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奥密克戎来势汹汹,消毒手段少不了

  • Medical & Life Sciences
  • Irradiance
UV Disinfection on mask

面对如此凶猛的病毒,我们该怎么做呢?

2021年11月,世卫组织(WHO)将B.1.1.529变异株定性为最高级别的“值得关切的变异株”(VOC),命名为“奥密克戎”(Omicron)。

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同时,据新冠病毒数据库GISAID信息显示,奥密克戎变异株的突变位点数量明显多于近2年流行的所有新冠病毒变异株。

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突变能力强,

传染速度快,

是Omicron变异株的特点,

面对如此凶猛的奥密克戎变异株,

我们该怎么做呢?

戴口罩仍是阻断病毒传播的有效方式,对于奥密克戎变异株同样适用。加拿大多伦多综合医院(University Health Network)的Lothar Lilge等人研究了7款不同过滤式口罩传播的数值模拟,以确定紫外线杀菌灭活的适用性。

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实验背景

常见的消毒方法有物理法和化学法两大类。紫外线消毒法属物理法,原理是通过紫外线破坏细菌病毒中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。

值得一提的是,紫外线分为短波紫外线UVC(200~280nm)、中波紫外线UVB(280~320nm)及长波紫外线UVA(315-400nm),只有UVC能达到消毒的效果。

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除波长外,紫外线辐射到每个口罩的剂量也决定了消毒效果。因此,对于紫外辐照过程中的监测很有必要。模块化光谱仪是实时监测紫外灯辐照过程的良好工具。在此应用中,我们将介绍如何应用光谱仪来检测紫外消毒灯。

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实验测量

为验证紫外线杀菌灭活的实用性,基于7款3M口罩(1805, 9105s , 1860, 8110s, 8210,1870+和9210),使用海洋光学USB4000光纤光谱仪、CC-3-UV余弦矫正器、XSR系列光纤搭建实验测试系统。

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在测量紫外灯前首先需对光谱仪进行绝对辐射校准。因为未校准的光谱纵坐标为Counts计数值,校准过后的光谱纵坐标为μW/nm可计算其能量值,如下图所示。

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在紫外光谱250-300nm范围内,基于蒙特克罗光衰减建模,对口罩每层的光吸收和光散射系数量化,仿真模拟以确定辐照时间及剂量。下图为3M 1870+(左列)和3M 9105s(右列)N95口罩在波长254nm、260nm、280nm 和 290 nm处的光散射和吸收系数。

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 圆形、三角形和正方形分别代表外层、内层和过滤层。

实验建立了 4 个测试模型,不同型号的N95口罩对其适用性差异较大。然而,为实现一致、快速和完全的杀菌,光源位置需要与呼吸器形状配对,且需在紫外波长处确定要照射的口罩模型的光学特性,以根据此处所述的光子分布模拟确定所需的最短曝光时间。

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参考文献

[1] Lilge L , Manalac A , Weersink M , et al. Light propagation within N95 Filtered Face Respirators: A simulation study for UVC decontamination[J]. Journal of Biophotonics.

海洋光学光谱仪在行动

来自美国加州洛杉矶雪松-西奈医疗中心的一组科学家以及来自韩国的医学研究人员和澳大利亚临床实验室的研究人员使用海洋光学Flame光谱仪确认了用于减少包括冠状病毒在内的细菌和病毒的led和其他UV源的波长。 

点击阅读文章"Ultraviolet 'a' light effectively reduces bacteria and viruses including coronavirus," PLOS ONE, 7,16, 2020.

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