UV222 дезинфекция ОРВИ

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 14545 (2022) Цитировать эту статью

1805 Доступов

3 цитаты

24 Альтметрика

Подробности о метриках

Существует острая необходимость в научно обоснованных технических средствах контроля для снижения передачи SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19. Хотя известно, что ультрафиолетовый (УФ) свет инактивирует коронавирусы, обычные УФ-лампы содержат токсичную ртуть и излучают длины волн (254 нм), которые более опасны для человека, чем криптон-хлорэксимерные лампы, излучающие 222 нм (УФ222). Здесь мы использовали культуральные и молекулярные анализы, чтобы определить реакцию на первую дозу раствора SARS-CoV-2, подвергшегося воздействию UV222. Анализы культуры (инфекционность бляшек для хозяина Vero) продемонстрировали более чем 99,99% дезинфекции SARS-CoV-2 после дозы UV222 8 мДж/см2 (константа скорости псевдопервого порядка = 0,64 см2/мДж). Сразу после обработки UV222 анализы RT-qPCR, нацеленные на ген нуклеокапсида (N), продемонстрировали ~ 10% вклад повреждения гена N в кинетику дезинфекции, а анализ ELISA, нацеленный на белок N, не продемонстрировал вклада повреждения белка N в кинетику дезинфекции. Молекулярные результаты показывают, что другие повреждения генов и белков в большей степени способствовали дезинфекции. После 3-дневной инкубации с клетками-хозяевами кинетика RT-qPCR и ELISA SARS-CoV-2, обработанного UV222, была аналогична кинетике культуры, что указывает на обоснованность использования молекулярных анализов для измерения УФ-дезинфекции без культуры. Эти данные предоставляют количественную кинетику дезинфекции, которая может помочь в применении UV222 для предотвращения передачи COVID-19.

Коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) является этиологическим агентом коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19), недавно возникшего инфекционного заболевания, не поддающегося лечению. SARS-CoV-2 передается главным образом от человека к человеку, когда слизистые оболочки (например, легкие, глаза) подвергаются воздействию вирусов, передающихся по воздуху, которые выделяются инфицированными людьми в виде частиц различного размера1, 2. Инфекция приводит к вариабельному течению заболевания, затрагивающему несколько системы органов (дыхательная, сердечная, неврологическая и желудочно-кишечная); по этой причине симптомы COVID-19 разнообразны и включают бессимптомную инфекцию, лихорадку, кашель, одышку, недомогание, тошноту, агевзию/аносмию, делирий и смерть. Ряд противовирусных и ориентированных на хозяина методов лечения изучались или изучаются в качестве лечения COVID-193–15. Эти методы лечения и вакцины являются поводом для оптимизма во время нынешней пандемии COVID-19, от которой на сегодняшний день погибло почти 2 миллиона человек; однако даже после того, как вакцины станут широко доступными, социальное дистанцирование, средства индивидуальной защиты (СИЗ), включая лицевые маски и другие инженерные решения, ограничивающие передачу, будут по-прежнему необходимы в обозримом будущем для борьбы с этим и другими возникающими инфекционными заболеваниями3. Недавно были изучены химические свойства инженерной поверхности СИЗ в отношении белка Spike SARS-CoV-24.

Ультрафиолетовое (УФ) облучение является эффективным средством инактивации ряда респираторных вирусов, включая коронавирус человека OC43 (HCoV-OC43, причина простуды5) и SARS-CoV (этиологический агент эпидемии атипичной пневмонии 2002 г.6–8). УФ обычно применяется для дезинфекции воздуха в верхних помещениях, в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, а также в отдельно стоящих очистителях воздуха и поверхностей. Однако возможность широкого использования УФ-излучения на научно обоснованном уровне для минимизации передачи SARS-CoV-2 в настоящее время ограничена двумя причинами: (1) традиционные УФ-лампы низкого давления на основе ртути непрактичны во многих условиях, поскольку они опасны для здоровья человека (излучение с длиной волны 254 нм вызывает рак кожи9 и катаракту10) и окружающей среды (ртуть, образующаяся при разбивании хрупких колб кварцевых ламп, токсична11), (2) кинетика реакции на дозу УФ-излучения, необходимая для инактивации SARS-CoV-2, неизвестна . Если эти две проблемы будут решены, использование УФ-излучения для инактивации SARS-CoV-2 в средах с высоким потенциалом передачи (например, в коллективных медицинских учреждениях, домах для выздоравливающих пациентов, залах ожидания в больницах, салонах самолетов) станет практичным и легко внедряемым инженерным решением. решение для усиления текущих профилактических мер (социальное дистанцирование, маски для лица, вакцины). В связи с ростом интереса и применением УФ-излучения в различных общественных местах существует острая необходимость понять кинетику реакции дозы SARS-CoV-2 на УФ-излучение, чтобы принять обоснованные инженерно-проектные решения, которые сбалансируют риск для глаз и кожи от УФ-излучения. воздействие с риском заражения в результате передачи вируса.

