Ультрафиолетовая лампа для дезинфекции: Бактерицидные лампы для дезинфекции помещений | Купить по оптовой цене в «АМС-Мед»

Портативная палочка ультрафиолетового излучения C движется по поверхности клавиатуры компьютера. Мишель Аберкромби / NPR скрыть подпись

Портативная палочка для ультрафиолетового излучения C движется по поверхности клавиатуры компьютера.

Каждую неделю мы отвечаем на часто задаваемые вопросы о жизни во время кризиса с коронавирусом. Если у вас есть вопрос, который вы хотели бы, чтобы мы рассмотрели в будущем посте, напишите нам по адресу [email protected] с темой: «Еженедельные вопросы о коронавирусе».

Я использую в доме лампу, излучающую ультрафиолетовый свет, чтобы убить патогены, в частности коронавирус.Это приносит пользу? И … может ли воздействие света быть опасным для меня?

Начнем с хороших новостей: некоторые недавние исследования подтверждают, что SARS-CoV-2 является одним из вирусов, наряду с другими типами коронавирусов, которые могут быть уничтожены ультрафиолетовыми лучами.

На самом деле мы знали, что ультрафиолетовый свет убивает множество различных микробов с конца 1800-х годов, когда ученые обнаружили, что более короткие длины волн ультрафиолетовых лучей, излучаемых солнцем — то, что мы сейчас называем ультрафиолетовыми лучами С или ультрафиолетовым светом — могут убить бактерии.И в отличие от более длинных волн солнечного ультрафиолетового света, ультрафиолетовые лучи C не попадают на поверхность Земли естественным образом, поэтому они особенно опасны для микробов, у которых не было возможности адаптироваться к ним.

С тех пор технология UVC используется для санитарии. Например, больницы и водоочистные сооружения полагаются на лучи для уничтожения плесени, вирусов и бактерий. А благодаря многообещающим исследованиям потенциала уничтожения COVID-19, светоизлучающие машины UVC находят все большее применение — они появляются в пустых вагонах метро и даже в воздуховодах многих общественных мест, включая рестораны.

About Goats and Soda

Goats and Soda — это глобальный блог NPR о здоровье и развитии. Мы рассказываем истории о жизни в нашем меняющемся мире, уделяя особое внимание странам с низким и средним уровнем доходов. И мы помним, что все мы соседи в этой глобальной деревне. Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку новостей . Узнайте больше о нашей команде и покрытии .

Эта технология также проникает в культуру потребителей, предлагая отдельно стоящие УФ-лампы для дома или офиса.Их часто называют настольными лампами или настольными лампами, а их цена составляет от 50 до 100 долларов. В качестве альтернативы, существуют еще более дешевые и более мобильные ультрафиолетовые гаджеты, такие как ручные палочки или световые короба с крышками, которые продвигаются как безопасные, легко очищаемые инструменты для небольших предметов, таких как телефоны, компьютерные клавиатуры и очки.

Но вот и плохие новости.

Хотя было доказано, что ультрафиолетовый свет C может убить коронавирус в контролируемых исследовательских средах с использованием определенных доз, нет никакой гарантии, что лампа будет.

Производители используют приятные слова, такие как «стерилизация» и «бактерицидный», для обозначения способности лампы уничтожать микробы. Но они осторожны, когда речь идет о , а именно о микробах. Хотя они обычно перечисляют некоторые конкретные уязвимые места, чувствительные к свету — например, грипп или E. coli — вы не увидите коронавирус в этой смеси. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов заявляет, что у нас все еще недостаточно данных о дозе, длине волны или продолжительности световых лучей UVC, необходимых для уничтожения коронавируса в воздухе или на поверхностях, а это означает, что нет уверенности в том, что от какой-либо ультрафиолетовой лампы можно избавиться. Это.

Другая проблема заключается в том, что УФ-лампы, которые можно купить в Интернете, часто меньше промышленных ламп, используемых для уничтожения вирусов в лабораториях. Или они излучают свет только под одним углом, что может стать большой проблемой, поскольку световые лучи неэффективны для уничтожения патогенов, если им действительно что-то мешает — например, пыль, щели или углы комнаты, которые образуют тени.

Возможно, более проблематичным является искушение включать эти переносные лампы в течение дня для борьбы с микробами.Но перед использованием комнату необходимо очистить от всех: в противном случае лампы ультрафиолетового света могут повредить вам глаза — или глаза ваших коллег, членов семьи или соседей по комнате — при неправильном использовании.

Гильермо Амескуа, офтальмолог из Института глаз Баскома Палмера при Университете Майами, предупреждает о заболевании, которое называется фотокератитом. Это похоже на солнечный ожог, вызывающий воспалительное поражение нескольких слоев глаза, а не только кожи вокруг него, с такими симптомами, как сильная боль или покраснение в глазах, нечеткое зрение, подергивание глаз, светочувствительность или даже временная потеря зрения.

Хотя фотокератит может быть вызван прямым взглядом на лампу, излучающую ультрафиолетовый свет (подобно тому, как невооруженным глазом смотрели на солнечное затмение в 2017 году), это также может произойти, если вы находитесь в той же комнате, что и a UVC. устройство, излучающее свет, поэтому их использование может оказаться непростым делом.

В то время как некоторые производители совершенно четко рекомендуют, чтобы в комнате, большой или маленькой, не было живых существ (включая животных), когда лампа включена, другие используют общий язык, такой как «без людей или домашних животных», что может означать, что можно немного отдалиться и торчать в одной комнате, но это не так.Когда горит свет, вы должны быть вне дома.

Амескуа слышала о многих пациентах, у которых был диагностирован фотокератит после того, как они оставались в комнате при включенной УФ-лампе до того, как пришли с симптомами. И их было намного больше, чем обычно. На самом деле так много, что он и его коллеги написали исследовательскую статью, чтобы предупредить людей об опасности после большого всплеска случаев, последовавших за началом пандемии.

