Spekter UV svetlobe, ki uničuje koronavirus in je varen za ljudi

Tako imenovane UV robote denimo ponekod uporabljajo za razkuževanje praznih bolnišničnih sob, avtobusov in vlakov. UV žarnice v sistemih hlajenja, ogrevanja in prezračevanja (HVAC) uničujejo patogene bakterije, ki letijo po zraku v stavbah. UV svetilke uničujejo bacile v pitni vodi.

Morda ste že zasledili razne UV svetilke in čistilce zraka, ki jih oglašujejo kot čudežno zaščito pred koronavirusom. Čeprav so mnoge raziskave desetletja preučevale sposobnost UV svetlobe, da uniči številne patogene organizme, pa za izdelke za dezinfekcijo z UV svetlobo glede koronavirusov ni določenih standardov. Ti izdelki lahko uničijo 'novi' virus SARS-CoV-2, ki povzroča bolezen covid-19, lahko pa tudi ne.

V nadaljevanju članka je predstavljena raziskava Karla Lindna (vir), ki je profesor okoljskega inženiringa na univerzi v Koloradu in strokovnjak za dezinfekcijo s pomočjo UV žarkov. Maja 2021 se je s sodelavci lotil natančnega testiranja različnih UV sistemov in ugotavljal, kateri je najučinkovitejši pri uničevanju ali inaktivaciji koronavirusa SARS-CoV-2. Njihove ugotovitve nam lahko pomagajo v trenutni situaciji in v prihodnje.

Kako lahko ultravijolična svetloba uniči virus?

Svetlobo razvrščamo po valovni dolžini (razdalji med vrhovi svetlobnega valovanja) in jo merimo v nanometrih. Valovne dolžine UV svetlobe se gibljejo od 100 do 400 nanometrov in so človeškemu očesu nevidne. »S krajšanjem valovne dolžine imajo fotoni svetlobe večjo količino energije,« pojasnjuje Linden na spletni strani The Conversation.

Določene valovne dolžine UV svetlobe delujejo bolje pri inaktivaciji virusov kot druge. To je odvisno od tega, kako dobro DNK ali RNK virusa absorbira valovne dolžine. Ko se UV svetloba absorbira, fotoni svetlobe prenesejo svojo energijo na kemične vezi genetskega materiala in jih poškodujejo. Virus se tako ne more razmnoževati ali povzročiti okužbe. Raziskovalci so tudi dokazali, da so beljakovine, ki jih virusi uporabljajo za pritrditev na gostiteljsko celico in sprožitev okužbe, prav tako občutljive na UV svetlobo.

Pomembno vlogo igra tudi odmerek svetlobe, saj je ta lahko različno močna. Močna svetloba je intenzivnejša in vsebuje več energije kot šibka. Kratkotrajna izpostavljenost močni svetlobi lahko povzroči enak učinek UV žarkov kot dolgotrajna izpostavljenost šibki svetlobi, pojasnjuje Linden in dodaja: »Poznati morate pravi odmerek, ki lahko uniči delce koronavirusov pri posamezni valovni dolžini UV žarkov.«

Nekatere valovne dolžine so nevarne za ljudi

Tradicionalni UV sistemi uporabljajo valovne dolžine pri približno 254 nanometrih. Pri teh valovnih dolžinah je svetloba nevarna za človeško kožo in oči tudi pri kratkotrajni izpostavljenosti. Sončna svetloba vključuje UV svetlobo blizu teh valovnih dolžin in vsakdo, ki se je kdaj močno opekel, ve, kako nevarna je lahko.

Vendar so nedavne raziskave pokazale, da pri določenih valovnih dolžinah UV žarkov, natančneje pod 230 nanometri, visoko energijske fotone absorbirajo vrhnje plasti odmrlih kožnih celic in ne prodrejo v aktivne plasti kože, kjer lahko pride do poškodb. Podobno tudi solzna plast okoli oči blokira te baktericidne UV žarke.

»S sodelavci smo preizkusili pet pogosto uporabljenih valovnih dolžin UV žarkov, da bi ugotovili, kateri najbolje inaktivirajo virus SARS-CoV-2. Natančneje; preizkusili smo, kako velik odmerek je potreben za uničenje 90 odstotkov do 99,9 odstotka prisotnih virusnih delcev,« je na The Conversation zapisal Linden.

Linden in kolegi raziskovalci so preskuse izvedli v objektu s tretjo stopnjo biološke varnosti na univerzi v Arizoni, ki je zgrajen za ravnanje s smrtonosnimi patogeni. »Tam smo preizkusili številne luči v celotnem UV spektru, vključno z UV LED sijalkami, ki oddajajo svetlobo pri 270 in 282 nanometrih, tradicionalnimi UV žarnicami pri 254 nanometrih in novejšo tehnologijo, ki ima UV izvor pri 222 nanometrih.«

»Za preizkus vsake naprave smo vzorec vode prepojili z milijoni virusov SARS-CoV-2 in s tanko plastjo te mešanice prevlekli petrijevko,« pravi Linden. Nato so petrijevko osvetlili z UV svetlobo, dokler niso dosegli določenega odmerka. Na koncu so preverili virusne delce, da bi ugotovili, ali lahko še vedno okužijo človeške celice v kulturi. Če so virusi lahko okužili celice, odmerek ni bil dovolj velik. Če virusi niso povzročili okužbe, je vir UV žarkov pri tem odmerku uspešno uničil patogen, pojasnjuje Linden. »Ta postopek smo previdno ponovili za različne odmerke UV sevanja s petimi različnimi UV napravami.«

Pomembne ugotovitve

»Čeprav lahko vse valovne dolžine, ki smo jih preizkusili, inaktivirajo SARS-CoV-2 pri zelo nizkih odmerkih, so najmanjši odmerek potrebovali sistemi, ki oddajajo UV svetlobo z valovno dolžino 222 nanometri,«. V njihovem poskusu je bil za uničenje 99,9 odstotka virusnih delcev potreben odmerek manj kot dva milijoula energije na kvadratni centimeter. To pomeni, da je za razkuževanje prostora, ki prejme nizko intenzivnost kratkovalovne UV svetlobe, potrebnih približno 20 sekund.

Ti 222-nanometrski sistemi so skoraj dvakrat učinkovitejši od običajnih UV žarnic, ki se pogosto uporabljajo v ultravijoličnih dezinfekcijskih sistemih. Pomembno pa je, da je zmagovalna svetilka tudi najvarnejša za ljudi. Pri enaki jakosti UV svetlobe, ki je potrebna za uničenje 99,9 odstotkov SARS-CoV-2 v 20 sekundah, je lahko človek varno izpostavljen 222-nanometrski svetlobi do ene ure in 20 minut.

To pomeni, da se lahko široko dostopne vrste UV žarnic uporabljajo za varno uničenje ravni koronavirusa ob prisotnosti ljudi. »Menim, da so naše ugotovitve pomembne, ker količinsko opredeljujejo natančne odmerke, potrebne za doseganje različnih ravni nadzora SARS-CoV-2, najsi gre za uničenje 90 odstotkov ali 99,9 odstotka virusnih delcev.

Predstavljajte si kavarne, trgovine z živili, šolske učilnice, restavracije in koncertna prizorišča, ki bodo s to tehnologijo postala varno okolje. Vendar to ni rešitev samo za SARS-CoV-2. Te tehnologije bi lahko pomagale varovati zdravje ljudi v javnih prostorih v prihodnjih kriznih časih, pa tudi v časih relativne normalnosti, saj bi zmanjšale izpostavljenost vsakodnevnim virusnim in bakterijskim grožnjam.