SARS-CoV-2, den coronavirus som orsakar COVID-19 sjukdom, kan verkligen förstöras av ultraviolett ljus, eller UV, som nyligen har föreslagits. Men det är inte så enkelt som att bara gå ut i solen eller passerar händerna under ett svart ljus.
Du måste vänta sju dagar för solen att göra sitt arbete på en begagnad mask, till exempel, enligt Jim Malley, en miljöingenjör vid University of New Hampshire.
Vid det tillfället har viruset redan självförstörts. SARS-CoV-2 kan inte tolerera förhållanden utanför kroppar och förtvinar snabbt. I ett labb experiment, varade det tre dagar på plast, två dagar på rostfritt stål och en dag på kartong [i].
Vi kan rimligen anta direkt solljus skulle påskynda dess förstörelse. SARS-CoV, föregångaren till vår nuvarande coronaviruspandemi, led under solljus. En studie från 2013 beräknade att det skulle ta 1,3 till två timmar under middagssolen i Washington, D.C., eller New York City under sommarsolståndet att oskadliggöra de flesta coronavirus på en handske-men virus i de största globulerna oskadd.
Ju kortare våglängd av UV, desto effektivare är det mot virus. Solljus, mestadels i UV-A-serien, kan inte jämföra med UV-C, som har visat sig vara så framgångsrik mot alla bakterier att det kallas germicidal UV. Germicidal UV har antagits för att sanera sjukhus ytor och medicinska instrument. Enligt en studie från 2005 fungerar den särskilt bra mot coronavirus.
Så, varför kan det inte hjälpa människor att kämpa mot COVID-19? För en sak, blockerar atmosfären 100 procent av UV-C-strålning från solen så inget av det kommer att oskadliggöra SARS-CoV-2 i luften, på huden eller andra ytor. UV-C måste också genereras av speciella lampor.
Användningen av UV-C direkt på eller hos människa är problematisk.
Turning industriell UV på oss själva "skulle bokstavligen steka människor", säger Dan Arnold, försäljning och marknadschef för UV Light Technology i Birmingham, Storbritannien, i en BBC-artikel. UV-C förstör inte bara virus genom att förvränga deras genom, men det är också extremt farligt för alla levande celler. Arnold har varit tvungen att avråda stormarknadschefer från att installera sitt företags utrustning vid ingången till sina butiker.
ABCs av UV
I spektrat av elektromagnetisk strålning från solen upptar UV-bandet 400nm till 10nm-området. (Bild med tillstånd av ESA / AOES Medialab.)
UV i det elektromagnetiska strålningsspektrumet mellan synligt ljus och röntgen delas upp ytterligare som UV-A, UV-B och UV-C.
UV upptäcktes 1801 av den tyske fysikern Johann Wilhelm Ritter.
UV-intervall definieras av US Navy enligt följande:
UV-A, 315-400nm våglängd, är den minst skadliga. Vid kanten av det synliga spektrumet, är dess blåaktiga ljus populärt kallad svart ljus. Du har sett kroppsvätskor fluorescerera under UV-A i brottsplatser – förhoppningsvis bara i TV och filmer. Insekter och fåglar kan se UV-A. Hawks kommer att spåra UV-spåren ända upp till en gnagare. Linsen i det mänskliga ögat blockerar UV från näthinnan utom i det sällsynta fallet av aphakia, ett tillstånd där linsen saknas eller tas bort. Efter impressionisten Claude Monet hade hans linser bort med katarakt kirurgi, hans scener blev alltmer blåaktig. Aphakic observatörer rekryterades av den amerikanska militären under andra världskriget för att upptäcka UV-signaler från offshore tyska u-båtar [ii].
UV-B, 280-315nm våglängd, är mer benägna att skada celler, som verkar på melanin av huden, liksom cellernas genetiska material. DNA påverkas mest, men så är RNA, det genetiska materialet i coronavirus. 95 procent av UV-B blockeras av ozonskiktet.
UV-C, 180-280nm våglängd, är känd och accepteras som germicidal, men tekniskt sett kan det inte oskadliggöra organismen så mycket som förstöra dess genetiska material och därför dess förmåga att replikera. UV-C: s förstörelse av genetiskt material är urskillningslös. Det bryr sig inte om cellerna är i växter, djur, jäst, bakterier, virus eller människor. Vår atmosfär blockerar alla solens UV-C från jordens yta.
Extreme UV, 10-180nm, kallas ibland vakuum UV för sin oförmåga att fortplanta sig om inte i ett vakuum.