Часто вредное воздействие проявляется быстро.«Через четыре-шесть часов после облучения пациенты приходят с повреждением глаз, в зависимости от количества энергии лампы и продолжительности воздействия», — говорит Амескуа, отмечая, что это может произойти через 15 или 20 часов. минут. К счастью, он говорит, что большинство пациентов полностью выздоравливают с помощью таких процедур, как глазные капли по рецепту, отдых для глаз и иногда специальные контактные линзы.

Но деньги не ограничиваются кратковременным повреждением глаз, когда мы говорим о людях, использующих ультрафиолетовые лучи для дезинфекции.FDA предупреждает о других серьезных и долгосрочных рисках многократного воздействия на ваши глаза или кожу, находясь с ними в одной комнате, включая смертельный рак кожи или долгосрочное повреждение глаз, такое как катаракта.

И что еще больше усложняет ситуацию, некоторые УФ-лампы, продаваемые в Интернете, также выделяют озон, невидимый газ, который также может убивать микробы. Большинство этих ламп, которые на маркетинговом жаргоне часто хвастаются своей «озоновой способностью», также требуют периода «вентиляции» — промежутка времени, когда люди и домашние животные не должны возвращаться в комнату даже после выключения лампы. — дать озону время рассеяться, так как при вдыхании он может вызвать раздражение легких.

Итак, вы можете делать выводы о УФ-лампах на основе имеющихся данных и предупреждений. Но что бы вы ни сделали, имейте в виду, что они не могут заменить другие способы борьбы с распространением коронавируса, — говорит Питер Гулик, врач-инфекционист и эксперт по вирусам из Университета штата Мичиган. Он подчеркивает важность ношения масок, держания на расстоянии 6 футов от людей и частом мытье рук.

«Если вы собираетесь использовать [УФ-свет], используйте его очень осторожно.Но не думайте, что это заменит другие защитные методы, которые, как мы знаем, работают, — говорит Гулик. — Мы не хотим, чтобы люди говорили: «А, мы использовали здесь ультрафиолетовый свет, так что это безопасно забыть обо всем остальном ». «

Кристен Кендрик — сертифицированный семейный врач из Вашингтона, округ Колумбия, а также научный сотрудник по вопросам здоровья и средств массовой информации в Национальном общественном агентстве и Школе медицины Джорджтаунского университета.

Дальний УФС-свет (222 нм) эффективно и безопасно инактивирует воздушно-капельные коронавирусы человека

Вирусные штаммы

HCoV-229E (VR-740) и HCoV-OC43 (VR-1558) размножались в диплоидных фибробластах MRC-5 легких человека ( CCL-171) и WI-38 (CCL-75) соответственно (все от ATCC, Манассас, Вирджиния).Обе линии клеток человека выращивали в МЕМ с добавлением 10% эмбриональной бычьей сыворотки (FBS), 2 мМ L-аланил-L-глутамина, 100 Ед / мл пенициллина и 100 мкг / мл стрептомицина (Sigma-Aldrich Corp. St. Louis, Миссури, США). Среда для заражения вирусом состояла из MEM или RPMI-1640 плюс 2% инактивированной нагреванием FBS для HCoV-229E и HCoV-OC43 соответственно. Вирусные штаммы размножали путем инокуляции колб, содержащих 24-часовые клетки-хозяева, которые были конфлюэнтными на 80–90%. После одного часа инкубации клеточный монослой промывали и инкубировали в свежей инфекционной среде в течение трех или четырех дней при 35 ° C для HCoV-229E и при 33 ° C для HCoV-OC43.Затем супернатант, содержащий рабочий исходный вирус, собирали центрифугированием (300 г в течение 15 минут). Титр вируса определяли с помощью 50% -ной инфицирующей дозы культуры ткани TCID ₅₀ путем оценки цитопатических эффектов (ЦПЭ), которые оценивали с помощью микроскопа с ярким полем (10 ×) как вакуолизация цитоплазмы, округление клеток и их шелушение.

Настольная камера для аэрозольного облучения

Однопроходная динамическая камера для аэрозольного / вирусного облучения использовалась для генерации, экспонирования и сбора аэрозольных проб, как описано ранее ²³ .Вирусные аэрозоли были получены путем добавления раствора вируса в высокопроизводительный аэрозольный небулайзер для респираторной терапии (Westmed, Tucson, AZ) и работы с использованием воздушного насоса со скоростью входящего потока 11 л / мин. Вирус поступал в камеру и смешивался с сухим и увлажненным воздухом для поддержания влажности примерно 50–70%. Относительная влажность, температура и гранулометрический состав аэрозольных частиц отслеживались на протяжении всей работы. Аэрозоль подвергали воздействию дальнего УФ-света и, наконец, собирали с помощью BioSampler (SKC Inc., Восемьдесят Четыре, Пенсильвания).

Лампа дальнего УФ-С была расположена примерно в 22 см от камеры УФ-экспонирования и направлена ​​на пластиковое окно размером 26 см × 25,6 см × 254 мкм, пропускающее УФ-излучение (TOPAS 8007 × 10, TOPAS Advanced Polymers Inc., Флоренция, Кентукки. ). В соответствии с нашими предыдущими экспериментами с использованием этой камеры ²³ скорость потока через систему составляла 12,5 л / мин. Объем области УФ-облучения составлял 4,2 л, поэтому каждый аэрозоль подвергался воздействию в течение приблизительно 20 секунд при прохождении через окно.Вся камера облучения находилась в шкафу с уровнем биобезопасности 2, а все входы и выходы воздуха были оборудованы фильтрами HEPA (GE Healthcare Bio-Sciences, Питтсбург, Пенсильвания) для предотвращения попадания или выхода нежелательного загрязнения из системы.

Характеристики камеры облучения

Специальная камера облучения имитировала передачу вирусов в аэрозольной форме, образующихся при кашле и дыхании человека. Камера работала при средней относительной влажности 66% и средней температуре 24 ° C во всех циклах.Среднее распределение частиц по размеру составляло 83% между 0,3 мкм и 0,5 мкм, 12% между 0,5 мкм и 0,7 мкм и 5%> 0,7 мкм (таблица 3). Вирусы в аэрозольной форме эффективно передавались через систему, о чем свидетельствует контроль (нулевое воздействие), демонстрирующий четкую интеграцию вируса (рис. 2 и 3, верхние левые панели).

