Panjang gelombang cahaya ultraviolet (UV) tertentu bukan sahaja sangat berkesan untuk membunuh virus yang menyebabkan COVID-19, tetapi juga lebih selamat untuk digunakan di ruang awam, mencari penyelidikan University of Colorado Boulder yang baru.
Kajian ini, yang diterbitkan bulan ini dalam Mikrobiologi Gunaan dan Alam Sekitar, adalah yang pertama untuk menganalisis secara komprehensif kesan panjang gelombang cahaya UV yang berbeza pada SARS-CoV-2 dan virus pernafasan lain, termasuk satu-satunya panjang gelombang yang lebih selamat untuk makhluk hidup yang terdedah tanpa perlindungan.
Penemuan, yang penulis sebut sebagai "perubah permainan" untuk penggunaan cahaya UV, boleh membawa kepada sistem baru yang berpatutan, selamat dan sangat berkesan untuk mengurangkan penyebaran virus di ruang awam yang sesak seperti lapangan terbang dan tempat konsert.
"Daripada hampir setiap patogen yang pernah kita pelajari, virus ini adalah salah satu yang paling mudah, setakat ini, untuk membunuh dengan cahaya UV," kata pengarang kanan Karl Linden, profesor kejuruteraan alam sekitar. "Ia memerlukan dos yang sangat rendah. Ini menunjukkan bahawa teknologi UV boleh menjadi penyelesaian yang sangat baik untuk melindungi ruang awam.
Cahaya UV secara alami dipancarkan oleh matahari, dan kebanyakan bentuk berbahaya bagi makhluk hidup -- serta mikroorganisme, seperti virus. Cahaya ini boleh diserap oleh genom organisma, mengikat knot di dalamnya dan menghalangnya daripada menghasilkan semula. Walau bagaimanapun, panjang gelombang berbahaya dari matahari ini ditapis oleh lapisan ozon sebelum mereka mencapai permukaan Bumi.
Sesetengah produk biasa, seperti lampu tiub pendarfluor, menggunakan cahaya UV kejuruteraan manusia, tetapi salutan fosfor putih di bahagian dalam melindungi orang daripada sinaran UV.
"Apabila kita menanggalkan salutan itu, kita boleh mengeluarkan panjang gelombang itu, dan ia boleh membahayakan kulit dan mata kita -- tetapi mereka juga boleh membunuh patogen," kata Linden.
Hospital sudah menggunakan teknologi cahaya UV untuk membasmi permukaan di ruang apabila tidak ada orang di dalamnya, menggunakan robot yang dapat bersinar cahaya UV di bilik operasi dan pesakit antara kegunaan.
Dan banyak alat di pasaran hari ini membersihkan segala-galanya dari telefon bimbit hingga botol air dengan cahaya UV. Tetapi protokol keselamatan masih dibangunkan oleh FDA dan EPA. Linden memberi amaran agar tidak menggunakan sebarang peranti peribadi atau "germicidal" di mana seseorang terdedah kepada cahaya UV.
Penemuan baru ini unik, katanya, kerana ia melanda tempat manis antara cahaya UV yang agak selamat untuk manusia dan berbahaya bagi virus, terutama yang menyebabkan COVID-19.
"Ini boleh menjadi penukar permainan untuk penggunaan cahaya UV awam di ruang dalaman," kata Linden.
Kematian oleh pendedahan
Untuk kajian ini, Linden dan pasukannya membandingkan panjang gelombang UV yang berbeza bersebelahan menggunakan kaedah standard yang dibangunkan di seluruh industri cahaya UV.
"Kami fikir, mari kita bersama-sama dan membuat kenyataan pasti mengenai pendedahan UV yang diperlukan untuk membunuh SARS-CoV-2," kata Linden. "Kami ingin memastikan bahawa jika cahaya UV digunakan untuk mengawal penyakit, anda memberikan dos yang tepat yang melindungi kesihatan manusia dan kulit manusia, tetapi juga akan membunuh patogen ini."
Peluang untuk melakukan kerja seperti ini jarang berlaku, kerana terdapat piawaian keselamatan yang sangat ketat yang diperlukan untuk bekerja dengan SARS-CoV-2. Jadi Linden dan Ben Ma, penyelidik pasca doktoral dalam kumpulan penyelidikan Linden, bekerjasama dengan ahli virologi Charles Gerba di University of Arizona, di makmal yang dibersihkan untuk bekerja dengan virus dan variannya.
Para penyelidik mendapati bahawa walaupun virus itu agak mudah terdedah kepada cahaya UV secara umum, panjang gelombang tertentu Far ultraviolet-C, pada 222 nanometer, sangat berkesan. Dicipta oleh apa yang dikenal sebagai krypton klorida lampu excimer, didorong oleh molekul bergerak antara keadaan energi yang berbeda, panjang gelombang ini adalah energi yang sangat tinggi. Oleh itu, ia dapat menimbulkan protein virus dan kerosakan asid nukleik yang lebih besar terhadap virus berbanding dengan peranti UV-C yang lain, serta disekat oleh lapisan kulit dan mata manusia yang paling atas -- yang bermaksud bahawa ia tidak terhad kepada tiada kesan kesihatan yang memudaratkan pada dos yang mampu membunuh virus.
"Bukan sahaja selamat, ia juga yang paling berkesan," kata Linden.
Peranan pembasmian kuman UV hari ini
Cahaya UV dalam pelbagai bentuk telah digunakan secara meluas sejak awal abad ke-20 untuk membasmi air, udara dan permukaan. Seawal tahun 1940-an, ia digunakan untuk mengurangkan penularan tuberkulosis di hospital dan bilik darjah, dengan bersinar cahaya di siling untuk membasmi udara ketika ia beredar di seluruh bilik. Hari ini, ia digunakan bukan sahaja di hospital, tetapi di beberapa bilik mandi awam dan kapal terbang apabila tiada orang di ruang tersebut.
Dalam Kertas Putih baru-baru ini yang diterbitkan oleh Persatuan UV Antarabangsa, "Sinaran UV-C: Keadaan Pengetahuan Semasa," yang mengiringi kajian baru, Linden dan pengarang bersama berpendapat bahawa panjang gelombang cahaya Far UV-C yang lebih selamat ini dapat berfungsi sebagai langkah mitigasi utama terhadap wabak semasa dan masa depan, selain pengudaraan yang lebih baik, pemakaian topeng dan vaksinasi.
Linden membayangkan sistem yang boleh berbasikal di dalam dan di ruang dalaman untuk membersihkan udara dan permukaan secara rutin, atau mewujudkan halangan yang berterusan dan tidak kelihatan antara guru dan pelajar, pelanggan dan pekerja perkhidmatan, dan orang di ruang di mana jarak sosial tidak mungkin, untuk membasmi udara.
Pembasmian kuman cahaya UV juga dapat menyaingi kesan positif pengudaraan dalaman yang lebih baik dengan memberikan perlindungan setara peningkatan perubahan udara setiap jam di dalam bilik. Ia juga jauh lebih murah untuk memasang lampu UV daripada menaik taraf keseluruhan sistem HVAC.
"Terdapat peluang di sini untuk menjimatkan wang dan tenaga sambil melindungi kesihatan awam dengan cara yang sama. Ia sangat menarik," kata Linden.
Penulis tambahan dalam penerbitan ini termasuk: Ben Ma dari CU Boulder; Patricia Gundy dan Charles Gerba dari University of Arizona; dan Mark Sobsey dari University of North Carolina, Chapel Hill.
