specific wavelength of ultraviolet (UV) light is not only extremely effective at killing the virus which causes COVID-19, but is also safer for use in public spaces, finds new University of Colorado Boulder research.
The study, published this month in Applied and Environmental Microbiology, is the first to comprehensively analyze the effects of different wavelengths of UV light on SARS-CoV-2 and other respiratory viruses, including the only wavelength safer for living beings to be exposed to without protection.
The findings, which the authors refer to as a "game changer" for UV light use, could lead to new affordable, safe and highly effective systems for reducing viral spread in crowded public spaces like airports and concert venues.
"Of almost every pathogen we have ever studied, this virus is one of the easiest, by far, to kill with UV light," said senior author Karl Linden, professor of environmental engineering. "It takes a very low dose. This indicates that UV technology could be a really good solution for protecting public spaces."
Ánh sáng UV do mặt trời phát ra một cách tự nhiên và hầu hết các dạng đều có hại cho sinh vật -- cũng như vi sinh vật, chẳng hạn như vi rút. Ánh sáng này có thể bị bộ gen của một sinh vật hấp thụ, buộc các nút thắt trong nó và ngăn không cho nó sinh sản. Tuy nhiên, những bước sóng có hại này từ mặt trời đã bị tầng ôzôn lọc bỏ trước khi chúng đến bề mặt Trái đất.
Một số sản phẩm thông thường, như đèn ống huỳnh quang, sử dụng ánh sáng UV do con người thiết kế -, nhưng một lớp phủ phốt pho trắng ở bên trong bảo vệ con người khỏi tia UV.
"When we take that coating off, we can emit those wavelengths, and they can be harmful for our skin and our eyes -- but they can also kill pathogens," said Linden.
Các bệnh viện đã sử dụng công nghệ tia UV để khử trùng bề mặt trong không gian khi không có người trong đó, sử dụng robot có thể chiếu tia UV trong phòng mổ và phòng bệnh nhân giữa các lần sử dụng.
And many gadgets on the market today clean everything from cell phones to water bottles with UV light. But safety protocols are still being developed by the FDA and EPA. Linden cautions against using any personal or "germicidal" devices in which a person is exposed to UV light.
Ông nói, những phát hiện mới này là độc nhất vô nhị, bởi vì chúng đánh trúng điểm hợp lý giữa tia UV tương đối an toàn cho con người và có hại cho vi rút, đặc biệt là loại gây ra COVID-19.
"This can be a game changer for the public use of UV light in indoor spaces," said Linden.
Chết do phơi nhiễm
Đối với nghiên cứu, Linden và nhóm của ông đã so sánh các bước sóng UV khác nhau - bên - bằng cách sử dụng các phương pháp tiêu chuẩn được phát triển trong ngành công nghiệp đèn UV.
"We thought, let's come together and make a definitive statement on what UV exposure is required to kill off SARS-CoV-2," said Linden. "We wanted to make sure that if UV light is being used to control disease, you're delivering the right dose that's protective of human health and human skin, but also going to be killing off these pathogens."
The opportunity to do this kind of work is rare, as there are extremely rigorous safety standards required to work with SARS-CoV-2. So Linden and Ben Ma, postdoctoral researcher in Linden's research group, collaborated with virologist Charles Gerba at the University of Arizona, at a lab cleared to work with the virus and its variants.
The researchers found that while the virus was quite susceptible to UV light in general, a specific wavelength of Far ultraviolet-C, at 222 nanometers, was particularly effective. Created by what's known as a krypton chloride excimer lamp, fueled by molecules moving between different states of energy, this wavelength is very high energy. Therefore, it's able to inflict greater viral protein and nucleic acid damage to the virus compared to other UV-C devices, as well as be blocked by the very top layers of human skin and eyes -- meaning that it has limited to no detrimental health effects at doses that are capable of killing off viruses.
"Not only is it safe, it's also the most effective," said Linden.
Vai trò của khử trùng bằng tia cực tím ngày nay
UV light in various forms has been used widely since the early 20th century to disinfect water, air and surfaces. As early as the 1940s, it was used to reduce the transmission of tuberculosis in hospitals and classrooms, by shining the light at the ceiling to disinfect air as it circulated throughout the room. Today, it's used not only in hospitals, but in some public bathrooms and airplanes when there are no people in those spaces.
In a recent White Paper published by the International UV Association, "Far UV-C Radiation: Current State-of Knowledge," which accompanies the new study, Linden and co-authors argue that this safer wavelength of Far UV-C light could serve as a key mitigation measure against the current and future pandemics, in addition to improved ventilation, mask wearing and vaccination.
Linden tưởng tượng ra các hệ thống có thể bật và tắt trong không gian trong nhà để làm sạch không khí và bề mặt thường xuyên, hoặc tạo ra một rào cản vô hình liên tục giữa giáo viên và học sinh, khách hàng và nhân viên dịch vụ và những người ở những không gian mà xã hội không thể cách xa được, để khử trùng không khí.
UV light disinfection can even rival the positive effects of improved indoor ventilation by providing the equivalent protection of increased air changes per hour within a room. It's also much cheaper to install UV lights than to upgrade an entire HVAC system.
"There is an opportunity here to save money and energy while protecting public health in the same way. It's really exciting," said Linden.
Các tác giả khác trên ấn phẩm này bao gồm: Ben Ma of CU Boulder; Patricia Gundy và Charles Gerba của Đại học Arizona; và Mark Sobsey của Đại học Bắc Carolina, Chapel Hill.