Лампа дальнего ультрафиолета C и дозиметрия

Источником дальнего ультрафиолетового излучения, использованного в этом исследовании, был модуль эксимерной лампы KrCl мощностью 12 Вт 222 нм, изготовленный USHIO America (товар № 9101711, Cypress, CA).Лампа оснащена запатентованным окном оптической фильтрации для уменьшения излучения лампы за пределами пика излучения KrCl 222 нм. Лампа располагалась на расстоянии 22 см от окна камеры экспонирования и была направлена ​​в центр окна. Измерения оптической мощности проводились с использованием кремниевого фотоприемника малой мощности 818-UV / DB с УФ-усилением и измерителя оптической мощности 843-R (Ньюпорт, Ирвин, Калифорния). Дозиметрию проводили до начала эксперимента по измерению плотности потока энергии внутри камеры в месте расположения аэрозоля.

Расстояние между лампой и камерой облучения позволяло одной лампе равномерно облучать всю площадь окна экспонирования. Измерения с использованием кремниевого фотодетектора показали интенсивность экспонирования примерно 90 мкВт / см ² по площади экспонирования. Камера оснащена отражающей алюминиевой поверхностью напротив окна экспонирования. Как и в нашей предыдущей работе с этой камерой ²³ , коэффициент отражения этой поверхности составлял примерно 15%.Поэтому по нашим консервативным оценкам интенсивность по всей площади воздействия составляет 100 мкВт / см ² . С лампой, расположенной на расстоянии 22 см от окна и с учетом 20 секунд, необходимых для прохождения аэрозольной частицы через окно экспонирования, мы рассчитали, что общая доза облучения частицы составит 2 мДж / см ² . Мы использовали дополнительные листы пластиковых окон, пропускающих УФ-излучение, чтобы равномерно снизить интенсивность по всей области экспонирования для создания различных условий воздействия.В то время как в нашей предыдущей работе с этими листами мы измерили пропускание, близкое к 65% ²³ , для этих тестов мы измерили пропускание 222 нм каждого листа примерно на 50%. Это снижение пропускания, вероятно, связано с фотодеградацией пластика с течением времени ⁴ . Добавление одного или двух листов пластика, закрывающего окно экспонирования, снижает дозу облучения до 1 и 0,5 мДж / см ² соответственно.

Протокол эксперимента

Как описано ранее ²³ , раствор вируса в небулайзере состоял из 1 мл модифицированной среды Игла (MEM, Life Technologies, Grand Island, NY), содержащей 10 ⁷ –10 ⁸ TCID ₅₀ коронавируса, 20 мл деионизированной воды и 0.05 мл сбалансированного солевого раствора Хэнка с кальцием и магнием (HBSS ⁺⁺ ). Камера облучения работала с аэрозольными вирусными частицами, протекающими через камеру и обходной канал в течение 5 минут перед каждым взятием образцов, чтобы установить желаемое значение относительной влажности. Сбор образца был инициирован изменением потока воздуха из байпасного канала в BioSampler с использованием набора трехходовых клапанов. Первоначально BioSampler был заполнен 20 мл HBSS ⁺⁺ для улавливания аэрозоля.В течение каждого периода отбора проб, который длился 30 минут, внутренняя часть камеры облучения подвергалась воздействию ультрафиолетового света с длиной волны 222 нм, проникающего через пластиковое окно. Изменение дозы дальнего УФС, доставляемой аэрозольным частицам, было достигнуто путем введения дополнительных УФ-прозрачных пластиковых пленок, как описано выше, тем самым доставляя три тестовые дозы 0,5, 1,0 и 2,0 мДж / см ² . Контрольные исследования с нулевой дозой проводились при выключенной эксимерной лампе. После завершения периода отбора проб раствор из BioSampler был использован для анализа инфекционности вируса.

Анализы на инфекционность вируса

TCID

Для определения инфекционности вируса ²⁸ мы использовали тест на инфекционную дозу 50% культуры ткани. Вкратце, 10 ⁵ клеток-хозяев помещали в каждую лунку 96-луночных планшетов за день до эксперимента. Клетки дважды промывали HBSS ⁺⁺ , и серийные разведения 1:10 в среде инфицирования подвергшегося воздействию вируса из BioSampler наносили на клетки в течение двух часов. Затем клетки дважды промывали HBSS ⁺⁺ , покрывали свежей инфекционной средой и инкубировали в течение трех или четырех дней при 34 ° C.Цитопатические эффекты (ЦПЭ) оценивали с помощью микроскопа с ярким полем (10 ×) как вакуолизацию цитоплазмы, округление клеток и шелушение. TCID ₅₀ был рассчитан по методу Рида и Мюнха ^28,38 . Для подтверждения показателей CPE образцы фиксировали в 100% метаноле в течение пяти минут и окрашивали 0,1% кристаллическим фиолетовым. Результаты представлены как оценка единиц образования налета (БОЕ) / мл с использованием преобразования БОЕ / мл = 0,7 TCID ₅₀ с применением распределения Пуассона ²⁹ .

