SARS-CoV-2, koronaviruset som forårsaker COVID-19-sykdommen, kan faktisk bli ødelagt av ultrafiolett lys, eller UV, som nylig har blitt foreslått. Men det er ikke så enkelt som bare å gå ut i solen eller passere hendene under et svart lys.
Du må vente i sju dager på at solen skal gjøre sitt arbeid på en brukt maske, for eksempel ifølge Jim Malley, en miljøingeniør ved University of New Hampshire.
Innen den tid har viruset allerede selvdestruert. SARS-CoV-2 tåler ikke forhold utenfor kropper og tåler raskt. I et laboratorieeksperiment varte det tre dager på plast, to dager på rustfritt stål og en dag på papp [i].
Vi kan med rimelighet anta at direkte sollys ville akselerere ødeleggelsen. SARS-CoV, forgjengeren til vår nåværende coronavirus pandemi, led under sollys. En studie fra 2013 beregnet at det ville ta 1,3 til to timer under solen midt på dagen i Washington, D.C., eller New York City i løpet av sommersolverv for å uskadeliggjøre de fleste coronavirusene på en hanske – selv om virus i de største globules uskadd.
Jo kortere bølgelengden av UV, jo mer effektiv er det mot virus. Sollys, for det meste i UV-A-serien, kan ikke sammenlignes med UV-C, som har vist seg så vellykket mot alle bakterier at det kalles bakteriedreid UV. Germicidal UV har blitt vedtatt for å sanitisere sykehusoverflater og medisinske instrumenter. Ifølge en studie fra 2005 fungerer det spesielt bra mot koronavirus.
Så hvorfor kan det ikke hjelpe mennesker å bekjempe COVID-19? For det første blokkerer atmosfæren 100 prosent av UV-C-strålingen fra solen, slik at ingenting av det vil uskadeliggjøre SARS-CoV-2 i luften, på huden eller andre overflater. UV-C må også genereres av spesielle lamper.
Bruk av UV-C direkte på eller hos mennesker er problematisk.
Å slå industriell UV på oss selv "ville bokstavelig talt steke folk," sa Dan Arnold, salgs- og markedssjef for UV Light Technology i Birmingham, Storbritannia, i en BBC-artikkel. UV-C ødelegger ikke bare virus ved å scrambling deres genomer, men det er også ekstremt farlig for alle levende celler. Arnold har måttet fraråde supermarkedledere fra å installere selskapets utstyr ved inngangen til butikkene sine.
ABCene til UV
I spekteret av elektromagnetisk stråling fra solen, opptar UV-båndet 400nm til 10nm rekkevidde. (Bilde gjengitt med tillatelse fra ESA / AOES Medialab.)
UV i det elektromagnetiske strålingsspekteret mellom synlig lys og røntgenstråler er ytterligere delt opp som UV-A, UV-B og UV-C.
UV ble oppdaget i 1801 av den tyske fysikeren Johann Wilhelm Ritter.
UV-områder er definert av den amerikanske marinen som følger:
UV-A, 315-400nm bølgelengde, er den minst skadelige. På kanten av det synlige spekteret er det blåaktige lyset populært referert til som svart lys. Du har sett kroppsvæsker fluoresce under UV-A i åsteder - forhåpentligvis bare i TV og filmer. Insekter og fugler kan se UV-A. Hawks vil spore UV av urin stier helt opp til en gnager. Linsen i det menneskelige øye blokkerer UV fra netthinnen unntatt i det sjeldne tilfellet av aphakia, en tilstand der linsen mangler eller fjernes. Etter at impresjonisten Claude Monet fikk fjernet linsene sine med kataraktkirurgi, ble scenene hans stadig mer blåaktige. Aphakic observatører ble rekruttert av det amerikanske militæret under andre verdenskrig for å oppdage UV-signaler fra offshore tyske U-båter [ii].
UV-B, 280-315nm bølgelengde, er mer sannsynlig å skade celler, som virker på melanin av huden, samt cellenes genetiske materiale. DNA påvirkes mest, men det er også RNA, det genetiske materialet i koronavirus. 95 prosent av UV-B er blokkert av ozonlaget.
UV-C, 180-280nm bølgelengde, er kjent og akseptert som bakteriedrepende, men teknisk sett kan det ikke uskadeliggjøre organismen så mye som ødelegge sitt genetiske materiale og derfor dens evne til å replikere. UV-C ødeleggelse av genetisk materiale er ukritisk. Det bryr seg ikke om cellene er i planter, dyr, gjær, bakterier, virus eller mennesker. Atmosfæren blokkerer all solens UV-C fra jordens overflate.
Ekstrem UV, 10-180nm, kalles noen ganger vakuum UV for sin manglende evne til å forplante med mindre i et vakuum.
