Können UV-LED-Leuchten das neue Coronavirus effektiv abtöten?
Die Desinfektion von Schadstoffen ist nach wie vor eine wichtige Maßnahme der öffentlichen Gesundheit, um die Ausbreitung verschiedener Infektionskrankheiten zu verringern, insbesondere während der COVID-19-Pandemie. Darüber hinaus entwickeln die Forscher auch aktiv effizientere Desinfektionstechniken, insbesondere für stark frequentierte öffentliche Plätze. Wissenschaftler des Scarborough-Campus der University of Toronto haben die Wirksamkeit und Machbarkeit von UV-Leuchtdioden als Reinigungsmittel durch die Inaktivierung von zwei verschiedenen Virusmodellen demonstriert: das humane Coronavirus 229E und das humane Immundefizienzvirus (HIV). Wechseln Sie zwischen weißem Licht und keimtötendem ultraviolettem (UV) Licht.
Die Desinfektion von Schadstoffen ist nach wie vor eine wichtige Maßnahme der öffentlichen Gesundheit, um die Ausbreitung verschiedener Infektionskrankheiten zu verringern, insbesondere während der COVID-19-Pandemie. Darüber hinaus entwickeln die Forscher auch aktiv effizientere Desinfektionstechniken, insbesondere für stark frequentierte öffentliche Plätze.
Ultraviolettes (UV) Licht wurde zuvor als nützliche Desinfektionsmethode identifiziert und hat sich bei der Inaktivierung einer Vielzahl von Mikroorganismen als wirksam erwiesen. Das Aufkommen von UV-Leuchtdioden bietet den Vorteil einer einfachen Desinfektion, da keimtötendes UV-Licht mit den gleichen Beleuchtungseinheiten bereitgestellt werden kann, die standardmäßiges weißes Licht zur Beleuchtung eines Raums bereitstellen.
Wissenschaftler des Scarborough-Campus der University of Toronto haben die Wirksamkeit und Machbarkeit von UV-Leuchtdioden als Reinigungsmittel durch die Inaktivierung von zwei verschiedenen Virusmodellen demonstriert: das humane Coronavirus 229E und das humane Immundefizienzvirus (HIV). Wechseln Sie zwischen weißem Licht und keimtötendem ultraviolettem (UV) Licht. Mit kostengünstigen Nachrüstungen können sie auch in vielen Standardleuchten verwendet werden und bringen eine "einzigartige Anziehungskraft" auf den öffentlichen Raum, sagte Christina Guzzo, leitende Autorin der Studie.
"Wir befinden uns an einem kritischen Punkt, an dem wir jeden möglichen Stopp nutzen müssen, um uns aus dieser Pandemie herauszuholen", sagte Guzzo, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Biowissenschaften der Schule. "Jede Minderungsstrategie, die leicht umgesetzt werden kann, sollte verwendet werden."
UV-Lampen töten Viren durch Strahlung ab. Zusammen mit den Doktoranden Arvin T. Persaud und Jonathan Burnie testete Guzzo die Lampe zunächst an Bakteriensporen, die für ihre Widerstandsfähigkeit gegen diese Strahlung bekannt sind, bekannt als Bacillus pumilus Sporen.
"Wenn Sie diese Sporen abtöten können, dann können Sie vernünftigerweise sagen, dass Sie in der Lage sein sollten, die meisten anderen Viren zu töten, denen Sie regelmäßig in der Umwelt begegnen", sagte Guzzo.
Innerhalb von 20 Sekunden nach der UV-Exposition nahm das Sporenwachstum um 99 Prozent ab.
Die Forscher erstellten dann Tröpfchen, die das Coronavirus oder HIV enthalten, um die typische Art und Weise zu simulieren, wie Menschen dem Virus in der Öffentlichkeit begegnen, wie zum Beispiel durch Husten und Niesen. Die Tröpfchen wurden dann UV-Licht ausgesetzt und in eine Kultur gegeben, um zu sehen, ob ein Virus aktiv blieb. Nach nur 30 Sekunden Exposition war die Fähigkeit des Virus, sich zu infizieren, um 93 Prozent reduziert.