Чтобы оценить, уменьшают ли увеличивающиеся дозы света с длиной волны 222 нм количество инфицированных клеток, мы выполнили стандартный протокол флуоресцентного иммуноокрашивания для обнаружения вирусного антигена в человеческих клетках-хозяевах ²³ . Вкратце, 2 × 10 ⁵ клеток-хозяев (клетки MRC-5 для HCoV-229E и WI-38 для HCoV-OC43) высевали в каждую лунку 48-луночных планшетов за день до эксперимента. После прохождения через камеру для облучения в течение 30 минут 150 мкл суспензии вируса, собранной из BioSampler, были наложены на монослой клеток-хозяев.Клетки инкубировали с вирусом в течение одного часа, затем трижды промывали HBSS ⁺⁺ , а затем инкубировали в течение ночи в свежей инфекционной среде. Затем инфицированные клетки фиксировали в 100% ледяном метаноле при 4 ° C в течение 5 минут и метили спайк-гликопротеином против человеческого коронавируса (40021-MM07, Sino Biologicals US Inc., Честербрук, Пенсильвания) 1: 200 в HBSS ^++. , содержащий 1% бычий сывороточный альбумин (BSA; Sigma-Aldrich Corp. St. Louis, MO, USA), при комнатной температуре в течение одного часа при осторожном встряхивании.Клетки трижды промывали HBSS ⁺⁺ и метили козьим антимышиным Alexa Fluor-488 (Life Technologies, Гранд-Айленд, Нью-Йорк) 1: 800 в HBSS ⁺⁺ , содержащем 1% BSA, при комнатной температуре в течение 30 минут. минут в темноте при легком встряхивании. После трех промывок в HBSS ⁺⁺ клетки окрашивали Vectashield, содержащим DAPI (4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндол) (Vector Laboratories, Burlingame, CA), и наблюдали с 10-кратным объективом флуоресцентной лампы Olympus IX70. микроскоп, оснащенный высокопроизводительной цифровой камерой высокого разрешения Photometrics PVCAM и Image-Pro Plus 6.0 (Media Cybernetics, Bethesda, MD). Для каждой дозы 222 нм и вида вируса репрезентативные результаты повторяли дважды. Для каждого образца было получено до десяти полей обзора объединенных изображений DAPI и Alexa Fluor-488.

Анализ данных

Выжившую фракцию ( S ) вируса рассчитывали путем деления фракции БОЕ / мл при каждой дозе УФ-излучения (БОЕ _УФ ) на фракцию при нулевой дозе (БОЕ _{контроль} ): S = PFU _UV / PFU _{контролирует} .Значения выживаемости были рассчитаны для каждого повторного эксперимента и преобразованы в натуральный логарифм (ln), чтобы приблизить распределение ошибок к нормальному ³⁹ . Надежная линейная регрессия с использованием повторных повторных взвешенных наименьших квадратов (IWLS) ^40,41 была выполнена в программе R 3.6.2 с использованием этих нормализованных значений ln [ S ] в качестве зависимой переменной и дозы УФ-излучения (D, мДж / см ² ) в качестве независимой переменной. Используя этот подход, выживаемость вируса [ S ] описывалась кинетикой первого порядка в соответствии с уравнением ⁴ :

$$ \ mathrm {ln} [{\ rm {S}}] = — k \ times D $$

(1)

, где k — константа скорости УФ-инактивации или коэффициент восприимчивости (см ² / мДж).Регрессию выполняли с параметром пересечения, установленным на ноль, что соответствует определению 100% относительной выживаемости при нулевой дозе УФ-излучения отдельно для каждого исследуемого штамма вируса. Данные при нулевой дозе, которые по определению представляют ln [S] = 0, не были включены в регрессию. Неопределенности (95% доверительный интервал, ДИ) для параметра k для каждого штамма вируса были оценены путем бутстрапинга для каждого метода регрессии, потому что бутстреппинг может привести к более реалистичным оценкам неопределенности по сравнению со стандартным аналитическим приближением, основанным на асимптотической нормальности, в небольших количествах. наборы данных, подобные использованным здесь (n = 3 HCoV-229E и n = 4 для HCoV-OC43).Степень соответствия оценивалась коэффициентом детерминации (R ² ). Анализ остатков для автокорреляции и гетероскедастичности был выполнен с использованием теста Дарбина-Ватсона ⁴² и теста Бреуша-Пагана (реализованного пакетом lmtest R ) ⁴³ соответственно. Оценки параметров ( k ) для каждого штамма вируса сравнивали друг с другом на основе 95% доверительных интервалов и непосредственно с помощью теста t с использованием размеров выборки, значений k и их стандартных ошибок.Поперечное сечение инактивации вируса, D ₉₀ , которое представляет собой УФ-дозу, которая инактивирует 90% подвергшегося воздействию вируса, было рассчитано как D ₉₀ = — ln [1 — 0,90] / k . Остальные значения D. рассчитывались аналогично.

Может ли старый инструмент, ультрафиолетовый свет, помочь убить коронавирус, переносимый по воздуху? : Выстрелов

Кварцевая ультрафиолетовая бактерицидная лампа используется для дезинфекции поезда на станции Свиблово транзитной системы Московского метрополитена. Сергей Карпухин / ТАСС через Getty Images скрыть подпись

Кварцевая бактерицидная УФ лампа используется для дезинфекции поезда на станции Свиблово транзитной системы Московского метрополитена.

Высоко под потолком, в столовой своего ресторана в Сиэтле, Муса Фират недавно установил «зону поражения» — место, где полосы невидимой электромагнитной энергии проникают в воздух, готовые обезвредить коронавирус и другие опасные патогены, которые дрейфуют вверх в виде крошечных частиц в воздухе.

Новая система Firat основана на вековой технологии защиты от инфекционных заболеваний: энергичные волны ультрафиолетового света, известные как бактерицидный УФ или GUV, доставляются в нужной дозе, чтобы уничтожить вирусы, бактерии и другие микроорганизмы.

Исследования уже показывают, что бактерицидное УФ-излучение может эффективно инактивировать переносимых по воздуху микробов, передающих корь, туберкулез и SARS-CoV-1, близкого родственника нового коронавируса.

Теперь, когда растет беспокойство по поводу того, что коронавирус может легко передаваться через микроскопические плавающие частицы, известные как аэрозоли, некоторые исследователи и врачи надеются, что эта технология может быть снова использована для дезинфекции помещений с повышенным риском.

«Я подумал, что это отличная идея, и хочу, чтобы мои клиенты были в безопасности», — говорит Фират.

Его ресторан Marlaina’s Mediterranean Kitchen — это обычная закусочная в 20 минутах к югу от центра Сиэтла.

