초고속

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 11935(2022) 이 기사 인용

1189 액세스

1 인용

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

바이러스 불활성화에 사용되는 자외선(UV) 조사 기반 방법은 중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스-2(SARS-CoV-2) 바이러스를 표적으로 삼는 중요한 수단을 제공했습니다. 최첨단 UV 불활성화 기술의 주요 문제점은 UV 램프를 기반으로 한다는 점인데, 효율성이 제한적이고, 고출력, 고선량, 긴 조사 시간이 필요합니다. 이러한 단점으로 인해 공기 여과 시스템 및 기타 응용 분야에서 UV 램프의 사용이 제한됩니다. 이러한 한계를 해결하기 위해 여기에서는 UV 반사 재료인 폴리테트라플루오로에틸렌으로 구성된 통합 공동(LIC)에 결합된 펄스형 나노초 266 nm UV 레이저로 구성된 장치의 제조에 대해 보고합니다. 이전의 UV 램프 비활성화 공동은 정반사가 있는 연마된 벽을 기반으로 했지만 확산 반사 UV IC는 바이러스 비활성화를 위해 철저하게 조사되지 않았습니다. 우리의 결과는 LIC 장치가 UV 램프에 비해 2배 이상 더 높은 효율로 ~ 1ms의 유효 조사 시간에서 SARS-CoV-2를 포함한 여러 호흡기 바이러스를 비활성화할 수 있음을 보여줍니다. 직접적인 노출에 비해 입증된 3배 크기의 공동 강화는 효율적인 실시간 UV 공기 및 수질 정화 시스템의 개발에 중요합니다. 우리가 아는 한, 이는 고효율의 광범위한 바이러스 불활성화를 위한 LIC 적용의 첫 번째 시연입니다.

중증 급성 호흡기 증후군 코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)가 전 세계적으로 유행하는 상황에 대처하기 위해 환자의 예방 접종 및 치료를 위해 조정 가능한 물리적, 화학적 특성을 지닌 다양한 나노 물질이 개발되었습니다1,2. 또한, 광전기화학적 산화 보조 공기 청정기는 실내 SARS-CoV-2 노출을 제어할 수 있는 잠재적인 도구로 개발되었습니다3. 그러나 대유행 바이러스는 공기와 표면을 통해 전파되므로 이에 맞서 특히 병원, 공항, 상점 등과 같은 공공 장소에서 표면과 공기 중의 바이러스 입자를 비활성화하는 신속하고 효율적인 방법을 개발해야 할 필요성이 절실합니다. 전염병과 가능한 미래의 전염병.

현재 표면, 공기, 물 샘플은 물론 개인 보호 장비에 대해 다양한 광매개 소독 프로토콜이 검증되었습니다4. 바이러스 병원체를 비활성화하는 효과적인 비접촉 방법인 UV 조사는 주로 저압 수은 램프 또는 발광 다이오드5,6,7,8의 형태로 오랫동안 사용되어 왔습니다. UVC 광선(100~280nm 범위)은 UVA(315~400nm) 및 UVB(280~315nm)9를 포함한 다양한 UV 범위 중에서 항균 및 항바이러스 비활성화 효율이 가장 높습니다. 핵산의 최대 흡수는 ~265nm이며, UVC 광은 인접한 두 피리미딘의 광화학적 융합을 공유 결합 이량체로 유도하고, RNA-단백질 교차 결합 및 부위별 분자 손상을 유도하여 손상을 유발합니다10. UV 방사선은 인간 장내 바이러스, 지카 바이러스, E형 간염, 뎅기열, 웨스트 나일강 및 기타11,12,13,14,15,16,17,18,19 그리고 최근에는 SARS-CoV-220의 치료를 위해 연구되었습니다. ,21,22,23,24,25,26,27,28. 자외선의 바이러스 박멸 효능은 표적 병원체, 환경, 오염 제거 물질 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다29. 또한 살균 UV는 SARS-CoV-232를 포함한 바이러스 소독30,31을 위한 열처리와 결합되었습니다. UV 램프의 문제점은 제한된 효율성, 높은 전력 및 긴 조사 시간(다량)을 필요로 한다는 것입니다. 이는 시간이 많이 걸리고 공기가 매우 짧은 기간 동안만 UV 램프를 통과하는 많은 에어컨 시스템에 사용하기에 적합하지 않습니다. 시간의. 난방의 단점은 낮은 효율성과 환경에 대한 큰 열 손실을 포함하며, 이로 인해 추가 냉각 노력이 필요하고 따라서 비활성화 비용이 증가합니다.