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UVC LED深紫外线杀菌灯能够杀死新型冠状病毒吗
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新闻资讯
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发布时间:
2020-02-07
【摘要】:
UVC LED深紫外线杀菌灯能够杀死新型冠状病毒吗
Can UVC led (deep ultraviolet germicidal lamp) kill new coronavirus?
Let's look at the coronavirus first. Coronavirus belongs to protein-bound single strand positive RNA virus. Previously, six kinds of coronaviruses were known to infect human: α (229E, nl63) and β (OC43, hku1, mersr CoV and SARS CoV). Among them, hku1, mersr CoV and SARS CoV can cause pneumonia. The most well-known are SARS in 2003 and mers in 2012.
先来看冠状病毒。 冠状病毒属于蛋白包裹的单链正链RNA病毒。此前已知感染人的冠状病毒有六种:α属(229E、NL63)以及β属(OC43、HKU1、MERSr-CoV、SARSr-CoV)。其中HKU1、MERSr-CoV、SARSr-CoV均可引起肺炎。最为大家熟知的是2003年非典(SARS)以及2012年中东呼吸综合症(MERS)。
从病毒与受体结合强度来看,新型冠状病毒2019-nCov结合能力要弱于SARS-CoV,这暗示着其传染能力可能要比SARS弱,结合域结构更易被破坏,防控更容易。
研究发现,SARS病毒对热辐射和UVC敏感。应用强度大于90μW/cm²的UVC照射冠状病毒,30分钟就可以杀灭SARS病毒。通过实验室中模拟的自然条件下的日光中的紫外线对冠状病毒的杀灭能力发现,在北京地区5月份上午10点的晴朗天气下,即紫外线强度为4μW-5μW/cm²情况下,3小时可杀灭体外冠状病毒。
此外,随着温度升高,冠状病毒存活能力会显著下降。在无血清培养条件下,加热到75℃,30分钟就能够杀灭冠状病毒。而近期对于2019-nCov的热辐射实验发现,在56℃的温度下,30分钟就能将其杀灭。因此UVC杀灭2019-nCov的辐射剂量有可能小于SARSr-CoV,但具体剂量还需要进一步研究确认。
综上所述,UVC结合其他防护措施,在一定程度上可以有效防控此次新型冠状病毒2019-nCov疫情扩散。
针对已知有效杀菌波段已开发多种尺寸UVC芯片及小,中,大,及超大功率UVC LED产品,已成功通过验证测试并导入多家国内外知名品牌客户,涉足领域包括表面杀菌,动/静态水体杀菌及空气净化消毒设备等。
如何利用UV LED在这场新型肺炎战役中杀菌消毒?
UV对于杀菌消毒而言是有作用的,但也不要仅靠UV,UV杀菌消毒的主要机理是蛋白灭活,而且主要是UVC产品。这类的应用适合体外。
有研究表明,UV主要是通过对微生物的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。UV对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了生物活性,达到灭活效果。从病毒来看,主要包括DNA式和RNA式两类,其中DNA式因为双链结构,更加稳定,而RNA式单链病毒结构相对稳定性差,变异可能性高,所以RNA式病毒更难处理,变异体和适应性可能更加复杂。
能够侵入人体的病毒大多包裹在蛋白质外壳下,以此欺骗人体的免疫系统和侵入细胞,UVC作用在病毒的第一阶段就是破坏这层保护壳,使病毒丢掉保护壳,无法侵入细胞。其次,病毒内部的DNA或RNA也会遭到破坏,彻底灭活病毒。但是对于病毒,要特别小心其变异体的出现,避免杀菌消毒过程中筛选出更强的病毒。
关于未来,水俣公约节点的来临下,UV LED还面临成本、能效的突破,相信随着技术进步和产业发展,会一步步落实和克服,UV LED作为一种更加方便、卫生、环保的消毒杀菌方式会得到越来越多的应用,同时,随着体积等封装、电源方案的变化,一些如折叠牙刷,隐藏式门把手等应用场景会得到极大的突破,特别是公共场所的应用,这些对于体外消毒杀菌都将非常有利,非常利于降低和隔绝病毒细菌的散播与扩散。
目前有哪些UVC LED产品可应用于防疫防控?