Пока США пытаются остановить распространение высокоинфекционного вируса, ультрафиолетовое излучение используется для обеззараживания поверхностей в общественном транспорте и в больницах, куда могли попасть инфекционные капли, а также для дезинфекции масок N95 для повторного использования. Но до сих пор использование этой технологии для обеспечения непрерывной дезинфекции воздуха оставалось за пределами основных политических дискуссий о коронавирусе.

Эксперты объясняют это сочетанием факторов: неправильные представления о безопасности УФ-излучения, недостаток осведомленности общественности и технических ноу-хау, опасения по поводу затрат на установку технологии и общее нежелание учитывать роль аэрозолей в распространении УФ-излучения. коронавирус.

Аэрозоли — это микрокапли, которые выбрасываются, когда кто-то выдыхает, говорит или кашляет. В отличие от более крупных и тяжелых респираторных капель, которые быстро падают на землю, аэрозоли могут задерживаться в воздухе в течение длительных периодов времени и перемещаться по внутренним помещениям.Этот процесс также называют «воздушной передачей».

Уже признано, что коронавирус может распространяться через аэрозоли во время медицинских процедур, поэтому работникам здравоохранения рекомендуется носить респираторы, такие как маски N95, которые фильтруют эти крошечные частицы. Тем не менее, до сих пор ведутся серьезные споры о том, насколько вероятно, что кто-то распространит вирус в других местах с помощью аэрозолей.

Недавно вопрос о передаче вируса воздушным путем приобрел новую актуальность, когда группа из 239 ученых призвала Всемирную организацию здравоохранения более серьезно отнестись к угрозе инфекционных аэрозолей, утверждая, что «отсутствие четких рекомендаций по мерам борьбы с вирусом, передаваемым по воздуху, будет иметь значительные последствия.«В ответ ВОЗ признала возможность того, что передача воздушным путем« не может быть исключена »в некоторых общественных местах, которые« переполнены, закрыты, плохо вентилируются ». Должностные лица ВОЗ признали, что необходимы дополнительные исследования, но заявили, что большинство инфекций не происходит таким образом

По мере развития науки УФ-излучение может стать привлекательной защитой от воздушно-капельной передачи, имеющей опыт борьбы с предыдущими патогенами, которую можно использовать для снижения риска накопления инфекционных аэрозолей в помещениях, например в школах. общественные здания и предприятия.

Добро пожаловать в «зону смерти»

В ресторане Марлайны посетители увидят только два видимых следа за системой УФ-дезинфекции, установленной в то время, когда ресторан был закрыт во время изоляции в штате Вашингтон: слабое свечение синего света над черными решетками подвесного потолка и вывешенный на двери знак, гордо объявляющий посетителям: «Здесь продезинфицирован коронавирусом!»

Эта установка известна как «бактерицидное УФ-излучение для верхней комнаты», потому что УФ-светильники устанавливаются высоко около потолка и расположены под углом от людей внизу.

Слева: интерьер ресторана Marlaina’s Mediterranean Kitchen в районе Сиэтла. Справа: слабое голубое свечение ультрафиолетовых светильников, установленных над потолочными панелями ресторана, создает «зону поражения», которая может уничтожить вирусные аэрозоли, накапливающиеся в воздухе. Некоторые эксперты призывают к более широкому использованию ультрафиолетового света для дезинфекции воздуха в помещениях. Уилл Стоун / NPR скрыть подпись

В ресторане потолочные вентиляторы циркулируют воздух, в конечном итоге выталкивая любые взвешенные вирусные частицы, которые накопились в обеденном зале, через решетчатый подвесной потолок в область, где ультрафиолетовые лучи, расположенные горизонтально, взрывают их излучательной энергией.

Вдохновение и техническая помощь для владельца Marlaina исходила от клиента, Брюса Дэвидсона, легочного врача, который был «царем туберкулеза» Филадельфии в середине 90-х. В то время США боролись с новой вспышкой туберкулеза, которая включала штаммы, устойчивые к существующим лекарствам.

«Профилактика передачи инфекции была самой важной частью, потому что у нас не было ни лекарств, ни вакцины», — вспоминает Дэвидсон, который сейчас живет за пределами Сиэтла. В то время ультрафиолетовый свет оказался ключевой стратегией, и Дэвидсон считает, что он снова может помочь: «Сейчас он действительно должен быть в большинстве закрытых общественных мест.«

Брюс Дэвидсон, пульмонолог, курировал программу борьбы с туберкулезом в Филадельфии во время вспышки лекарственно-устойчивого туберкулеза в 1990-х годах. Один из проверенных временем подходов к борьбе с инфекциями, который использовали Филадельфия и другие города, заключался в установке ультрафиолетовых ламп возле потолков в противотуберкулезных клиниках и других местах с повышенным риском. Уилл Стоун / NPR скрыть подпись

Чтобы продемонстрировать концепцию, Дэвидсон зажег сигару в салоне Marlaina и показал, как дым поднимается вверх, собираясь в пространстве потолка с УФ-приборами.

«Если у кого-то не обнаружен коронавирус, и он не ест с маской, не разговаривает и так далее, подавляющее большинство его частиц попадет туда в зону поражения, циркулирует и отскакивает», — говорит Дэвидсон. «По статистике риск для других людей будет очень низким».

Исследования показывают, что около 90% переносимых по воздуху частиц от предыдущего коронавируса (SARS-CoV-1) могут быть инактивированы примерно за 16 секунд при воздействии ультрафиолета той же силы, что и потолок ресторана.Другие типы вирусов, такие как аденовирус, более устойчивы и требуют более высокой дозы УФ-излучения.

«Хотя он не идеален, он, вероятно, предлагает лучшее решение для прямой дезинфекции воздуха» в условиях нынешней пандемии, — говорит Дэвид Слини, преподаватель Университета Джона Хопкинса и давний исследователь бактерицидного УФ-излучения.

Согласно нескольким исследованиям, при использовании с надлежащей вентиляцией GUV в верхней комнате эффективен против распространения туберкулеза воздушно-капельным путем примерно на 80%.Это эквивалентно замене воздуха в помещении до 24 раз в час.