Beim Testen verschiedener Konzentrationen des Virus stellten sie fest, dass Proben mit mehr Viruspartikeln resistenter gegen UV-Licht waren. Aber selbst bei einer so hohen Viruslast (die Guzzo als "Worst-Case-Szenario" bezeichnete) sank die Infektiosität um 88%.
Obwohl nicht in die Studie einbezogen, verglichen Guzzo und ihre Studenten auch UV-Licht mit zwei Hochleistungsdesinfektionsmitteln, die in der Laborstudie verwendet wurden. Sie fanden heraus, dass die Lichter einen ähnlichen Effekt in ihrer Fähigkeit hatten, das Virus zu inaktivieren.
UV-LED Spezifikationen
UV-LEDs werden in zwei Sets geliefert, 9 275 nm LEDs in einem 3 × 3 Array und 20 380 nm LEDs in einem 4 × 5 Array. Die LEDs befinden sich etwa 5 cm von der bestrahlten Probe entfernt, und jedes Array liefert 0,4 bis 0,6 mW/cm UV-Licht. Die maximale Bestrahlungszeit betrug 30 Sekunden, was zu einer Gesamtdosis von 8 mJ/cm 2 bis 20 mJ/cm 2 für die kombinierte Anordnung bestrahlter Proben führte. Die bestrahlte Fläche ist deutlich größer als die bestrahlte Probe, und die gesamte bestrahlte Fläche des Geräts beträgt etwa 10 cm x 20 cm oder insgesamt 200 cm, was zu einer Gesamtflächendosis von 1,6 J bis 4 J führt.
Während die Lichter immer noch einen kleinen Prozentsatz des Virus am Leben erhalten, verwies Guzzo auf das "Schweizer Käsemodell" der Abwehr von COVID. Jede Strategie zur Bekämpfung der Ausbreitung hat ihre Schlupflöcher, aber jede Schicht ist eine weitere Gelegenheit, verirrte Viruspartikel zu stoppen.
Wiederholte Exposition gegenüber UV-Licht ist der Schlüssel, um diese fehlenden Partikel aufzufangen - zum Glück ist es so einfach wie das Umlegen eines Schalters. Das Ersetzen einer Glühbirne ist auch einfacher als das Wechseln eines Luftfiltersystems. Guzzo stellte fest, dass UV-LED-Lampen kostengünstig sind, leicht in bestehende Leuchten nachgerüstet werden können und die Glühbirnen eine lange Lebensdauer haben und einfach zu warten sind.
Auch diese Leuchten profitieren von der Automatisierung. Standardisierte Dosen von Keimizid können jedes Mal abgegeben werden, und der Prozess des Abwischens eines Raumes mit Desinfektionsmittel hat das Potenzial für menschliches Versagen. Chemikalien und Abfälle aus diesen Desinfektionsmitteln landen auch in Wassereinzugsgebieten und Deponien, wenn sie sich die Hände waschen und Lumpen wegwerfen.
Aber Lichter sind nicht harmlos, und es gibt einen Grund für Sonnencreme und Sonnenbrille - UV-Strahlung schädigt Nukleinsäuren, und wiederholte, längere Exposition ist schädlich. Deshalb sagt Guzzo, dass diese Lichter verwendet werden sollten, wenn öffentliche Räume leer sind, z. B. wenn freie Busse ihre Routen abgeschlossen haben oder wenn keine Aufzüge benutzt werden. Die Handläufe von Rolltreppen können kontinuierlich desinfiziert werden, indem UV-Lampen im unterirdischen Teil der Strecke platziert und bei jeder Umdrehung gereinigt werden.
Die Studie, die im Journal of Virology veröffentlicht wurde, hebt UV-LED-Leuchten als ein Werkzeug hervor, das nach einer Pandemie verwendet werden könnte, idealerweise um eine weitere zu verhindern.