En buss genomgår UV-C-behandling i Shanghai, Kina. Med hjälp av 210 rör som avger UV-C-strålning, både inom och utanför bussen, yanggao påstår sig ha fört en 40-minuters sterilisering ning ner till fem minuter, vilket möjliggör desinfektion av 250 bussar per dag. (Bild med tillstånd av YouTube.)
Hur GÖR UV Döda Virus?
Tekniskt sett kan virus inte "dödas" eftersom de inte lever i ordets biologiska bemärkelse. De kan dock göras oförmögen att replikera med hjälp av UV-strålning. UV-strålningen, UV-C i synnerhet, absorberas av DNA och RNA, ändra dess struktur. Viruset kan fortfarande vara i rörelse, letar efter en värdcell, men dess genetiska material äventyras. Det kan inte replikera. Spelet är.
När strålningsfrekvensen ökar, kommer längre från det synliga spektrumet tills den når nästa klassificering av strålning (röntgen), blir det mer dödligt.
E = h · Ƒ
Där E= energi i Joule, eller J
Och h = 6,626 × 10-34 J·s, eller Plancks konstant
Medan effekten av UV på kroppen på atomnivå inte är känd eller observerbar, är det theorized att som frekvensen av ljus ökar, det orsakar resonanser i olika storlekar av cellstrukturer, molekyler och atomer-hela vägen till subatomära partiklar. Med partiklar strömförande nog, bryter de sig loss från de band som håller ihop dem. Röntgenstrålar och gammastrålar kallas joniserande strålning för deras förmåga att bryta av positiva joner (alfa sönderfall, en proton och en neutron) eller negativa joner (elektroner och neutroner).
UV-C-strålning är tillräckligt energisk att enskilda fotoner kan producera kemiska bond brott och jonisering av vissa atomer och molekyler, säger George Chabot, Ph.D., professor emeritus vid UMass Lowell, i ett folkhälsoforum. "Den förmånliga absorptionen av särskilda energi fotoner av material, både organiska och oorganiska, är uppenbart i hela det elektromagnetiska spektrumet från mikrovågor genom infrarött och synligt ljus, ultraviolett, röntgen och gammastrålar."
Frekvenserna av UV är bestämt damaging till DNA och RNA. SARS-CoV-2-viruset har kärlspolar av RNA i kärnan, som det injicerar i en värdcell för att ta över cellen, vilket orsakar en kedjereaktion som resulterar i en infektion.
UV-C absorberas av RNA i ett coronavirus och gör molekyler i RNA ordna sig till dimers (från "di" som betyder två, och "mer" från delar), vilket resulterar i RNA som inte kommer att para och, därför, inte kommer att tillåta viruset att replikera. UV-B-strålning kommer också att göra dimers, men det är 20 till 100 gånger mindre effektivt än UV-C, enligt en studie från 2004 om inaktivering av Coronavirus. UV-A absorberas för svagt av DNA och RNA och mycket mindre effektivt för att göra dimers.
Kan UV användas som en behandling för COVID-19 Patienter?
Idén att behandla COVID-19 med UV kan ha kommit från UV-A ljus behandlingar som används för hudåkommor, inklusive eksem, psoriasis, vitiligo och T-cells lymfom, en typ av hudcancer. UV-ljusbehandlingar går tillbaka till början av 1900-talet. Den danske läkaren Niels Ryberg Finsen fick Nobelpriset 1903 för en ljusterapi som används för att bekämpa hudtuber.
Det har förekommit rapporter om forskare tyder långt UV-C (våglängd intervall på 220 till 225), kan vara mindre skadliga för mänskliga vävnader, men dessa studier är fortfarande på möss. Effekten på människor är inte känd, så Malley är en del av konsensus medicinska experter som inte rekommenderar det som en behandling för COVID-19.
Med allmänheten kittlade av en bombsäkert virus mördare, kände International Ultraviolet Association (IUVA) tvungen att utfärda denna varning:
"Vi vill informera allmänheten om att det inte finns några protokoll för att ge råd eller för att tillåta säker användning av UV-ljus direkt på människokroppen vid våglängder och exponeringar visat sig effektivt döda virus såsom SARS-CoV-2. UV-ljus under de förhållanden som är kända för att döda sådana virus är också kända för att orsaka svåra hudbrännskador, hudcancer, och ögonskador. Vi rekommenderar starkt att alla som använder UV-ljus för att desinficera medicinsk utrustning, ytor, eller luft i samband med COVID-19, applikationer som stöds av sunda vetenskapliga bevis, följer alla rekommenderade hälso- och säkerhetsföreskrifter och för att undvika direkt exponering av kroppen för UV-ljuset."
Vad om industriell och medicinsk användning av UV-C?
