紫外線 LED 能消滅冠狀病毒?找出 COVID-19 消毒最有效的波長!

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COVID-19 迫使各產業用創新手段解決營運問題,儘管已有抗體療法、疫苗取得 FDA 緊急授權,但如何迅速抑制公司、醫院、大眾運輸工具等公共場合的傳染風險更是一大問題。

紫外線 LED 抗疫潛力十足

以色列特拉維夫大學(Tel Aviv University, TAU)日前針對紫外線 LED 抗 COVID-19 的消毒效益進行研究,找出兼具成本效益的最佳波長,並期望儘速研發解決方案予商業、居家使用。此研究是全球第一個標靶冠狀病毒株消毒波長的研究,於 11 月登上《Photochemistry and Photobiology B: Biology》期刊。

TAU 大學醫學工程院的環境工程計畫負責人 Hadas Mamane 教授指出,疫情之下全球都在尋找高效去除 COVID-19 的方法。過去在公車、飛機、火車等交通工具上消毒,需要雇人噴灑化學藥劑,不僅消耗人力,也得花時間等化學藥劑出現效果。而紫外線消毒則可透過燈泡、排氣管、冷氣,消除空氣中的病毒,降低傳染機會。

紫外線消毒的優勢與挑戰

紫外線照射(UV irradiation)能抑制病原微生物(pathogenic microorganism)的活性,使其核酸、蛋白質、製造自由基氧(oxygen radical)的系統損壞,被證明是有效的消毒手段。其最大優勢有 3 點,一為設備小,不過度佔據場域空間,二是可以控制輻射圖形(radiation pattern),最後則是電力需求低,能靠電池、太陽能板運作。

然而,紫外線 LED 的發射光譜(emission spectra)狹窄,且較消毒功效的低波長紫外線 LED 消毒通量率(fluence rate)低、價格昂貴,導致難以大規模佈局。

不到 30 秒就殺除 99.9% 冠狀病毒!

TAU 大學的研究團隊針對多種冠狀病毒進行紫外線照射的波長測試。結果發現,285 nm 波長與 265 nm 在滅除冠狀病毒上具有類似的功效,且由於通量率較 265 nm 高,所以只需不到 30 秒即可清除 99.9% 冠狀病毒。另外,包含 SARS-CoV-2 代替品的 HCoV-OC43,其他冠狀病毒都對紫外線照射出現反應,有望對 SARS-CoV-2 也會出現功效。 

研究指出,紫外線照射波長中,病毒反應最大為 267 nm 至 279 nm,再來是 286 nm,最後是 297 nm。也就是說,286nm 以下紫外線波長具有對抗 COVID-19 的莫大潛力,錦上添花的是,285 nm 的 LED 燈泡相較 265 nm 成本較低,也更容易取得,增加大規模場域消毒的可能性。

然而,TAU 大學研究團隊建議民眾不要在家自行嘗試,且他們正在設計一套避免人接觸紫外線的消毒系統,預計很快就能導入工廠、醫院甚至是住家。

延伸閱讀:全球第一個!FDA 緊急授權無需醫生處方的 COVID-19 居家篩檢套組

參考資料:
1. https://aftau.org/news_item/led-lights-found-to-kill-coronavirus-global-first-in-fight-against-covid-19/
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1011134420304942?via%3Dihub

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