كيف يمكن استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لقتل الفيروس؟ أشياء يجب أن تعرفها كمهندس

لقد بث جائحة COVID-19 حياة جديدة في تقنية الأشعة فوق البنفسجية منذ عقود لقتل الفيروسات والبكتيريا. مع انتشار الفيروس بهذه الوتيرة السريعة على مستوى العالم ، بدأ العديد من عمالقة التكنولوجيا والشركات الناشئة والمؤسسات التقنية في العمل على ابتكار حلول ذكية. اكتسب التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية للحديث عنه مكانًا واغراق السوق بمنتجات مختلفة تدعي أنها تجعل محيطك خاليًا من الفيروسات. إلى جانب العمالقة الإلكترونية ، قفزت العديد من المؤسسات التكنولوجية والشركات الناشئة وما إلى ذلك في عربة طرح منتجات وحلول التعقيم بالأشعة فوق البنفسجية.

المنتجات التي نجحت في الوصول إلى أرفف السوق تأتي مع وصف جذاب ويدعي الكثير منها أنها تقتل فيروس 99.9٪. السؤال الذي يحوم في أذهاننا هو هل هذه الأشعة فوق البنفسجية ناجحة حقًا في قتل الفيروس؟ ما هو الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية الذي يعمل بشكل أفضل وما هو الوقت المناسب للتعرض للأشعة فوق البنفسجية لقتل الفيروسات. لقد شعرنا بالفضول قليلاً للحصول على إجابات لهذه الأسئلة والتعمق في الموضوع. دعنا نحاول ونفهم هذا قليلا.

ما هي بالضبط أضواء الأشعة فوق البنفسجية؟

الضوء فوق البنفسجي هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي بأطوال موجية وترددات مختلفة. النطاق الطيفي لضوء الأشعة فوق البنفسجية ، بحكم التعريف ، يتراوح بين 100 و 400 نانومتر (1 نانومتر = 10-9 م) وغير مرئي للعين البشرية. من بين الأنواع الثلاثة للأضواء فوق البنفسجية. اكتسبت الأشعة فوق البنفسجية الطويلة أو القريبة من الأشعة فوق البنفسجية (315-400 نانومتر) أو UVB أو الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة (280-315 نانومتر) أو الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (UVC) أو الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (180-280 نانومتر) شهرة نظرًا لقدرتها على المساعدة في قتل أنواع مختلفة من الفيروسات.

على عكس UVA و UVB ، يتم امتصاص UVC تمامًا بواسطة الأوزون الجوي وله حد أدنى من الاختراق إلى سطح الأرض. وبالتالي ، فإن تأثيره ضئيل على صحة الإنسان ويمكن إنشاؤه بشكل مصطنع بوسائل مختلفة. يجب تجنب التعرض لأضواء UVC تمامًا.

هل يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تقتل الفيروسات؟

نعم ، وفقًا للعديد من الدراسات بما في ذلك تلك الموجودة في تقرير حديث لجمعية المهندسين المضيئين (IES) ، فإن ضوء الأشعة فوق البنفسجية وضوء UV-C ليكون أكثر دقة هو ضوء الأشعة فوق البنفسجية الوحيد الذي تم اختباره بشكل فعال لإبطال نشاط الفيروسات وقتل البكتيريا. يُعرف ضوء الأشعة فوق البنفسجية - ج أيضًا باسم الأشعة فوق البنفسجية القاتلة للجراثيم ، ومن المعروف أنها فعالة جدًا في تدمير الجراثيم والفيروسات والحمض النووي والحمض النووي الريبي من الملوثات الضارة الأخرى ، وتغيير بنيتها وجعلها غير قادرة على التكاثر. من ناحية أخرى ، تتمتع مصابيح UV-A و UV-B بالقدرة على قتل البكتيريا ولكن فعاليتها محدودة في إبطال نشاط الفيروسات.