240 nm. The lower wavelength emission (222 nm) is neither carcinogenic in human skin models or rodents12, nor causes acute corneal damage in rodents13. Additionally, the 222 nm wavelength emitted by KrCl excilamps is inherently more effective at disinfection14, nucleic acid damage15, and protein damage16, 17 than 254 nm emitted by low pressure mercury lamps due to greater absorbance of target biomolecules at lower wavelengths. Krypton and chlorine in KrCl excilamps are much less toxic than mercury, and KrCl excilamps have already been shown to be competitive in terms of electrical efficiency with mercury lamps that have many more years of product development and optimization18. To provide a safer quantification of dose responses without requiring viral proliferation that is required in standard culture-based assays, damage to the nucleocapsid protein and N gene were measured after UV222 treatment using commercial assays. Our results demonstrate that when an aqueous solution of pathogenic SARS-CoV-2 is exposed to UV222 light emitted by a Kr-Cl excilamp, its infectivity and integrity is attenuated in a UV dose-dependent manner, as measured by culture and molecular assays. These first UV222 disinfection dose responses demonstrate the feasibility of UV as an approach to inactivate SARS-CoV-2./p> 240 nm. The UV source was turned on to warm up for 15 min before any irradiance or spectral measurements or irradiations. Standardized procedures were followed for carrying out quasi-collimated beam disinfection studies20 and calculating polychromatic UV doses21. The emission spectrum of the UV222 source was measured using a NIST-traceable calibrated Ocean Optics HDX UV–Vis spectroradiometer with an extreme solarization resistant 455 µ fiber and Spectralon diffusing cosine corrector detector. Raw spectral data from the OceanView software was interpolated to integer wavelengths using the FORECAST function in Microsoft Excel and relativized to peak emission at 222 nm for use in dose calculations (Fig. 1 and Supplementary Fig. S1). Total incident UV-C irradiance was measured using an International Light Technologies (ILT) 2400 radiometer with a SED 220/U solar blind detector, W Quartz wide eye diffuser for cosine correction, and peak irradiance response NIST-traceable calibration. For irradiance measurement, the peak wavelength calibration value was input manually as the radiometer factor. The incident irradiance was measured with the detection plane of the radiometer centered at the height and location of the sample surface during UV exposures, and corrected for several factors to determine the average irradiance through the sample depth. Spatial nonuniformity of emission was accounted for each test by measuring irradiance at 0.5 cm increments from the center to the edge of the petri dish and relativized to determine a petri factor, which was always > 0.9. The typical detector spectral response was obtained from ILT and used to calculate the radiometer factor integrated over the lamp emission, which was 0.9971. As previously22, the reflection factor for water at the 222 nm peak wavelength was assumed to be 0.9726. The divergence factor was determined each experiment day by accounting for the distance between the lamp and the sample surface, and the sample depth and was always > 0.9. The water factor was determined each sample day by the ratio between the incident irradiance and the average irradiance integrated through the sample depth after wavelength-specific absorption. The UV–vis absorbance of virus working stocks (prepared fresh for each test) was measured in the biosafety cabinet using a Nanodrop™ OneC spectrophotometer via the microvolume pedestal for wavelengths 200–295 nm and the 1 cm quartz cuvette for wavelengths above 195 nm. Working stock absorbance spectra for each test are shown in Figs. 1 and S1. After these adjustments to incident irradiance in the center of the sample, the average irradiance was used to calculate exposure times (max: 15 min; min: 15 s) for pre-determined UV doses (0–40 mJ/cm2). Three disinfection tests were performed with exposure times up to 115 s for UV doses up to 2.7 mJ/cm2, up to 856 s for UV doses up to 40 mJ/cm2, and up to 1260 s for UV doses up to 30 mJ/cm2, respectively. (Summarized in Supplementary Table S1)./p>

Новости