En buss gjennomgår UV-C-behandling i Shanghai, Kina. Ved hjelp av 210 rør som sender ut UV-C-stråling, både inne og ute av bussen, hevder Yanggao å ha brakt en 40-minutters steriliseringsprosess ned til fem minutter, slik at desinfeksjon av 250 busser om dagen. (Bilde gjengitt med tillatelse fra YouTube.)
Hvordan dreper UV virus?
Teknisk sett kan virus ikke "drepes" fordi de ikke er i live i ordets biologiske forstand. De kan imidlertid ikke replikeres ved hjelp av UV-stråling. UV-strålingen, UV-C spesielt, absorberes av DNA og RNA, og endrer strukturen. Viruset kan fortsatt bevege seg, på jakt etter en vertscelle, men det genetiske materialet er kompromittert. Det kan ikke replikere. spillet er slutt.
Etter hvert som strålingsfrekvensen øker, kommer videre fra det synlige spekteret til den når neste klassifisering av stråling (røntgenstråler), blir det mer dødelig.
E = h · Ƒ
Hvor E = energi i Joules, eller J
Og h = 6.626 × 10-34 J·s, eller Plancks konstante
Selv om effekten av UV på kroppen på atomnivå ikke er kjent eller observerbar, er detteoretisert at etter hvert som lysfrekvensen øker, forårsaker det resonanser i forskjellige størrelser av cellestrukturer, molekyler og atomer - helt til subatomære partikler. Med partikler energisert nok, bryter de fri fra bindingene som holder dem sammen. Røntgenstråler og gammastråler kalles irioniserende stråling for deres evne til å bryte av positive ioner (alfaforfall, et proton og et nøytron) eller negative ioner (elektroner og nøytroner).
"UV-C stråling er tilstrekkelig energisk at individuelle fotoner kan produsere kjemiske båndbrudd og ionisering av noen atomer og molekyler," sa George Chabot, Ph.D., professor emeritus ved UMass Lowell, i et folkehelseforum. "Den fortrinnsrett absorpsjon av bestemte energi fotoner av materialer, både organisk og uorganisk, er tydelig i hele det elektromagnetiske spekteret fra mikrobølgeovner gjennom infrarødt og synlig lys, ultrafiolett, røntgenstråler og gammastråler."
Frekvensene av UV er spesielt skadelige for DNA og RNA. SARS-CoV-2-viruset har spoler av RNA i kjernen, som det injiserer i en vertscelle for å ta over cellen, forårsaker en kjedereaksjon som resulterer i en infeksjon.
UV-C absorberes av RNA i et koronavirus og gjør molekyler i RNA omorganisere seg til dimers (fra "di" betyr to, og "bare" fra deler), noe som resulterer i RNA som ikke vil pare og derfor ikke vil tillate viruset å replikere. UV-B-stråling vil også gjøre dimers, men det er 20 til 100 ganger mindre effektiv enn UV-C, ifølge en 2004 studie på inaktivering av Coronavirus. UV-A absorberes for svakt av DNA og RNA og langt mindre effektive i å lage dimers.
Kan UV brukes som behandling for COVID-19 pasienter?
Ideen om behandling av COVID-19 med UV kan ha kommet fra UV-A lette behandlinger som brukes til hudsykdommer, inkludert eksem, psoriasis, vitiligo og T-celle lymfom, en type hudkreft. UV-lysbehandlinger går tilbake til begynnelsen av 1900-tallet. Den danske legen Niels Ryberg Finsen vant Nobelprisen i 1903 for en lysterapi som ble brukt til å bekjempe hudtuberkulose.
Det har vært rapporter fra forskere som tyder på langt UV-C (bølgelengde rekkevidde på 220 til 225), kan være mindre skadelig for menneskelig vev, men disse studiene er fortsatt på mus. Effekten på mennesker er ikke kjent, så Malley er en del av konsensus av medisinske eksperter som ikke anbefaler det som en behandling for COVID-19.
Med publikum tantalized av en surefire virus morder, International Ultraviolet Association (IUVA) følte seg tvunget til å utstede denne advarselen:
"Vi ønsker å informere publikum om at det ikke er noen protokoller å gi råd eller for å tillate sikker bruk av UV-lys direkte på menneskekroppen ved bølgelengder og eksponeringer vist seg å effektivt drepe virus som SARS-CoV-2. UV-lys under forholdene som er kjent for å drepe slike virus er også kjent for å forårsake alvorlige hudforbrenninger, hudkreft og øyeskade. Vi anbefaler på det sterkeste at alle som bruker UV-lys til å desinfisere medisinsk utstyr, overflater eller luft i sammenheng med COVID-19, applikasjoner som støttes av lydvitenskapelig evidens, følger alle anbefalte helse- og sikkerhetsforanstaltninger og for å unngå direkte eksponering av kroppen for UV-lyset.
Hva med industriell og medisinsk bruk av UV-C?