تشير الأبحاث إلى أن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تعطل بفعالية الميكروبات المحمولة جواً التي تنقل الحصبة والسل و SARS-CoV-1. أثبتت مصابيح الأشعة فوق البنفسجية أنها طريقة آمنة وغير مكلفة وفعالة للقضاء على فيروسات الأنفلونزا المحمولة جواً في المستشفيات والمكاتب والمدارس والمطارات وما إلى ذلك من خلال الحد من انتقال وانتشار الأمراض الميكروبية المحمولة جواً مثل الأنفلونزا والسل. بكلمات بسيطة ، تلعب مصابيح الأشعة فوق البنفسجية دورًا حيويًا في التعقيم والتطهير. تمتلك الكائنات الحية الدقيقة حماية أقل ضد الأشعة فوق البنفسجية ولا يمكنها تحمل التعرض الطويل لها.

تطبيقات عملية لأضواء الأشعة فوق البنفسجية

نظرًا لفعاليتها ، أثبتت تقنية مبيدات الجراثيم فوق البنفسجية أنها مفيدة بشكل لا يصدق للمستشفيات والمختبرات الطبية ومراكز رعاية كبار السن ومراكز الإطفاء والشرطة والمطارات ومحطات النقل والمدارس والمباني الحكومية ومباني المكاتب والفنادق. تم دمج تقنية مبيدات الجراثيم فوق البنفسجية في أنظمة تكييف الهواء لتعقيم مسببات الأمراض التي تسبب الأمراض والملوثات التي يمكن أن تؤدي إلى تفاقم أمراض الجهاز التنفسي. إلى جانب ذلك ، توجد مصابيح الأشعة فوق البنفسجية التي تعمل على إزالة المواد الكيميائية الضارة أو السامة المنتجة في العديد من الصناعات وتقليل أو إزالة السموم الضارة من العوادم الصناعية.

تستخدم مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في المستشفيات. توجد أبراج للأشعة فوق البنفسجية في المستشفيات يتم استخدامها عند دخول مريض جديد إلى المستشفى. كما تستخدم المستشفيات مصابيح الأشعة فوق البنفسجية لتعقيم المعدات الجراحية والهواء في غرف العمليات. إلى جانب ذلك ، تُستخدم مصابيح مبيدات الجراثيم بنجاح في أنظمة تكييف الهواء للمرافق الطبية وغيرها من أجل تعقيم مسببات الأمراض التي تسبب المرض والملوثات المسؤولة عن تفاقم الربو أو أمراض الجهاز التنفسي الأخرى.

تلعب شركات الطيران التجارية دورًا مباشرًا في نشر الفيروسات. المطارات لديها القدرة على نقل الجراثيم عبر القارات. لذلك ، يجب إجراء علاج روتيني فعال. بالنسبة لهذه الأشعة فوق البنفسجية المختلفة ، يتم استخدام الماسحات الضوئية لقتل الفيروسات والجراثيم.

Dimer UVC Innovations هي شركة مقرها الولايات المتحدة تقدم أنظمة التطهير بالضوء UVC. قبل بضعة أشهر ، قدمت الشركة روبوتًا قاتلًا للجراثيم يسمى GermFalcon وهو أول نظام UVC مصمم لتطهير الأسطح الداخلية للطائرة بسرعة بين الرحلات الجوية. يقوم الروبوت بتعقيم الطائرات ويساعد على تعطيل انتشار فيروس كورونا.

هل يقضي UVC حقًا على الجراثيم؟

يتم امتصاص UVC بقوة بواسطة أساس RNA و DNA مما يؤدي إلى تلف بنيوي جزيئي ، وبالتالي تدمير قدرة خلية الكائن الحي على التكاثر. ينتج عن هذا تعطيل الفيروس ، بحيث لا يعود بإمكانهم التكاثر.

ووفقًا لما ذكره عالم الأحياء المجهرية أليكس بيريزو ، فإن "الأشعة فوق البنفسجية قاتلة للبكتيريا والفيروسات بسبب تواترها العالي الذي يؤدي إلى تشويش وإتلاف المواد النووية. عندما يتلف رمز DNA (أو RNA) لمسببات الأمراض ، فإنه يطلق أيضًا طفرات قاتلة تمنعها من التكاثر بشكل صحيح. وأضاف أن الأشعة فوق البنفسجية تقتل كل شيء من البكتيريا إلى الفطريات والفيروسات وما إلى ذلك.

