Kas UV-LED-tuled võivad uue koroonaviiruse tõhusalt tappa?
Saasteainete desinfitseerimine on jätkuvalt oluline rahvatervise meede erinevate nakkushaiguste leviku vähendamiseks, eriti COVID-19 pandeemia ajal. Lisaks arendavad teadlased aktiivselt ka tõhusamaid desinfitseerimismeetodeid, eriti suure liiklusega avalike kohtade jaoks. Toronto ülikooli Scarborough ülikoolilinnaku teadlased on näidanud UV-valgust kiirgavate dioodide tõhusust ja teostatavust puhastusvahendina, inaktiveerides kaks erinevat viirusemudelit: inimese koronaviirus 229E ja inimese immuunpuudulikkuse viirus (HIV). Vaheldumisi valge valguse ja germitsiidse ultraviolettkiirguse (UV) valguse vahel.
Saasteainete desinfitseerimine on jätkuvalt oluline rahvatervise meede erinevate nakkushaiguste leviku vähendamiseks, eriti COVID-19 pandeemia ajal. Lisaks arendavad teadlased aktiivselt ka tõhusamaid desinfitseerimismeetodeid, eriti suure liiklusega avalike kohtade jaoks.
Ultraviolettkiirgust (UV) valgust on varem peetud kasulikuks desinfitseerimismeetodiks ja on tõestatud, et see on efektiivne mitmesuguste mikroorganismide inaktiveerimisel. UV-valgust kiirgavate dioodide tulek pakub desinfitseerimise lihtsuse eelist, kuna germitsiidset UV-valgust saab pakkuda samade valgustusseadmete abil, mis pakuvad ruumi valgustamiseks standardset valget valgust.
Toronto ülikooli Scarborough ülikoolilinnaku teadlased on näidanud UV-valgust kiirgavate dioodide tõhusust ja teostatavust puhastusvahendina, inaktiveerides kaks erinevat viirusemudelit: inimese koronaviirus 229E ja inimese immuunpuudulikkuse viirus (HIV). Vaheldumisi valge valguse ja germitsiidse ultraviolettkiirguse (UV) valguse vahel. Odavate moderniseerimistega saab neid kasutada ka paljudes standardsetes valgustusseadmetes, tuues avalikesse ruumidesse "unikaalse kaebuse", ütles uuringu vanemautor Christina Guzzo.
"Me oleme kriitilises pöördepunktis, kus peame kasutama kõiki võimalikke peatusi, et meid sellest pandeemiast välja aidata," ütles guzzo, kooli bioloogiateaduste osakonna dotsent. "Iga leevendusstrateegiat, mida on lihtne rakendada, tuleks kasutada."
UV-lambid tapavad viiruseid kiirguse kaudu. Koos doktorantide Arvin T. Persaud'i ja Jonathan Burnie'ga katsetas Guzzo kõigepealt lampi bakteriaalsetel spooridel, mis on tuntud oma vastupidavuse poolest sellele kiirgusele, mida tuntakse Bacillus pumilus spooridena.
"Kui saate neid eoseid tappa, siis võite mõistlikult öelda, et peaksite suutma tappa enamiku teistest viirustest, millega te regulaarselt keskkonnas kokku puutute," ütles Guzzo.
20 sekundi jooksul pärast UV-kiirgust vähenes spooride kasv 99 protsenti.
Seejärel lõid teadlased koronaviirust või HIV-i sisaldavad tilgad, et simuleerida tüüpilist viisi, kuidas inimesed viirusega avalikult kokku puutuvad, näiteks köhimisest ja aevastamisest. Seejärel puutusid tilgad kokku UV-valgusega ja paigutati kultuuri, et näha, kas mõni viirus jäi aktiivseks. Pärast 30-sekundilist kokkupuudet vähenes viiruse nakkusvõime 93 protsenti.
Viiruse erinevate kontsentratsioonide testimisel leidsid nad, et rohkem viirusosakestega proovid olid UV-valguse suhtes vastupidavamad. Kuid isegi sellise suure viiruskoormuse korral (mida Guzzo nimetas "halvimaks stsenaariumiks") langes nakkavus 88%.
Kuigi guzzo ja tema õpilased ei osalenud uuringus, võrdlesid nad uv-valgust ka kahe laboriuuringus kasutatava raskeveokite desinfektsioonivahendiga. Nad leidsid, et tuledel oli sarnane mõju nende võimele viirust inaktiveerida.
UV-LED spetsifikatsioonid
UV-LED-id tarnitakse kahes komplektis, 9 275 nm LED-id 3 × 3 massiivis ja 20 380 nm LED-id 4 × 5 massiivis. LED-id asuvad kiiritatud proovist umbes 5 cm kaugusel ja iga massiiv annab 0,4–0,6 mW/cm UV-valgust. Maksimaalne kiiritusaeg oli 30 sekundit, mille tulemuseks oli kiiritatud proovide kombineeritud massiivi puhul tarnitud koguannus 8 mJ/cm 2 kuni 20 mJ/cm 2. Kiiritatud ala on oluliselt suurem kui kiiritatud proov ja seadme kiiritatud kogupindala on kokku umbes 10 cm x 20 cm ehk kokku 200 cm, mille tulemuseks on kogu pindala annus 1,6 J kuni 4 J.
Kuigi tuled hoiavad endiselt väikest protsenti viirusest elus, viitas Guzzo COVID-i vastase kaitse "Šveitsi juustumudelile". Igal leviku vastu võitlemise strateegial on oma lüngad, kuid iga kiht on veel üks võimalus hulkuvate viirusosakeste peatamiseks.
Korduv kokkupuude UV-valgusega on nende puuduvate osakeste püüdmise võti - õnneks on see sama lihtne kui lüliti keeramine. Lambipirni asendamine on ka lihtsam kui õhu filtreerimissüsteemi muutmine. Guzzo märkis, et UV-LED-lambid on odavad, neid saab hõlpsasti olemasolevatesse seadmetesse moderniseerida ning sibulatel on pikk eluiga ja neid on lihtne hooldada.
Need tuled saavad kasu ka automatiseerimisest. Germitsiidi standardiseeritud annuseid saab tarnida iga kord ja desinfitseerimisvahendiga ruumi pühkimise protsess võib põhjustada inimlikke vigu. Kemikaalid ja nende desinfektsioonivahendite jäätmed satuvad käte pesemise ja kaltsude äraviskamise tagajärjel ka veekogudesse ja prügilatesse.
Kuid tuled ei ole ohutud ja päikesekaitsekreemil ja päikeseprillidel on põhjus - UV-kiirgus kahjustab nukleiinhappeid ja korduv pikaajaline kokkupuude on kahjulik. Sellepärast ütleb Guzzo, et neid tulesid tuleks kasutada siis, kui avalikud ruumid on tühjad, näiteks kui vabad bussid on oma marsruudid lõpetanud või kui lifte ei kasutata. Eskalaatorite käsipuid saab pidevalt desinfitseerida, asetades UV-lambid rööbastee maa-alusesse ossa, puhastades neid igal pöörlemisel.
Ajakirjas Journal of Virology avaldatud uuringus tuuakse esile UV-LED-tuled kui vahend, mida saaks kasutada pärast pandeemiat, ideaalis selleks, et aidata vältida teist.