En rekke UV-C-stråling, mellom 254 og 270nm, har funnet anvendelse som et germicide, brukbart mot alle slags virus, som H5N1, svineinfluensa og SARS pluss "superbugs", som klassen av resistente bakterier, virus og sopp, som CRE, C. diff, MRSA, har blitt kjent.
"UV-lys, mer spesifikt bakteriedrepende UV eller langt UV-C, kan være svært effektive for å inaktivere virus, bakterier og andre menneskelige patogener, og hvis riktig designet og drevet kan være en vellykket søknad om desinfisering av PEer, kirurgiske instrumenter, luft og vann," sa Jim Malley, professor i sivil- og miljøteknikk ved University of New Hampshire, i en uttalelse utgitt til pressen.
UV-C har blitt brukt til å desinfisere vann, luftsystemer og overflater i over hundre år, og effektiviteten støttes av tiår med vitenskapelig forskning, ifølge IUVA. Mens UV-eksponeringen som kreves for å inaktivere forskjellige mikroorganismer varierer, er det ingen kjente mikroorganismer som kan overleve den. Det er regelmessig og ofte å rense luft, vann og overflater mot bakterier, virus, sopp og protozoer.
Danmarks UVD Robots hevder å eliminere 99,99 prosent av alle virus fra romluft og overflater og har blitt kjøpt av sykehus i Kina. Det inkluderte innebygde sikkerhetstiltak for å sikre at ingen pasienter er i rommet.
UV-C kan imidlertid ikke desinfisere der den ikke kan "se", så desinfeksjonen er begrenset til direkte og reflekterte stråler. Bakterier i sprekker, veve av stoffer, bretter av laken, bak møbler, under tepper, etc., vil bli upåvirket. Derfor må fullstendig sterilisering ha, i tillegg til UV-C, en avsletting med desinfiserende løsning eller vask med såpe eller vaskemiddel.
Hvorfor er UV så hardt på hud og øyne?
UV-A- og UV-B-stråling på huden forårsaker solbrenthet. UV-C-stråling, som er mye mer energisk, ville føre til en verre, raskere solbrenthet. Heldigvis er 100 prosent av det blokkert av atmosfæren. En solbrun er melanin som samler seg på huden som en reaksjon på UV-A og UV-B. Melanin absorberer strålingen og forsvinner som varme. Jo mørkere huden er, jo mer melanin stede. Imidlertid har den mørkeste huden bare en SPF (solbeskyttelsesfaktor) på 13,4 [iii] , så solkrem er fortsatt tilrådelig.
Fortsatt eksponering øker risikoen for hudkreft, inkludert melanom som oppstår når melaninceller (melanocytter) vokser ut av kontroll, og andre hudforhold.
"Vi snakker om lysbølger ved lave bølgelengder som inneholder mye energi, og at energi har blitt vist i mange studier for å være ekstremt skadelig for menneskelig vev, spesielt huden og øynene," sa professor Malley.
Øynene er spesielt følsomme for UV-stråling. Solbriller bør brukes for å beskytte øynene mot UV-eksponering. Snøblindhet, det vanlige navnet på fotokeratitt, skyldes reflekterte UV-A- og UV-B-stråler fra snø, vann eller sand.
I produksjon, photokeratitis resultater fra å se direkte på lyset fra en sveising operasjon og går under navnene på lysbue-øye eller sveisere flash.
Fotokeratitt kan være midlertidig blindhet, men gjentatt eksponering kan føre til grå stær og permanent blindhet.
Selv om grensene for UV-C er regulert, anbefaler IUVA at vi helt unngår UV-C-eksponering.
Kan vanlig sollys forhindre spredning av COVID-19 Virus?
(Bilde gjengitt med tillatelse fra WHO.)
Sollys vil definitivt ikke hindre COVID-19 spredning, sa Verdens helseorganisasjon (WHO) på ingen usikre vilkår. "Utsette deg for solen eller temperaturer høyere enn 25 C ikke hindre coronavirus sykdom (COVID-19)."
Men UV dreper bakterier. Husker du SODIS?
Solar desinfeksjon (SODIS) av vann i Indonesia ved hjelp av klare PET plast drikkeflasker. (Bilde gjengitt med tillatelse fra SODIS Eawag.)
Ideen om vanlig sollys drepe bakterier- alle slags bakterier, virus, sopp og protozoer - kan ha plukket opp damper fra solenergi desinfeksjon av drikkevann (SODIS). Å forlate ufiltrert og ubehandlet vann i plastflasker (polyetylenterephthalate, eller PET) er en enkel, billig og effektiv metode for å produsere drikkevann fremmet av frivillige organisasjoner i regioner med få vannbehandlingsoperasjoner, men rikelig solstråling, for eksempel i Asia og Afrika. SODIS har betydelig suksess mot bakterier, spesielt E. coli, muligens på grunn av matchup av bølgelengden av UV-A til størrelsen på bakterier.