根据新发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗快速指南》,75%酒精、乙醚、氯仿、甲醛、含氯消毒剂、过氧乙酸和紫外线均可灭活病毒。
目前,超五千台紫外灯具已送达雷神山和火神山医院,据悉,首批紫外灯具包括了数百台消费车以及上千支紫外线消毒灯,紫外线消毒车将用于病人的转运,紫外线消毒灯则可应用于手术后各种消毒场景。
而在此次疫情中,除了紫外线消毒车和灯具直击疫情现场,还有不少民众购买紫外汞灯进行室内消毒,以及通过紫外线灯法来消毒口罩以延长口罩寿命。
产业周知,紫外线灯能消毒杀菌,那么是否真能消灭新型冠状病毒?当下和未来的紫外汞灯和深紫外LED(UVC LED),分别能发挥哪些作用?有哪些UVC LED产品能够应用于杀菌消毒来达到此次的防控防疫?UVLED行家和机构行家代表,给出了他们的以上分析。
深紫外LED(UVC LED)主要利用200nm-280nm波段对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。尽管目前UVC LED还处于刚刚起步阶段,其性价比和发光效率与汞灯相比还有一定距离,但UVC LED凭借安全、环保、小巧、高效、低耗等性能以及无化学残留的特性,已经在表面便携式杀菌、母婴市场、静态水处理上得到了比较多的应用。
目前公共场所以及生活用品对健康卫生的要求正在不断提高,而UVC LED正可以在这领域发挥重要的作用。比如说国星UVC LED与国际知名家电企业合作的加湿器案例,把UVC LED模组应用在加湿器上,避免了水放置长时间后细菌滋生的情况,确保了家用环境卫生。同时,在餐具、母婴袋等生活用品,也有不少UVC LED便携式杀菌消毒产品。而在医院,如医护人员用到的红外线体温计、听诊器、血压计袖套、手机、眼镜等也可以通过UVC LED消毒器来完成消毒。
目前来看,针对便携式杀菌、小家电杀菌产品等,不同的使用环境,对应UVC LED的光功率、作用时间、以及发射角度会有所不同,比如对于一些便捷式的小杀菌产品,这类产品主要使用与日常生活的接触比较多的工具,比如手机餐具等等,这种在使用前采用低光功率的UVC LED(2-5mW)照射几秒-几十秒就可以使用;而对于一些杀菌水杯,由于其存在细长型结构,所以UVC LED要设计成60或者30度的发光角度,以使其照射距离更远,同时考虑UVC波段在水中的衰减,这种产品,一般均会采用10mW左右的光功率产品;另外在低流速的饮水机上,则光功率基本均需要50-100mW甚至更大,而由于功率越大,成本更高,目前部分厂家会结合集中手段进行过滤杀菌,只在出水口的最好阶段增加UVC LED的杀菌模组,这样会降低不少成本。
所以,仅从当前来看,在水处理,工业杀菌,医院杀菌,室内杀菌等方面仍以紫外汞灯为主,UVCLED则可以在家电、便携式杀菌消毒上发挥重要作用,将非常有利于降低和隔离居家、公共场所病毒细菌的扩散。
随着汞灯慢慢退出历史舞台,UVC LED会继续往高功率,高光效发展,波长也会继续往低波段的发展。而对于UVC LED的封装也提出更高的要求,如何进一步提升散热和抗紫外特性将会是重要的挑战。
相信在结合其它防护措施下,UVC能在一定程度上有效防控此次新型冠状病毒2019-nCov疫情扩散。而国星光电也会与UVC LED整个产业链一起,加快新型冠状病毒紫外照射灭菌试验及研究。
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