اشعه فرابنفش (UV)، سپری برای مقابله با کرونا

فرادید | دانشمندان مدت‌هاست که پی برده‌اند نور فرابنفش (UV) می‌تواند پاتوژن‌ها را روی سطوح، هوا و آب از بین ببرد. ربات‌های UV برای ضدعفونی اتاق‌های خالی بیمارستان، اتوبوس‌ها و قطار‌ها استفاده می‌شوند. لامپ‌های UV در سیستم‌های HVAC عوامل بیماری زا را در هوای ساختمان از بین می‌برند؛ و لامپ‌های UV حشرات آب آشامیدنی را از بین می‌برند.

شاید شما نیز چوب دستی‌های UV، LED تصفیه کننده‌های هوا را دیده باشید که به عنوان گلوله‌های نقره‌ای رنگ برای محافظت در برابر ویروس کرونا تبلیغ می‌شوند. در حالی که دهه‌ها تحقیق به توانایی اشعه ماوراء بنفش برای از بین بردن بسیاری از عوامل بیماری‌زا پرداخته است، هیچ استاندارد مشخصی برای محصولات ضدعفونی کننده UV در رابطه با ویروس کرونا وجود ندارد. این محصولات ممکن است برای از بین بردن SARS-CoV-۲، ویروسی که باعث COVID-۱۹ می‌شود، کارساز باشند یا نباشند.

چگونه اشعه ماوراء بنفش ویروس را از بین می‌برد؟

نور بر اساس طول موج (فاصله بین قله‌های یک موج نور) در نانومتر اندازه‌گیری می‌شود. طول موج‌های UV بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر برای چشم انسان نامرئی هستند. با کوتاه شدن طول موج، فوتون‌های نور حاوی مقادیر بیشتری انرژی هستند. یعنی هرچه طول موج کمتر باشد، انرژی آن بیشتر است و به عکس.

طول موج‌های مختلف اشعه ماوراء بنفش بهتر از بقیه برای غیرفعال کردن ویروس‌ها عمل می‌کند و این بستگی به میزان جذب طول موج توسط DNA یا RNA ویروس دارد. وقتی نور UV جذب می‌شود، فوتون‌های نور انرژی خود را به پیوند‌های شیمیایی ماده ژنتیکی منتقل می‌کنند و به آن آسیب می‌زنند. بعد از آن ویروس قادر به تکثیر یا ایجاد عفونت نیست. محققان همچنین نشان داده‌اند که پروتئین‌هایی که ویروس‌ها برای اتصال به سلول میزبان و شروع عفونت استفاده می‌کنند (مانند پروتئین‌های اسپایک روی ویروس کرونا) در برابر نور UV نیز آسیب‌پذیر هستند.

شدت نور نیز مهم است. نور می‌تواند از نظر شدت متفاوت باشد - نور روشن شدیدتر است و انرژی بیشتری نسبت به نور کم دارد. قرار گرفتن در معرض نور شدید برای مدت کوتاهی می‌تواند همان دوز UV را ایجاد کند که قرار گرفتن در معرض نور کم برای مدت طولانی تر. شما باید شدت نور مناسبی را بدانید که بتواند ذرات ویروس کرونا را در هر طول موج UV از بین ببرد.

ایمن سازی نور‌های فرابنفش برای مردم

سیستم‌های UV سنتی از طول موج‌هایی در حدود ۲۵۴ نانومتر استفاده می‌کنند. در این طول موج‌ها، نور حتی در دوز‌های پایین برای پوست و چشم انسان خطرناک است. نور خورشید شامل نور UV تقریبا اندازه همین طول موج‌ است. هر کسی که تا به حال دچار آفتاب سوختگی بدی شده است می‌داند که نور فرابنفش چقدر می‌تواند خطرناک باشد.

