紫外線を使ってウイルスを殺すにはどうすればよいですか？エンジニアとして知っておくべきこと

COVID-19パンデミックは、ウイルスやバクテリアを殺すための数十年前の紫外線技術に新しい命を吹き込みました。ウイルスがこのように速いペースで世界的に広がるにつれ、さまざまな技術大手、新興企業、および技術機関がスマートソリューションの考案に向けて取り組み始めています。話題のUV消毒が定着し、市場は周囲をウイルスに感染させないと主張するさまざまな製品で溢れています。電子の巨人に加えて、さまざまな技術機関、新興企業などが、UV消毒製品とソリューションの登場の時流に乗っています。

市場に上手く届いた製品には魅力的な説明が付いており、その多くは99.9％のウイルスを殺すと主張しています。私たちの頭に浮かぶ質問は、これらの紫外線がウイルスを殺すのに本当に成功しているのかということです。どのUV波長が最も効果的で、UV曝露がウイルスを殺すのに何時間かかりますか。私たちはこれらの質問に対する答えを得ることに少し興味を持ち、トピックを掘り下げました。これを少し理解してみましょう。

紫外線とは正確には何ですか？

紫外線は、さまざまな波長と周波数の電磁放射の一種です。UV光のスペクトル範囲は、定義上、100〜400 nm（1 nm = 10-9m）であり、人間の目には見えません。3種類のUVライトのうち。UVA、または近紫外線（315〜400 nm）、UVB、または中紫外線（280〜315 nm）、UVC、または遠紫外線（180〜280 nm）は、さまざまな種類のウイルスを殺すのに役立つ能力があるため、支持を得ています。

UVAやUVBとは異なり、UVCは大気中のオゾンに完全に吸収され、地球の表面への浸透は最小限です。したがって、人間の健康への影響はほとんどなく、さまざまな方法で人工的に作成することができます。UVC光への暴露は完全に避ける必要があります。

紫外線はウイルスを殺すことができますか？

はい、最近の照明技術者協会（IES）のレポートを含むいくつかの研究によると、UVライト、より正確にはUV-Cライトは、ウイルスを不活化し、バクテリアを殺すために効果的にテストされた唯一のUVライトです。 UV-C光は殺菌剤としても知られていますUVは、細菌、ウイルス、その他の有害な汚染物質のDNAやRNAを破壊し、それらの構造を変化させ、複製できなくするのに非常に効果的であることが知られています。一方、UV-AおよびUV-Bライトはバクテリアを殺す能力がありますが、ウイルスの不活化には限られた効果しかありません。

研究によると、UV-Cは、はしか、結核、SARS-CoV-1を感染させる空中浮遊微生物を効果的に不活化することができます。UVライトは、インフルエンザや結核などの空中媒介微生物性疾患の伝播と蔓延を制限することにより、病院、オフィス、学校、空港などで空中インフルエンザウイルスを排除する安全で安価かつ効率的な方法であることが証明されています。簡単に言えば、紫外線は滅菌と消毒に重要な役割を果たします。微生物は紫外線に対する保護が弱く、紫外線への長時間の曝露に耐えることができません。

紫外線の実用化

その有効性により、UV殺菌技術は、病院、医療研究所、シニアケアセンター、消防署、警察署、空港、交通機関、学校、政府庁舎、オフィスビル、ホテルで非常に役立つことが証明されています。 UV殺菌技術は、呼吸器疾患を悪化させる可能性のある病気や汚染物質を引き起こす病原体を殺菌するために、空調システムに統合されています。その上、多くの産業で生産された有害または有毒な化学物質を除去し、産業排気から有害な毒素を削減または排除するためのUVランプがあります。

病院では紫外線が使われています。病院には、新しい患者が病院に入院するたびに使用されるUVタワーがあります。また、病院では手術器具や手術室の空気を殺菌するためにUVランプを使用しています。その上、殺菌灯は、病気を引き起こす病原体、および喘息または他の呼吸器疾患を悪化させる原因となる汚染物質を殺菌するために、医療施設および他の施設の空調システムで首尾よく使用されています。

民間航空会社は、ウイルスの拡散に直接的な役割を果たしています。空港には、大陸を越えて細菌を運ぶ能力があります。したがって、効果的なルーチン治療を行う必要があります。これらのさまざまなUVに対して、スキャナーがウイルスや細菌を殺すために使用されています。

Dimer UVC Innovationsは、UVC光消毒システムを考案した米国を拠点とする企業です。数ヶ月前、同社は、飛行の合間に航空機の内面を迅速に消毒するように設計された最初のUVCシステムであるGermFalconという名前の殺菌ロボットを発表しました。ロボットは飛行機を消毒し、コロナウイルスの拡散を阻止するのに役立ちます。

UVCは本当に生殖を破壊しますか？

UVCはRNAおよびDNAに強く吸収され、分子構造の損傷を引き起こし、それによって生物の細胞の生殖能力を破壊します。これにより、ウイルスが不活化され、複製できなくなります。

よるとアレックスBerezow微生物学者で、 「UV光は、その高周波そのスクランブル及び損害賠償その核物質の細菌やウイルスに致死的です。これらの病原体のDNA（またはRNA）コードを損傷すると、致命的な突然変異を引き起こし、それらが適切に繁殖するのを妨げます。」 彼はさらに、紫外線はバクテリアから真菌、ウイルスなどまですべてを殺すと付け加えました。