Но это может быть тяжелая битва, говорит Слайни, потому что в США интерес к использованию ультрафиолетового излучения для дезинфекции воздуха в последние десятилетия снизился, поскольку ученые сосредоточили свое внимание на мощных вакцинах и лекарствах для борьбы с инфекционными заболеваниями.

Понимание роли аэрозолей и передачи по воздуху

Ультрафиолетовое излучение может быть мощным оружием против вируса, переносимого по воздуху, но оно не может зайти так далеко.

Во-первых, люди все еще могут заболеть от более крупных и тяжелых капель, выбрасываемых при кашле и чихании. Они могут непосредственно вдохнуть эти более крупные капли или коснуться загрязненной ими поверхности, а затем коснуться глаз, носа или рта.

УФ также не защищает человека от воздействия инфекционных аэрозолей, которые только что вышли из организма инфицированного человека и остаются совсем рядом с его или ее телом, что исследователь Ричард Корси описывает как «ближнее поле».«

« В этом сценарии вы вдыхаете очень концентрированное облако этих крошечных частиц, которое вы не можете увидеть, если мы близко друг к другу », — сказал Корси, декан Колледжа инженерии и информатики Маси в Портленде. Университет. «Вы получаете довольно значительную дозу в вашу дыхательную систему».

Итак, даже если в здании есть ультрафиолетовое излучение в верхней части помещения, Корси говорит, что маски для лица и социальное дистанцирование все еще необходимы, чтобы блокировать более крупные дыхательные капли и удалять некоторые из аэрозолей в «ближнем поле».«Но Корси говорит, что теперь есть достаточно доказательств того, что аэрозоли коронавируса могут зависать в воздухе и распространяться по комнате (« дальнее поле »), и пришло время серьезно отнестись к этому распространению по воздуху.

Корси говорит, что органы здравоохранения преуменьшают значение этот риск на ранней стадии пандемии, и это его беспокоит: «Это сделало публику, возможно, слишком легко, и люди продолжали ходить в оживленные рестораны, где много людей в плохо вентилируемой среде», — сказал он.

Corsi and Шелли Миллер, профессор Университета Колорадо в Боулдере, подписала письмо с призывом к ВОЗ обновить свои рекомендации по передаче вируса воздушно-капельным путем.

«У нас есть большая степень уверенности в том, что это играет важную роль при соблюдении определенных условий», — говорит Миллер. «Итак, это переполненные внутренние помещения с недостаточной вентиляцией, многие люди не носят маски, они громко разговаривают, а вы находитесь там надолго».

Одним из наиболее тревожных примеров, приведенных группой, было исследование ресторана в Китае, в котором некоторые посетители, сидящие отдельно, заразились вирусом, несмотря на то, что никогда не вступали в тесный контакт. Еще одно свидетельство было получено из выступления хора 10 марта в Маунт-Вернон, штат Вашингтон., после чего большинство певцов заразились коронавирусом, хотя и приняли некоторые меры предосторожности, чтобы держаться на расстоянии нескольких футов друг от друга. В письме ВОЗ также отмечается, что MERS, другой коронавирус, похожий на новый коронавирус, может распространяться через аэрозоли, и «есть все основания ожидать, что SARS-CoV-2 будет вести себя аналогичным образом».

В недавней публикации Миллер и другие эксперты предлагают увеличить вентиляцию, использовать высокоэффективные воздушные фильтры для твердых частиц и установить бактерицидный ультрафиолет в верхних помещениях в плохо вентилируемых помещениях, где передача инфекции более вероятна.

«Что нам действительно нужно во время вспышки, так это наличие большого количества наружного воздуха, который будет разбавлять любые концентрации вируса в воздухе», — объясняет Миллер. «Вы не можете обязательно заходить в здания и модернизировать их с помощью новой системы вентиляции. Но вы можете принести мощные очистители воздуха и повесить ультрафиолетовые лампы».

Миллер, изучавший GUV, описывает его как эффективный инструмент, который теперь следует использовать в различных условиях, таких как школы, медицинские учреждения, тюрьмы и приюты для бездомных.

В недавней статье из Испании, написанной экспертами в области вирусологии, аэрозолей и архитектуры, был сделан аналогичный вывод, согласно которому УФ-излучение является наиболее доступной и применимой технологией для снижения распространения коронавируса, как для дезинфекции поверхностей, подверженных сильному касанию, так и для внутренний воздух.

Проверенная временем, но все еще неправильно понятая технология

Бактерицидное УФ-излучение использует часть электромагнитного спектра, содержащую короткие волны лучистой энергии, называемые УФ-С.Эта длина волны находится дальше от видимого спектра, чем другие формы УФ-света, которые достигают Земли от Солнца.

Думайте об этом, как о смертельном солнечном ожоге от вируса.

В середине 1930-х годов Уильям Уэллс впервые продемонстрировал, что УФ может инактивировать микроорганизмы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Позже он установил эту технологию в школах за пределами Филадельфии, чтобы предотвратить распространение кори. Он широко использовался в 1950-х и 60-х годах в медицинских учреждениях и вновь привлек к себе внимание во время U.С. вспыхнул лекарственно-устойчивым туберкулезом, когда он был помещен в некоторые противотуберкулезные диспансеры и приюты для бездомных. Он все еще используется в других частях мира, таких как Африка, Азия и Южная Америка, где лекарственно-устойчивый туберкулез представляет собой особую проблему.

Бактерицидное УФ-излучение также является распространенным методом очистки от микробов из систем водоснабжения, но для этого требуется гораздо более высокая доза УФ-излучения (больше ватт), чем та, которая используется для дезинфекции воздуха.

«У нас очень мало практического опыта, чтобы показать, насколько эффективным он может быть [в случае пандемии], поскольку он больше не используется в этой стране и в Западной Европе», — сказал Слини из Johns Hopkins, который возглавляет комитет Illuminating Engineering. Общество, недавно выпустившее новое руководство по ГУВ.

