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疫情之下UV LED的發展

2022-11-24

與健康相關的和水傳播的感染每年給世界造成數十億美元的損失,每年造成數千人喪生。 一個重要的預防步驟是滅菌,這可以使用多種方法來完成,包括紫外線 (UV) 光照射。 由於適當的消毒程序可以阻止傳染病的傳播,因此這一要求因全球冠狀病毒流行而變得更加迫切。

與半導體光源相比,水銀燈泡等電流源體積大、危險且應用選擇較少。

什麼 是紫外線 LED ?

UV-LED 是產生波長為 400 nm 或更短的紫外線的 LED。 它們分為深紫外 LED (DUV-LED),其發射波長約為 200-3 2 0 nm 和近紫外發光二極管 (NUV-LED),其發射波長約為 3 2 0-400 納米。

UV-LED 是多種應用的有前途的候選者,包括替代 UV 燈、用於顯示器和照明的熒光光源、用於顯微鏡和曝光設備的良好光源、
化學激發光源 4 用於生物技術、醫藥和樹脂固化,用於鈔票識別、DNA芯片和環境監測的光譜學激發光源,以及用於消毒和滅菌的衛生光源。

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紫外線 LED 的創建

即使在持續流行的情況下,對污染物進行消毒也是阻止許多傳染病傳播的一項重要公共衛生措施。 毫無疑問,鑑於近距離接觸和室內擁擠在病毒傳播中的作用,人們對創造允許定期、高通量消毒的技術很感興趣,尤其是在訪問量大的公共場所

儘管它們有效,但臨床和實驗室環境中傳統化學消毒劑中的活性化學物質會帶來氣候、公共衛生和基礎設施風險,使其難以廣泛部署。 此外,化學消毒劑的有效性可能因用戶以及他們遵循可重複清潔程序的謹慎程度而異。 作為替代方案,紫外線 (UV) 輻射已被廣泛用於滅活包括病毒在內的多種微生物。 紫外線可以自動產生可重複的殺菌劑量。

的簡介 紫外發光二極管 提供與傳統汞燈完全相同的去污水平,但具有幾個優點,包括在各種常見的高架光源中進行改造的簡單性,以及增強的消毒能力。

紫外線清潔的有效性通過其簡單的操作模式顯示出來。 雖然相鄰的胸腺嘧啶鹼基(或 RNA 中的尿嘧啶鹼基)會發生二聚化,從而破壞核苷酸序列的結構並在基因組複製中產生“障礙”,但 DNA 和 RNA 中相鄰的核苷酸鹼基會獨特地吸收紫外線光子

研究人員證明了一種抗病毒的有效性 紫外發光二極管模塊 通過滅活兩種病毒:季節性人類冠狀病毒 229E (hCoV-229E) 和免疫缺陷病毒 1 型 (HIV-1)。 研究人員通過利用液滴擴散方法模擬常見的病毒擴散環境實例(例如,打噴嚏、咳嗽、血滴),證明在暴露於 UV-LED 後幾秒鐘內病毒複製顯著減少。

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我們的研究有助於積累有關使用 UV-LED 對高接觸公共場所進行消毒的知識體系。 UV-LED 代表了一個額外的、非常有效的防禦病原體傳播的層,因為它們價格低廉且易於安裝到一系列現有的燈具中,尤其是在持續的呼吸道感染大流行期間。

UV-LED 的要求

9 個 3×3 陣列的 275 nm LED 和 20 個 4×5 陣列的 380 nm LED 組成了提供的兩組 UV-LED。 LED 與暴露樣品之間的距離約為 5 厘米,每個陣列的紫外光輸出範圍為 0.4 至 0.6 mW/cm2。

最高輻射持續時間為 30 秒,組合陣列為放射性樣品提供的總劑量範圍為 8 mJ/cm2 至 20 mJ/cm2。 該設備的整個照明面積約為 10 厘米乘 20 厘米,即 200 平方厘米,明顯大於受輻照樣品,它接收到的含水層總劑量為 1.6 焦耳至 4 焦耳。

疫情下UV LED發展研究成果

紫外發光二極管模塊   在這些研究中顯示可有效滅活抗紫外線細菌、HIV-1 和人類冠狀病毒 229E。 就人類冠狀病毒而言,我們看到病毒複製最多減少了 5.8-Log。 由於 RNA 損傷是紫外線照射導致缺失的特定機制,而 how-229E 是一種 RNA 病毒,因此研究人員預測暴露於紫外線後傳染性會出現類似的降低。

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然而,他們沒有直接評估這種 hCoV-229E 複製的減少是否與類似的傳染性降低相對應。 研究人員警告說,我們的結果可以直接用於評估消毒非包膜病毒的功效,因為它們通常比包膜病毒對紫外線的抵抗力更強。

在這項研究中,調查表明我們選擇的病毒設計都是包膜病毒,選擇這些病毒是為了評估由於病毒基因組長度而導致的紫外線接受性的任何可能差異。

B.失活 在我們的試驗中證明了以具有高水平的抗紫外線能力而聞名的短小孢子。 研究人員表示,這可能是無包膜病毒可以被紫外線滅活的第一個證據。 建議使用B。 pumilus 孢子作為替代物,用於測試紫外線輻射對無包膜人輪狀病毒的滅活作用。

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