UVCの有効性は、UV放射の強度、波長、微生物がUVにさらされる時間、微生物をUVから保護できる粒子の存在、および微生物がUVに耐える能力に依存します。その露出中に。光源から離れるほど、ターゲットに到達するUVCは少なくなります。

低圧水銀放電ランプは、UVCを生成するための最も効率的な光源です。これらのランプでは、入力ワットの約35％がUVCワットに変換されます。放射線はほぼ254nmで生成されます（これは、最大殺菌効果の85％、IES曲線で80％を意味します）。

UVライトの利点

殺菌・消毒に紫外線を使用することには、他の方法に比べていくつかの利点があり、それが長年使用されてきた理由です。それだけでなく、COVID-19のパンデミックにより、その使用は大幅に増加しました。ここで最初に話す利点は、薬剤耐性菌、真菌、ウイルス、胞子など、さまざまな種類の微生物を殺す能力です。これは便利な方法であり、化学物質を必要としないため、化学物質の残留物が残りません。 。

UVライトの制限

紫外線はウイルスを殺すのに非常に役立つことが証明されていますが、このタイプの光は皮膚がん、白内障などのさまざまな健康問題を引き起こす可能性があるため、特定の制限もあります。紫外線への曝露は直接的な抗菌アプローチです。殺菌用途で最も一般的に使用されているタイプのUV光は、約254nmを放射する低圧水銀蒸気アークランプです。

最近、幅広いUVスペクトルを放射するキセノンランプ技術が使用されています。このようなランプは、空いているスペースを消毒するために使用できます。ただし、占有された公共スペースで従来の殺菌UVランプに直接さらすことは、これらの殺菌ランプの波長に直接さらすことは皮膚と目の両方に有害であることが証明されているため、不可能です。

滅菌と消毒にUVライトを使用する場合の2つ目の制限は、UVはその光路でのみ機能し、物体によって遮られる可能性があることです。これは、滅菌が必要な物体がUV光と直接一致し、間に障害物がないことを意味します。この問題は、さまざまな角度からUV照射を生成する複数のUV電球を使用することで解決できます。

UVライト、その制限、およびUVライトがオリジナルか偽物かを知る方法についての洞察を得るために、Tech PowerIndiaのVikramGhorpade氏と話をしました。彼は私たちとUVライトに関するいくつかの洞察に満ちた情報を共有しました。これが彼の言ったことです。

アッパールームGUV空気消毒

上室のGUV空気消毒は、空中浮遊ウイルスと戦う方法の1つです。照明は、施設内を循環する空気を処理するために、空気処理システムに設置されています。UV-C光は施設内の人に直接届かないため、この方法は長期間実行でき、非常に効果的であることが証明されています。その上、スペース内のバクテリアとウイルスの最大99.9％を除去する能力を持っているより低い部屋の備品があります。これらの備品は部屋の下部を処理するため、居住者の健康問題につながる可能性があるため、居住時に部屋を操作するために使用することはできません。したがって、これらのスペースは、占有されていないときに除染されます。

UVライトを使用してSARS-CoV-2を殺すことができますか？

SARS-CoV-2は、実験室でCOVID-19を引き起こすウイルスです。254ナノメートルの特定の波長のUV-Cは、H1N1インフルエンザ、および重症急性呼吸器ウイルス（SARS-CoV）や中東呼吸器症候群（MERS-CoV）などの他のコロナウイルスを殺すことが以前に発見されています。

コロンビア大学の研究者であるDavidBrennerは、UV-CがSARS-CoV-2ウイルスに対して効果的であることを発見しました。大学の放射線研究センターが開発した技術は、特定の波長の紫外線を連続的に低線量で放射するランプを使用して、人間の皮膚、目、その他の組織に害を与えることなくウイルスや細菌を殺します。ブレナー氏によると、紫外線を発するランプは、占有された公共の場で安全に使用でき、空気中の病原体を吸い込む前に殺します。

研究チームは以前、この方法が空中浮遊H1N1インフルエンザウイルスと薬剤耐性菌を不活化するのに効果的であることを発見しました。動物と人間に関する複数の長期研究により、遠紫外線への曝露が皮膚や目に損傷を与えないことが確認されています。その上、UVC技術は将来の流行とパンデミックの強力なチェックを提供する可能性があると言われています。

紫外線技術が細菌を殺すのに成功するかどうかについての議論が続いています。 1つ確かなことは、COVID-19のパンデミックにより、UVライトの使用が急増し、将来のシナリオを簡単に予測できることです。 COVID-19の危機が徐々に緩和されるにつれて、指が交差しました。病院、診療所、教育機関、公共交通機関、レストラン、オフィス、ジムなどの屋内の場所で人々が互いに近づく状況はたくさんあります。そのような状況では、頭上のUVCライトは、次のような微生物を継続的に殺すのに間違いなく有益です。コロナウイルス、それによってウイルスの拡散を抑制します。

そうは言っても、UVCライトは、COVID-19やその他の感染症の蔓延を制限する強力なツールになる可能性がありますが、それだけでは完全に効果的な戦略はありません。より良い結果を得るには、さまざまな既存の手法と新しい手法を一緒に使用する必要があります。