با این حال، تحقیقات اخیر نشان داده است که در برخی از طول موج‌های UV - به ویژه کمتر از ۲۳۰ نانومتر - فوتون‌های پرانرژی توسط لایه‌های بالایی سلول‌های مرده پوست جذب می‌شوند و به لایه‌های فعال پوست نفوذ نمی‌کنند که در آن آسیب رخ دهد. به طور مشابه، لایه اشک اطراف چشم نیز این اشعه‌های میکروب کش UV را مسدود می‌کند.

این بدان معناست که در طول موج‌های نور فرابنفش کمتر از ۲۳۰ نانومتر، افراد می‌توانند آزادانه‌تر حرکت کنند در حالی که هوای اطراف آن‌ها در زمان واقعی ضد عفونی می‌شود.

تست طول موج‌های مختلف

دانشمندان پنج طول موج UV معمولی را آزمایش کردند تا ببیند کدام یک از این طول موج‌ها میتواند برای از بین بردن ۹۰ ٪ تا ۹۹.۹ ٪ ذرات ویروسی معلق در هوا (و در این مورد خاص، ویروس کرونا) کارساز باشد.

محققان به این نتیجه رسیدند که مناسب‌ترین طول موج برای از بین بردن حداکثری ذرات ویروس SARS-CoV-۲ در هوا، اشعه UV با طول موج ۲۲۲ نانومتر است.

در حالی که همه طول موج‌هایی که مورد آزمایش قرار گرفتند می‌توانند SARS-CoV-۲ را در دوز‌های بسیار پایین غیرفعال کنند، آن‌هایی که به کمترین دوز نیاز داشتند، سیستم‌هایی بودند که نور UV را با طول موج ۲۲۲ نانومتر ساطع می‌کردند. در آزمایش ما، برای از بین بردن ۹۹.۹ درصد از ذرات ویروسی، دوز کمتر از ۲ میلی ژول انرژی در هر سانتی متر مربع مصرف شد. یعنی با شدت کم نور فرابنفش با طول موج کوتاه، مشابه آنچه در آزمایش استفاده شد، ۲۰ ثانیه زمان برای ضدعفونی فضا لازم است.

این سیستم‌های ۲۲۲ نانومتری تقریباً دو برابر لامپ‌های لوله UV معمولی که اغلب در سیستم‌های ضدعفونی کننده فرابنفش استفاده می‌شوند، موثر هستند. اما نکته مهم این است که این لامپ‌ها برای انسان نیز بی خطرتر هستند. با همان شدت نور فرابنفش که برای از بین بردن ۹۹.۹ درصد از SARS-CoV-۲ در ۲۰ ثانیه لازم است، یک فرد می‌تواند تا یک ساعت و ۲۰ دقیقه با خیال راحت در معرض نور ۲۲۲ نانومتری قرار گیرد.

این بدان معنی است که انواع لامپ‌های UV که به‌طور گسترده در دسترس هستند را می‌توان برای افزایش ایمنی در برابر ویروس کرونا مورد استفاده قرار داد.

استفاده بهتر از تکنولوژی موجود

بسیاری از مکان‌ها یا سازمان‌ها در حال استفاده یا بررسی روش‌هایی برای استفاده از نور UV در محدوده ۲۲۲ نانومتری برای محافظت از سلامت عمومی هستند.

این یافته‌های دانشمندان بسیار مهم هستند، زیرا دوز‌های دقیق مورد نیاز برای دستیابی به سطوح مختلف کنترل SARS-CoV-۲ را تعیین می‌کنند، خواه ۹۰ ٪ یا ۹۹.۹ ٪ از ذرات ویروسی را بکشند.

کافی‌شاپ‌ها، خواربارفروشی‌ها، کلاس‌های درس مدرسه، رستوران‌ها و مکان‌های کنسرت را تصور کنید که اکنون با این فناوری ایمن شده‌اند. این تنها راه حلی برای SARS-CoV-۲ نیست. این فناوری‌ها می‌توانند به محافظت از سلامت انسان در فضا‌های عمومی در مواقع بحرانی آینده، بلکه در زمان‌های عادی نسبی، با کاهش قرار گرفتن در معرض تهدیدات ویروسی و باکتریایی روزمره کمک کنند.


منبع: Salon