新研究证明了正确的紫外线消毒剂量

当2020年初COVID-19大流行出现时，紫外线辐射与口罩、洗手液和保持社交距离一样，成为防止SARS-CoV-2病毒传播的首选方法之一。

问题是:几乎没有研究表明什么剂量的紫外线可以杀死病毒。波长是什么?多久?紫外线系统是否可以安装在公共场所比如机场、汽车站和商店，而不会对人们造成长期损害?

在一项新发表的研究中，宾厄姆顿大学托马斯·j·沃森工程与应用科学学院的研究人员回答了许多这些问题，并为真正的消毒提供了健康标准奠定了基础。

该论文题为“SARS-CoV-2 UVC消毒的系统评估和建模”，发表在《科学》杂志上科学报告，由生物医学工程系主任叶开明教授撰写;BME副教授Guy German和BME教授Sha Jin，以及博士生Sebastian Freeman;Zachary Lipsky博士“21;以及亚利桑那州立大学生物设计研究所的凯伦·基布勒。

在大流行早期，个人防护装备(PPE)短缺，这启发了叶、德国和宾汉姆顿大学的工作人员，他们迅速为该地区的医院建立了紫外线消毒站，以便N-95口罩和其他物品可以重复使用，因此产生了这项研究的想法。

“在科学文献中有很多关于紫外线剂量的研究，但不是系统的方式，”叶说。“当我们开始这个项目时，真的没有做过任何数据或实验，因为大流行发生得非常快。”

宾厄姆顿大学的研究小组将一种类似于SARS-CoV-2的逆转录病毒添加到三种不同的介质(细胞培养基、水和人工再造的人类唾液)中，并将它们暴露在UVC范围内的三种不同波长下。紫外线通过破坏病毒和其他微生物的DNA和RNA来杀死它们，这些DNA和RNA是生命的生物有机组成部分。

叶教授说:“消毒效率在很大程度上受到病毒所在介质的影响。”“我们用了同样的剂量，同样的光强度当病毒悬浮在唾液、水和细胞培养基中时，波长相同，但效率完全不同。”

在研究过程中，最好的结果来自260到280纳米的范围，这是LED UVC灯常用的范围。低于260纳米的波长只能部署在未占用的空间中，因为它们可能会损坏人类皮肤和眼睛。

“有很多公司声称他们的产品是完全消毒的，是完全安全的，”German说。“然而，在这篇文章中，我们证明了远(222纳米)和常规UVC光(254纳米)都会降低皮肤最顶层角质层的机械完整性，导致更高的开裂可能性。这意味着讨厌的细菌和其他微生物可以进入并可能感染你的皮肤。”

根据研究结果，叶和German设计了一种对人体皮肤伤害较小的LED灯光消毒系统。在申请专利之前，他们正在进行额外的测试。

“我们正在等待数据，然后我们就差不多完成了。我们知道它会起作用。”叶说。

宾汉姆顿的研究小组还发现了两个氨基酸(l -色氨酸和l -酪氨酸)和一种维生素(烟酰胺)是UVC的强吸收剂，如果UVC消毒在公共场所变得更加普遍，这一发现可能会导致乳液可以阻止暴露，防止皮肤损伤。

叶教授认为，这项研究最重要的部分是，它为规范和规范紫外线消毒设备制造商的声明提供了科学依据。

“我们提出的系统可以成为任何想要标准化剂量的人的模型，”他说。“这就是如何使用紫外线辐射来确定消灭SARS-CoV-2，也可能是SARS-CoV-3, SARS-CoV-4, SARS-CoV-5。我们希望永远不要到那一步，但我们需要做好准备。”