تعتمد فعالية الأشعة فوق البنفسجية على شدة الأشعة فوق البنفسجية وطولها الموجي ومقدار الوقت الذي يتعرض فيه الكائن الدقيق للأشعة فوق البنفسجية ووجود جزيئات يمكنها حماية الكائنات الحية الدقيقة من الأشعة فوق البنفسجية وقدرة الكائنات الحية الدقيقة على مقاومة الأشعة فوق البنفسجية. أثناء تعرضها. كلما كانت المسافة من مصدر الضوء أقل ، كلما قل وصول الأشعة فوق البنفسجية إلى الهدف.

تعد مصابيح تصريف الزئبق منخفضة الضغط المصدر الأكثر كفاءة لتوليد الأشعة فوق البنفسجية. في هذه المصابيح ، يتم تحويل ما يقرب من 35٪ من واط الإدخال إلى واط UVC. يتولد الإشعاع عند 254 نانومتر تقريبًا (مما يعني 85٪ من أقصى تأثير مبيد للجراثيم و 80٪ على منحنى IES).

مزايا مصابيح الأشعة فوق البنفسجية

استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية للتعقيم والتطهير له بعض المزايا مقارنة بالطرق الأخرى وهذا هو السبب في استخدامه لسنوات عديدة. ليس هذا فقط ، مع جائحة COVID-19 ، ارتفع استخدامه إلى حد كبير. الميزة الأولى التي نتحدث عنها هنا هي قدرتها على قتل أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك البكتيريا المقاومة للأدوية والفطريات والفيروسات والجراثيم وما إلى ذلك. إنها طريقة مناسبة ولا تحتاج إلى مواد كيميائية ، وبالتالي لا تترك أي بقايا كيميائية وراءها.

حدود الأشعة فوق البنفسجية

على الرغم من حقيقة أن مصابيح الأشعة فوق البنفسجية أثبتت فائدتها في قتل الفيروسات إلى حد كبير ، إلا أن هناك قيودًا معينة أيضًا لأن هذا النوع من الضوء يمكن أن يسبب مشاكل صحية مختلفة مثل سرطان الجلد وإعتام عدسة العين وما إلى ذلك. التعرض للأشعة فوق البنفسجية هو نهج مباشر مضاد للميكروبات والنوع الأكثر استخدامًا من ضوء الأشعة فوق البنفسجية لتطبيقات مبيدات الجراثيم هو مصباح قوس بخار الزئبق منخفض الضغط الذي ينبعث حوالي 254 نانومتر.

تم استخدام تقنية مصابيح الزينون التي تصدر طيفًا واسعًا من الأشعة فوق البنفسجية مؤخرًا. يمكن استخدام هذه المصابيح لتطهير المساحات الخالية ؛ ومع ذلك ، فإن التعرض المباشر لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية التقليدية المبيدة للجراثيم في الأماكن العامة المشغولة غير ممكن لأن التعرض المباشر لأطوال موجات مصابيح مبيد الجراثيم يثبت أنه ضار لكل من الجلد والعينين.

القيد الثاني لاستخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية للتعقيم والتطهير هو أن الأشعة فوق البنفسجية تعمل فقط في مسار الضوء ويمكن حجبها بواسطة الأشياء. هذا يعني أن الجسم الذي يجب تعقيمه يتم الحفاظ عليه بشكل مباشر مع ضوء الأشعة فوق البنفسجية ويجب ألا يكون هناك عائق بينهما. يمكن معالجة هذه المشكلة باستخدام عدة لمبات UV التي تولد إشعاعًا فوق البنفسجي من زوايا مختلفة.

للحصول على نظرة ثاقبة لأضواء الأشعة فوق البنفسجية ، وقيودها ، وما هي طرق معرفة ما إذا كان ضوء الأشعة فوق البنفسجية أصليًا أم مزيفًا ، جلسنا مع السيد فيكرام جوربيد من شركة Tech Power India. شارك معنا بعض المعلومات الثاقبة حول مصابيح الأشعة فوق البنفسجية. هنا هو ما قاله.

