virus yang berbeza, mereka mendapati bahawa sampel dengan lebih banyak zarah virus lebih tahan terhadap cahaya UV. Tetapi walaupun dengan viral load yang begitu tinggi (yang Guzzo panggil sebagai "senario terburuk"), kebolehjangkitan menurun sebanyak 88 peratus .
Walaupun tidak termasuk dalam kajian itu, Guzzo dan pelajarnya juga membandingkan cahaya UV dengan dua disinfektan tugas berat yang digunakan dalam kajian makmal. Mereka mendapati bahawa lampu mempunyai kesan yang sama dalam keupayaan mereka untuk menyahaktifkan virus.
Spesifikasi UV-LED
UV-LED dibekalkan dalam dua set, 9 275 LED nm dalam tatasusunan 3 × 3 dan LED 20 380 nm dalam tatasusunan 4 × 5. LED terletak kira-kira 5 cm dari sampel yang disinari, dan setiap tatasusunan menyediakan 0.4 hingga 0.6 mW/sm cahaya UV. Masa penyinaran maksimum ialah 30 saat, menghasilkan jumlah dos yang dihantar sebanyak 8 mJ/cm 2 hingga 20 mJ/cm 2 untuk susunan gabungan sampel yang disinari. Kawasan yang disinari adalah jauh lebih besar daripada sampel yang disinari, dan jumlah kawasan yang disinari peranti adalah kira-kira 10 cm x 20 cm, atau 200 cm secara keseluruhan, menghasilkan jumlah dos kawasan 1.6 J hingga 4 J.
Walaupun lampu masih mengekalkan peratusan kecil virus itu hidup, Guzzo merujuk kepada "model keju Swiss" pertahanan terhadap COVID. Setiap strategi untuk memerangi penyebaran mempunyai kelemahannya, tetapi setiap lapisan adalah peluang lain untuk menghentikan zarah virus yang sesat.
Pendedahan berulang kepada cahaya UV adalah kunci untuk menangkap zarah yang hilang ini -- nasib baik, ia semudah membalikkan suis. Menggantikan mentol lampu juga lebih mudah daripada menukar sistem penapisan udara. Guzzo menyatakan bahawa lampu UV-LED adalah murah, boleh dipasang dengan mudah ke dalam lekapan sedia ada, dan mentol mempunyai jangka hayat yang panjang dan mudah diselenggara.
Lampu ini juga mendapat manfaat daripada automasi. Dos pembasmi kuman yang standard boleh dihantar setiap kali, dan proses mengelap ruang dengan disinfektan berpotensi untuk kesilapan manusia. Bahan kimia dan sisa daripada pembasmi kuman ini juga berakhir di kawasan tadahan air dan tapak pelupusan hasil daripada mencuci tangan dan membuang kain buruk.
Tetapi lampu tidak berbahaya, dan ada sebab untuk pelindung matahari dan cermin mata hitam -- sinaran UV merosakkan asid nukleik, dan pendedahan berulang yang berpanjangan adalah berbahaya. Itulah sebabnya Guzzo berkata lampu ini harus digunakan apabila ruang awam kosong, seperti apabila bas kosong telah melengkapkan laluan mereka, atau apabila tiada lif digunakan. Susur tangan eskalator boleh dibersihkan secara berterusan dengan meletakkan lampu UV di bahagian bawah tanah trek, membersihkannya pada setiap putaran.
Kajian itu, yang diterbitkan dalam Journal of Virology, menyerlahkan lampu UV-LED sebagai alat yang boleh digunakan selepas wabak, idealnya untuk membantu mencegah yang lain.
