Специфическая длина волны ультрафиолетового (УФ) света не только чрезвычайно эффективна для уничтожения вируса, вызывающего COVID-19, но и безопаснее для использования в общественных местах, говорится в новом исследовании Университета Колорадо в Боулдере.
Исследование, опубликованное в этом месяце в журнале Applied and Environmental Microbiology, является первым, в котором всесторонне анализируется влияние различных длин волн ультрафиолетового света на SARS-CoV-2 и другие респираторные вирусы, включая единственную длину волны, более безопасную для живых существ, чтобы подвергаться воздействию без защиты.
Результаты, которые авторы называют «переломным моментом» для использования ультрафиолетового света, могут привести к созданию новых доступных, безопасных и высокоэффективных систем для снижения распространения вируса в переполненных общественных местах, таких как аэропорты и концертные площадки.
«Из почти каждого патогена, который мы когда-либо изучали, этот вирус является одним из самых простых, безусловно, для уничтожения ультрафиолетовым светом», — сказал старший автор Карл Линден, профессор экологической инженерии. «Требуется очень низкая доза. Это указывает на то, что УФ-технология может быть действительно хорошим решением для защиты общественных пространств».
Ультрафиолетовый свет естественным образом излучается солнцем, и большинство форм вредны для живых существ, а также микроорганизмов, таких как вирусы. Этот свет может поглощаться геномом организма, завязывать в нем узлы и препятствовать его размножению. Эти вредные длины волн от Солнца, однако, отфильтровываются озоновым слоем, прежде чем они достигнут поверхности Земли.
Некоторые распространенные продукты, такие как люминесцентные лампы, используют искусственный ультрафиолетовый свет, но белое фосфорное покрытие внутри защищает людей от ультрафиолетовых лучей.
«Когда мы снимаем это покрытие, мы можем излучать эти длины волн, и они могут быть вредными для нашей кожи и наших глаз, но они также могут убивать патогены», — сказал Линден.
Больницы уже используют технологию ультрафиолетового света для дезинфекции поверхностей в помещениях, когда в них нет людей, используя роботов, которые могут излучать ультрафиолетовый свет в операционных и палатах пациентов между использованием.
И многие гаджеты на рынке сегодня очищают все, от сотовых телефонов до бутылок с водой с ультрафиолетовым светом. Но протоколы безопасности все еще разрабатываются FDA и EPA. Линден предостерегает от использования любых личных или «бактерицидных» устройств, в которых человек подвергается воздействию ультрафиолетового света.
По его словам, новые результаты уникальны, потому что они попадают в золотую середину между ультрафиолетовым светом, который относительно безопасен для человека, и вреден для вирусов, особенно тех, которые вызывают COVID-19.
«Это может изменить правила игры для общественного использования ультрафиолетового света в закрытых помещениях», - сказал Линден.
Смерть от воздействия
Для исследования Линден и его команда сравнили различные длины волн УФ-излучения бок о бок, используя стандартизированные методы, разработанные в индустрии ультрафиолетового света.
«Мы подумали, давайте соберемся вместе и сделаем окончательное заявление о том, какое воздействие ультрафиолета требуется, чтобы убить SARS-CoV-2», — сказал Линден. «Мы хотели убедиться, что если ультрафиолетовый свет используется для борьбы с болезнями, вы доставляете правильную дозу, которая защищает здоровье человека и кожу человека, но также будет убивать эти патогены».
Возможность выполнения такого рода работ редка, так как существуют чрезвычайно строгие стандарты безопасности, необходимые для работы с SARS-CoV-2. Поэтому Линден и Бен Ма, постдокторант в исследовательской группе Линдена, сотрудничали с вирусологом Чарльзом Гербой из Университета Аризоны в лаборатории, разрешенной для работы с вирусом и его вариантами.
Исследователи обнаружили, что, хотя вирус был довольно восприимчив к ультрафиолетовому излучению в целом, определенная длина волны Far ultraviolet-C на 222 нанометра была особенно эффективной. Созданная так называемой эксимерной лампой криптона хлорида, подпитываемая молекулами, движущимися между различными состояниями энергии, эта длина волны имеет очень высокую энергию. Таким образом, он способен наносить вирусу больший ущерб вирусному белку и нуклеиновым кислотам по сравнению с другими устройствами UV-C, а также блокироваться самыми верхними слоями кожи и глаз человека, что означает, что он не имеет вредных последствий для здоровья в дозах, которые способны убивать вирусы.
«Это не только безопасно, но и наиболее эффективно», — сказал Линден.
Роль УФ-дезинфекции сегодня
Ультрафиолетовый свет в различных формах широко используется с начала 20-го века для дезинфекции воды, воздуха и поверхностей. Еще в 1940-х годах он использовался для снижения передачи туберкулеза в больницах и классах, освещая свет на потолке для дезинфекции воздуха, когда он циркулировал по всей комнате. Сегодня он используется не только в больницах, но и в некоторых общественных туалетах и самолетах, когда в этих местах нет людей.
В недавней Белой книге, опубликованной Международной УФ-ассоциацией, «Far UV-C Radiation: Current State-of Knowledge», которая сопровождает новое исследование, Линден и соавторы утверждают, что эта более безопасная длина волны света Far UV-C может служить ключевой мерой смягчения против текущих и будущих пандемий, в дополнение к улучшению вентиляции, ношения масок и вакцинации.
Линден представляет себе системы, которые могут либо включаться и выключаться в закрытых помещениях для регулярной очистки воздуха и поверхностей, либо создавать постоянный, невидимый барьер между учителями и студентами, клиентами и работниками сферы услуг, а также людьми в местах, где социальное дистанцирование невозможно, чтобы дезинфицировать воздух.
Дезинфекция ультрафиолетовым светом может даже соперничать с положительными эффектами улучшенной вентиляции помещений, обеспечивая эквивалентную защиту от повышенных изменений воздуха в час в помещении. Также намного дешевле установить ультрафиолетовые лампы, чем модернизировать всю систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
«Здесь есть возможность сэкономить деньги и энергию, защищая таким же образом здоровье населения. Это действительно захватывающе», — сказал Линден.
Дополнительные авторы этой публикации включают: Бен Ма из CU Boulder; Патрисия Ганди и Чарльз Герба из Аризонского университета; и Марк Собси из Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл.