En rad UV-C-strålning, mellan 254 och 270nm, har funnit ansökan som en germicide, användbar mot alla typer av virus, som H5N1, svininfluensa och SARS plus "superbugs", som klassen av resistenta bakterier, virus och svampar, såsom CRE, C. diff, MRSA, har kommit att bli känd.
UV-ljus, mer specifikt germicidal UV eller långt UV-C, kan vara mycket effektiva på att inaktivera virus, bakterier och andra mänskliga patogener och om de är korrekt utformade och drivs kan vara en framgångsrik ansökan om desinficering PPEs, kirurgiska instrument, luft och vatten, säger Jim Malley, professor i civil-och miljöteknik vid University of New Hampshire, i ett uttalande till pressen.
UV-C har använts för att desinficera vatten, luftsystem och ytor i över hundra år, och dess effektivitet stöds av årtionden av vetenskaplig forskning, enligt IUVA. Medan den UV-exponering som krävs för att inaktivera olika mikroorganismer varierar, finns det inga kända mikroorganismer som kan överleva den. Det är regelbundet och ofta att rena luft, vatten och ytor mot bakterier, virus, svampar och protozoer.
Danmarks UVD Robotar hävdar att eliminera 99,99 procent av alla virus från rumsluft och ytor och har köpts av sjukhus i Kina. Det ingår inbyggda skyddsåtgärder för att se till att inga patienter är i rummet.
Men UV-C kan inte desinficera där den inte kan "se", så dess desinfektion är begränsad till direkta och reflekterade strålar. Bakterier i sprickor, väv av tyger, veck av lakan, bakom möbler, under mattor, etc., kommer att påverkas. Därför måste fullständig sterilisering ha, förutom UV-C, en avtorkad med en desinficeringslösning eller tvättning med tvål eller rengöringsmedel.
Varför är UV så hårt på hud och ögon?
UV-A- och UV-B-strålning på huden orsakar solbränna. UV-C-strålning, som är mycket mer energisk, skulle orsaka en värre, snabbare solbränna. Lyckligtvis är 100 procent av det blockeras av atmosfären. En solbränna är melanin som samlas på huden som en reaktion på UV-A och UV-B. Melanin absorberar strålningen och skingrar som värme. Ju mörkare huden är, desto mer melanin närvarande. Men den mörkaste av huden har bara en SPF (solskyddsfaktor) på 13,4 [iii] , så solskydd är fortfarande tillrådligt.
Fortsatt exponering ökar risken för hudcancer, inklusive melanom som uppstår när melaninceller (melanocyter) växer utom kontroll, och andra hudåkommor.
"Vi talar om ljusvågor på låga våglängder som innehåller mycket energi, och att energi har visat sig i många studier vara extremt skadliga för mänskliga vävnader, i synnerhet huden och ögonen," säger professor Malley.
Ögon är särskilt känsliga för UV-strålning. Solglasögon ska bäras för att skydda ögonen från UV-exponering. Snöblindhet, det gemensamma namnet för fotokeratit, orsakas av reflekterade UV-A och UV-B-strålar från snö, vatten eller sand.
I tillverkningen, photokeratitis resultat från att titta direkt på ljuset från en svetsning operation och går under namnen på arc-eye eller svetsare blixt.
Fotokeratit kan vara tillfällig blindhet, men upprepad exponering kan leda till grå starr och permanent blindhet.
Även gränser för UV-C är reglerad, rekommenderar IUVA vi helt undvika UV-C exponering.
Kan vanlig solljus förhindra spridning av COVID-19 Virus?
(Bild med tillstånd av WHO.)
Solljus definitivt inte kommer att hindra COVID-19 spridning, sade Världshälsoorganisationen (WHO) i tydliga ordalag. "Utsätta dig för solen eller temperaturer högre än 25 C INTE förhindrar att coronavirussjukdomen (COVID-19)."
Men UV dödar bakterier. Minns du SODIS?
Soldesinfektion (SODIS) av vatten i Indonesien med hjälp av klara PET-plastdrycksflaskor. (Bild med tillstånd av SODIS Eawag.)
Idén om vanliga solljus dödande bakterier-alla möjliga bakterier, virus, svampar och protozoer-kan ha plockat upp ångor från sol desinfektion av dricksvatten (SODIS). Att lämna ofiltrerat och obehandlat vatten i plastflaskor (polyetentereftalat, eller PET) är en enkel, billig och effektiv metod för att producera drickbart vatten som främjas av icke-statliga organisationer i regioner med få vattenreningsoperationer men riklig solstrålning, såsom i Asien och Afrika. SODIS har stor framgång mot bakterier, särskilt E. coli, möjligen på grund av matchup av våglängden av UV-A till storleken på bakterier.