Sliney рекомендует устанавливать УФ-лампы в больших магазинах, ресторанах и продуктовых магазинах, которые обычно имеют высокие потолки. «Должен быть вертикальный воздухообмен, — добавляет он, например, потолочные вентиляторы, — так что« это не просто стерилизация воздуха в верхнем пространстве комнаты ».

GUV иногда считают «бесхозной технологией», поскольку она охватывает области оптической инженерии, внутренней архитектуры и инфекционного контроля, говорит доктор Эдвард Нарделл, профессор Гарвардской медицинской школы и исследователь GUV.

«Это хорошо зарекомендовавшая себя, чрезвычайно безопасная технология, которая используется недостаточно и часто неправильно», — говорит Нарделл. «Никто не сомневается в эффективности бактерицидного ультрафиолетового излучения в уничтожении мелких микроорганизмов и патогенов. Я думаю, что более серьезными противоречиями, если они есть, являются неправильные представления о безопасности».

Бактерицидные ультрафиолетовые лучи в малых дозах могут повредить глаза и кожу, но Нарделл говорит, что этих рисков можно избежать, если следовать соответствующим рекомендациям.

В то время как международные руководящие принципы предостерегают людей от прямого воздействия УФ-С, риски рака кожи считаются незначительными, особенно по сравнению с УФ-излучением с большей длиной волны, которое может проникать более глубоко.

Тем не менее, Нарделл говорит, что представление о том, что УФ-излучение опасно, сохранялось на протяжении десятилетий, что затрудняет получение дополнительной поддержки для этой технологии.

Может ли УФ-излучение вернуться?

Установка УФ-света — это вложение в инфраструктуру. Для этого необходимо найти подходящие лампы и приспособления, обеспечить достаточную циркуляцию воздуха и убедиться, что ультрафиолетовое излучение не поражает людей, находящихся внизу.

С 1980-х годов Нарделл и его коллеги работали над более широким развертыванием GUV, включая использование «решетчатых приспособлений» в помещениях для защиты людей внизу.Они действительно работают, но снижают эффективность, потому что большая часть генерируемого УФ-излучения блокируется. Другой подход, разработанный Нарделлом, — это «ящик для яиц» или потолок с решеткой (например, тот, который используется в ресторане Firat в штате Вашингтон), который позволяет воздуху подниматься в зону поражения, но предотвращает попадание лучей ультрафиолетового света в комнату.

«Проблема в том, что создать потолок ящика для яиц непросто», — говорит Нарделл. «Вы должны действительно выбирать места, где вы собираетесь попытаться остановить передачу, потому что вы не можете делать это везде.»

Здания с высокими потолками более просты, потому что УФ-излучение может быть установлено вдали от людей, с защитой. Чтобы быть эффективным, УФ-свет должен напрямую поражать вирус или микроорганизм. Любые препятствия или даже тень будут блокировать эффект.

И однако после их установки бактерицидные ультрафиолетовые осветительные системы представляют собой постоянные и эффективные средства дезинфекции.

Основной проблемой при развертывании технологии во время пандемии являются не только ограничения в цепочке поставок, но и отсутствие стандартизации среди производителей и отсутствие четких инструкций. механизм контроля качества.

«Произошла своего рода бездна нормативных требований», — говорит Джим Мэлли, профессор Университета Нью-Гэмпшира, изучающий общественное здравоохранение и дезинфекцию. «Среднестатистический потребитель не сможет сказать, что круто, а что дерьмо».

Сейчас, когда спрос на УФ-излучение стремительно растет, Малли обеспокоен некачественными продуктами на рынке и преувеличивает заявления об их эффективности против вируса.

Потребители должны опасаться маркетинговых заявлений о «ультрафиолетовых палочках», которыми можно быстро размахивать поверх поверхностей или специальных «порталах», через которые проходят люди, говорит он, потому что они, вероятно, неправильно откалиброваны для инактивации вируса и могут быть опасны.

Малли говорит, что он не считает, что существует значительный жизнеспособный рынок для GUV верхней комнаты за пределами медицинских учреждений, но он поддерживает установку технологии в условиях наиболее высокого риска, таких как мясокомбинаты и медицинские учреждения.

Владелец ресторана Муса Фират, который управляет средиземноморской кухней Marlaina, установил технологию «бактерицидного ультрафиолета в верхней части комнаты», чтобы снизить риск заражения своих клиентов остаточными частицами коронавируса, переносимого по воздуху. Уилл Стоун / NPR скрыть подпись

«Мне кажется, что мы должны сделать все возможное в этих местах, потому что у нас ужасный рекорд смертности от коронавируса», — говорит он.

Мэлли скептически относится к тому, что такие заведения, как тренажерные залы и рестораны, могут справиться с техническими проблемами и сделать их выгодными вложениями.

«Я просто не вижу у вас той защиты, которую, к сожалению, мы хотели бы получить», — говорит он.

Малли считает, что наилучшее использование ультрафиолета во время пандемии — это дезинфекция таких мест, как вагоны метро или самолеты, когда пассажиры выходят. Однако даже в этих условиях GUV будет работать в тандеме с протиранием поверхностей вручную.

В ресторане Марлайны все было относительно несложно.

Владелец, Firat, приобрел четыре УФ-светильника (каждый по цене 165 долларов), нанял электрика для установки вентиляторов и купил черные пластиковые панели с сеткой для ограждения потолочного пространства, где установлен УФ-светильник.

Фират по-прежнему призывает своих клиентов носить маски и поддерживать социальную дистанцию. Но он говорит, что УФ стало еще одной частью атмосферы.

«Он более современный и чистый, и отклик отличный, абсолютно отличный», — говорит он.

палочек ультрафиолетового света должны убить вирусы. Но действительно ли они работают?

Если вы недавно пытались найти бытовые дезинфицирующие средства и салфетки, вы поймете привлекательность ультрафиолетовых дезинфицирующих средств с палочками. Эти устройства утверждают, что убили 99 человек.9 процентов микробов, бактерий и вирусов, они легкие и портативные. Идеально для поездки на выходные на Airbnb.

