紫外线 LED 能消灭冠状病毒?找出 COVID-19 消毒最有效的波长!

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COVID-19 迫使各产业用创新手段解决营运问题,尽管已有抗体疗法、疫苗取得 FDA 紧急授权,但如何迅速抑制公司、医院、大众运输工具等公共场合的传染风险更是一大问题。

紫外线 LED 抗疫潜力十足

以色列特拉维夫大学(Tel Aviv University, TAU)日前针对紫外线 LED 抗 COVID-19 的消毒效益进行研究,找出兼具成本效益的最佳波长,并期望尽速研发解决方案予商业、居家使用。此研究是全球第一个标靶冠状病毒株消毒波长的研究,于 11 月登上《Photochemistry and Photobiology B: Biology》期刊。

TAU 大学医学工程院的环境工程计画负责人 Hadas Mamane 教授指出,疫情之下全球都在寻找高效去除 COVID-19 的方法。过去在公共汽车、飞机、火车等交通工具上消毒,需要雇人喷洒化学药剂,不仅消耗人力,也得花时间等化学药剂出现效果。而紫外线消毒则可透过灯泡、排气管、冷气,消除空气中的病毒,降低传染机会。

紫外线消毒的优势与挑战

紫外线照射(UV irradiation)能抑制病原微生物(pathogenic microorganism)的活性,使其核酸、蛋白质、制造自由基氧(oxygen radical)的系统损坏,被证明是有效的消毒手段。其最大优势有 3 点,一为设备小,不过度占据场域空间,二是可以控制辐射图形(radiation pattern),最后则是电力需求低,能靠电池、太阳能板运作。

然而,紫外线 LED 的发射光谱(emission spectra)狭窄,且较消毒功效的低波长紫外线 LED 消毒通量率(fluence rate)低、价格昂贵,导致难以大规模布局。

不到 30 秒就杀除 99.9% 冠状病毒!

TAU 大学的研究团队针对多种冠状病毒进行紫外线照射的波长测试。结果发现,285 nm 波长与 265 nm 在灭除冠状病毒上具有类似的功效,且由于通量率较 265 nm 高,所以只需不到 30 秒即可清除 99.9% 冠状病毒。另外,包含 SARS-CoV-2 代替品的 HCoV-OC43,其他冠状病毒都对紫外线照射出现反应,有望对 SARS-CoV-2 也会出现功效。 

研究指出,紫外线照射波长中,病毒反应最大为 267 nm 至 279 nm,再来是 286 nm,最后是 297 nm。也就是说,286nm 以下紫外线波长具有对抗 COVID-19 的莫大潜力,锦上添花的是,285 nm 的 LED 灯泡相较 265 nm 成本较低,也更容易取得,增加大规模场域消毒的可能性。

然而,TAU 大学研究团队建议民众不要在家自行尝试,且他们正在设计一套避免人接触紫外线的消毒系统,预计很快就能导入工厂、医院甚至是住家。

延伸阅读:全球第一个!FDA 紧急授权无需医生处方的 COVID-19 居家筛检套组

参考资料:
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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