تطهير الهواء في الغرفة العلوية GUV

يعد تطهير هواء الغرفة العلوية GUV أحد طرق مكافحة الفيروسات المحمولة جواً. يتم تركيب الإضاءة في نظام مناولة الهواء بحيث تتم معالجة الهواء المتداول في المنشأة. نظرًا لأن ضوء UV-C لا يصل مباشرةً إلى الأشخاص في المنشأة ، يمكن أن تستمر هذه الطريقة لفترة أطول من الوقت وتثبت أنها فعالة تمامًا. إلى جانب ذلك ، هناك تركيبات الغرفة السفلية التي لديها القدرة على القضاء على ما يصل إلى 99.9٪ من البكتيريا والفيروسات في الفضاء. نظرًا لأن هذه التركيبات تعالج المناطق السفلية من الغرفة ، فلا يمكن استخدامها لتشغيل الغرف عندما تكون مشغولة نظرًا لحقيقة أن هذه يمكن أن تؤدي إلى مشاكل صحية في الركاب ، لذلك يتم تطهير هذه المساحات عند عدم شغلها.

هل يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لقتل SARS-CoV-2؟

SARS-CoV-2 هو فيروس يسبب COVID-19 في ظروف المختبر. تم العثور سابقًا على الأشعة فوق البنفسجية - ج بطول موجي محدد يبلغ 254 نانومترًا لقتل أنفلونزا H1N1 وفيروسات كورونا الأخرى مثل فيروس الجهاز التنفسي الحاد الوخيم (SARS-CoV) ومتلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS-CoV).

وجد ديفيد برينر ، الباحث في جامعة كولومبيا ، أن الأشعة فوق البنفسجية C فعالة ضد فيروس SARS-CoV-2. تستخدم التكنولوجيا التي طورها مركز الجامعة للبحوث الإشعاعية مصابيح تنبعث منها جرعات منخفضة ومستمرة من طول موجي معين من الأشعة فوق البنفسجية لقتل الفيروسات والبكتيريا دون الإضرار بجلد الإنسان والعينين والأنسجة الأخرى. وفقًا لبرينر ، يمكن استخدام المصباح الذي ينبعث منه ضوء الأشعة فوق البنفسجية بأمان في الأماكن العامة المشغولة ، كما أنه يقتل مسببات الأمراض في الهواء قبل أن نتمكن من استنشاقها.

وجد فريق الباحثين سابقًا هذه الطريقة فعالة في تعطيل نشاط فيروس الإنفلونزا H1N1 المحمول جواً والبكتيريا المقاومة للأدوية. أكدت دراسات متعددة طويلة الأجل أجريت على الحيوانات والبشر أن التعرض لأشعة UVC البعيدة لا يسبب ضررًا للجلد أو العينين إلى جانب ذلك ، يُقال أن تقنية UVC لديها القدرة على توفير فحص قوي للأوبئة والأوبئة في المستقبل.

كانت هناك مناقشات جارية حول ما إذا كانت تقنية الأشعة فوق البنفسجية ستثبت نجاحها في قتل الجراثيم أم لا. هناك شيء واحد مؤكد وهو أنه مع جائحة COVID-19 ، شهد استخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية زيادة كبيرة ويمكننا بسهولة التنبؤ بالسيناريو المستقبلي. مع انحسار أزمة COVID-19 تدريجيًا ، عبرت الأصابع ؛ سيكون هناك العديد من المواقف عندما يقترب الناس من بعضهم البعض في الأماكن الداخلية مثل المستشفيات وعيادات الأطباء والمعاهد التعليمية ووسائل النقل العام والمطاعم والمكاتب والصالات الرياضية وما إلى ذلك. الفيروس التاجي ، وبالتالي الحد من انتشار الفيروس.

بعد قولي هذا ، فإن ضوء UVC لديه القدرة على أن يكون أداة قوية للحد من انتشار COVID-19 والأمراض المعدية الأخرى ، ولكن لا توجد أي من الاستراتيجيات فعالة تمامًا من تلقاء نفسها. لابد من استخدام العديد من التقنيات الحالية والجديدة معًا لتحقيق نتائج أفضل.