Описания продуктов, безусловно, заманчивы — рекламируются для дезинфекции всего, от почты до компьютерных клавиатур, а также кистей для макияжа, диванов, постельного белья, туалетов и мест для домашних животных. Их легко найти на таких сайтах, как Amazon, Sharper Image и eBay. Но хотя личная палочка УФ-С может показаться изящной, проблемы с палочками могут перевесить любые потенциальные преимущества.

Во-первых, многие из них — подделки.Другие настолько маломощны, что вам придется держать устройство над предметом (скажем, маской) в течение 30 минут, чтобы, возможно, провести какую-либо дезинфекцию, не говоря уже о том, чтобы уничтожить SARS-CoV-2, вирус, ответственный за COVID-19. Вы также рискуете случайно подвергнуться воздействию опасного ультрафиолетового света.

Поскольку исследователи не имеют представления о дозе, расстоянии или времени, чтобы отключить SARS-CoV-2, эти огни могут дать вам ложное чувство безопасности.

«Остерегайтесь ложных утверждений, что эти продукты эффективны или безопасны для людей», — говорит Юнг-Цунг Шен, инженер и физик Вашингтонского университета в Санкт-Петербурге.Луи.

Наш невидимый союзник

Ультрафиолетовый свет, или УФ, который направляется на Землю благодаря солнцу и электромагнитному спектру, бывает трех основных видов: УФ-А от 315 до 400 нанометров, УФ-В от 280 до 315 нанометров. и UV-C от 100 до 280 нм.

Эти три типа УФ-излучения различаются по своей биологической активности и степени проникновения через кожу, — говорит Шен.

Ультрафиолетовый свет был старым другом мира дезинфекции уже более века.УФ-С несет наибольшую энергию, способную разрушить связи, которые удерживают ДНК и РНК вирусов и бактерий, не давая им работать. Та же дезинфицирующая энергия может также повредить глаза и кожу и вызвать рак.

Волшебная палочка? Не совсем, нет!

Во время пандемии влияния h2N1 в 2009 году микробиологи предупредили, что расстояние и продолжительность удерживания жезла от зараженной поверхности имеют решающее значение. Но имеет значение и сама поверхность. Гладкие поверхности, такие как мрамор и стекло, дезинфицировать легче, чем дерево или ткань.

В 2015 году Федеральная торговая комиссия преследовала две компании, продающие УФ-дезинфицирующие устройства из-за ложных заявлений об уничтожении грибка стопы, метициллин-устойчивого золотистого стафилококка, кишечной палочки и сальмонеллы.

Бактерицидные свойства УФ-С зависят от дозы — от величины оптической энергии источника дает, расстояние от источника и время воздействия, говорит Кристиан Цолльнер, ученый-материаловед из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Кроме того, по словам Цолльнера, в большинстве насадок используются светодиоды, которые менее эффективны для дезинфекции.

Подробнее: Безопасны ли дезинфицирующие ультрафиолетовые лампы для людей?

Онлайн-инструкции для насадок предлагают несколько конкретных подсказок относительно времени дезинфекции. Некоторые говорят, что свет следует держать на высоте 5 сантиметров над поверхностью в течение пяти-десяти секунд; другие говорят держать его дольше 30 секунд.

Шен купил ручную палочку из любопытства, к которой не прилагались инструкции. Имея всего три УФ-микросхемы с питанием от батареек АА, такому устройству потребуется больше нескольких секунд для дезинфекции любой поверхности.«Они намеренно не хотят упоминать, насколько они неэффективны, — говорит Шен. «Если они сказали, что вы должны подержать свет в течение 30 минут, никто не будет покупать его».

Тест-полоски и банановые солнечные ожоги

Некоторые продаваемые сейчас продукты, которые заявляют, что они бактерицидные, на самом деле имеют неправильную длину волны, говорит Андреа Армани, химический инженер и ученый-материаловед из Университета Южной Калифорнии. Для дезинфекции длина волны «должна быть 260 нанометров, но вы не можете точно сказать, так что это одна из проблем», — говорит она.

Ученые могут измерять УФ-свет электронным способом с помощью оптических датчиков или химическим способом с помощью карт УФ-С, которые меняют цвета с дозой. Потребители также могут приобрести версии этих карт в Интернете, но Шен и Армани предостерегают от ложных показаний; некоторые компании не предоставляют конкретный диапазон чувствительности, который мог бы вызвать химическую реакцию, достаточно сильную, чтобы убить вирусы. «Невозможно оценить, насколько это полезно на практике», — говорит Армани.

По взгляду тоже не скажешь.Некоторые жезлы излучают синее свечение. Это светодиоды, а не сам ультрафиолетовый свет; мы не можем видеть свет в ультрафиолетовом диапазоне. «Я не могу сказать достаточно: не смотрите на лампочку, просто не смотрите на лампочку», — добавляет Армани.

Но у потребителей есть несколько способов распознать подделки. Ознакомьтесь со спецификациями продукта и убедитесь, что длина палочки составляет 260 нанометров. Если спецификации не указаны, обратитесь к продавцу. Прочтите также онлайн-инструкции. Если в продукте отсутствуют определенные временные рамки — или указана продолжительность, превышающая секунды, — это красный флаг.

Цена тоже дает подсказку. Мощные светодиоды UV-C стоят около 15 долларов каждый, — говорит Армани, и вам нужно их множество. Если компания продает свет менее чем за 20 долларов, а в инструкции сказано, что он работает за считанные минуты, вероятно, это подделка. «Это не похоже на волшебную палочку, нельзя просто взмахнуть и чем-то продезинфицировать», — говорит она.

Если вы хотите проверить уже купленную лампу, попробуйте (да, действительно) банановый тест. Поместите свет на зеленый банан на 15 минут. Любая УФ-лампа сделает кожу коричневой.Но вот предостережение: банановый тест работает на широкой длине волны и не нацелен конкретно на длину волны 260 нанометров.