SARS의 초고속 비활성화

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12648(2023) 이 기사 인용

측정항목 세부정보

코로나19는 공기, 물체, 표면의 오염 제거 기술에 대한 관심을 다시 불러일으켰습니다. 2020년부터 SARS-CoV-2를 비활성화하기 위해 UV-C를 재사용할 수 있도록 긴급한 노력이 이루어졌습니다. 그러나 이러한 연구는 이 목표를 달성하는 데 필요한 복용량에 대해 크게 달랐습니다. 오늘날까지 254nm 조명에 대한 바이러스 민감도의 실제 값은 정확하게 알려져 있지 않습니다. 이 연구에서는 60초에 평균 50mJ/cm2의 전방향 조사량을 제공하는 원래의 UV-C 대형 오염 제거 챔버(UVCab, ON-LIGHT, 프랑스)에서 오염 제거를 수행했습니다. 바이러스 불활성화는 세포 배양과 PCR 테스트를 통해 확인했습니다. SARS-CoV-2는 다공성(일회용 가운) 표면과 비다공성(스테인리스강 및 앞치마) 표면 모두에서 3초 이내에 UV-C 빛에 의해 비활성화되었습니다. 다공성 표면의 경우 완전히 음성 PCR 신호를 얻으려면 5분의 조사가 필요했습니다. 우리 캐비닛의 실험 조건에서 UV-C에 대한 SARS-CoV-2의 민감도를 추정하는 Z 값은 > 0.5820m2/J인 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 이 장치가 다공성 또는 비다공성 지지체에 증착된 SARS-CoV-2의 높은 부하를 신속하고 확실하게 비활성화할 수 있는 능력을 보여주고 UV-C를 사용한 물질 오염 제거에 대한 새로운 관점을 열어줍니다.

2020년 초 SARS-CoV-2 바이러스가 출현한 후, 코로나19의 확산은 대부분의 의료 기관을 놀라게 했으며, 그 결과 특히 마스크를 포함한 개인 보호 장비(PPE)1,2가 급격히 부족해졌습니다. , 가운, 장갑, 인공호흡기와 함께 바이러스와 접촉했을 수 있는 모든 표면과 물건을 서둘러 소독합니다3. 특히 오존4, 감마선 조사5, 과산화수소6,7, 열처리7 및 4차 암모늄염8 등 다양한 소독 솔루션이 연구되었습니다. UV-C는 150년 이상 존재해 온 잘 알려진 기술로, 화학물질 없이도 환경친화적인 방법으로 바이러스와 박테리아를 빠르게 죽일 수 있다.

SARS-CoV-2를 비활성화하기 위해 UV-C를 사용하는 연구는 부족이 가장 심각했던 2020년 초에 시작되었으며 주로 마스크와 인공호흡기7,9 및 전체 방 오염 제거10,11에 초점을 맞춰 바이러스를 입증했습니다. 이 기술이 바이러스의 감염성을 평가하지 않고 오히려 샘플에서 바이러스 게놈 물질의 존재를 검출하더라도 PCR에 의해 결정된 대로 제거됩니다. 최근에는 저압 수은 램프에서 생성되는 254nm 빛12,13,14에 대한 SARS-CoV-2의 바이러스 민감도를 조사한 연구가 진행되었습니다. 동일한 바이러스 아속(베타-코로나바이러스)에 대한 과거 연구에서는 주로 비다공성 기판(페트리 접시 또는 유리 접시)에서 결과의 큰 이질성을 보여주었습니다15.

본 연구에서는 다양한 UV-C 용량에 대해 비다공성 표면(스테인리스 스틸, 플라스틱 앞치마)과 섬유질 다공성 표면(가운)에서 SARS-CoV-2의 불활성화를 고려합니다. 캐비닛 중앙에 수직으로 배치된 불투명 품목에 대해 253.7nm의 파장에서 전방향으로 방출하고 각 측면에서 60초에 50mJ/cm2의 평균 조사량을 제공하는 전력 수은 램프입니다. 모든 경우에 PCR과 바이러스 배양을 통해 불활성화를 확인했습니다. 또한 다공성 표면의 경우 UV-C 선량에 따라 PCR 신호의 동역학이 결정되었습니다. 캐비닛의 실험 조건에서 UV-C에 대한 SARS-CoV-2의 민감도를 추정하는 겉보기 Z 값도 계산되었습니다.

UVCab은 프랑스 ON-LIGHT가 개발한 UV-C 대형 제독 챔버(60cm×60cm×100cm)입니다. 내부는 모든 면이 반사율이 높은 알루미늄으로 덮여 있으며 특정 광학 설계로 치료 부위에 최대 조사 강도와 균일성을 보장합니다. UVCab은 253.7nm의 파장에서 방출되는 고출력 수은 램프를 사용합니다. 장치에서 제공하는 평균 조명 강도는 LP471UVC 코사인 보정 프로브(DeltaOhm, 이탈리아)를 사용하여 HD2102 복사계(DeltaOhm, 이탈리아)로 측정한 8.33W/m2(중앙 수직면의 각 측면)입니다. 이는 중앙에 수직으로 위치한 불투명 품목의 경우 각 측면에서 60초 동안 평균 선량이 50mJ/cm2에 해당합니다. 조사는 그림자를 제한하기 위해 전방향입니다. 이 장치에는 주기가 끝날 때까지 도어를 잠그는 안전 시스템이 장착되어 있습니다. 오염 제거 주기 시간은 오염을 제거할 장비의 재료(부분적으로 투명하거나 불투명함), 장비를 구성하는 레이어 수 및 재료의 특성에 따라 달라집니다. 모든 실험 동안 샘플은 광원에 대해 동일한 노출 각도(UV-광선에 평행한 수직 위치)로 동일한 조건(플라스틱 홀더를 사용하여 양쪽에 5 x 5cm 노출 창을 열어두기)으로 조사되었습니다. C 소스). 노출 각도가 UV-C 효과에 미치는 영향을 평가하기 위해 스테인레스 스틸 샘플만 수직 및 수평 위치에서 테스트되었습니다.

0.5820 m2/J, which corresponds to a maximum D90 value of 3.9563 J/m2./p> 0.5820 m2/J. This value is at least 3 times higher than reported by Biasin et al.4, Storm et al.9, Ma et al.14 and Martínez-Antón et al.21. Experimental conditions of these studies are very different, as they are all using a nearly planar illumination: Storm et al. used a collimated beam; Biasin et al. also used an aperture to make a “spatial filter”, limiting the half angle of input rays to 30°; Martínez-Antón et al. restricted the lamp length to a 5 mm-window placed 36 cm away from the target, achieving very low angular spread and a nearly planar illumination. In contrast, the UVCab apparatus has an optical design made to have an omnidirectional illumination of the target (Fig. 2). This is illustrated by stainless-steel samples that have been tested both in the vertical and horizontal directions, with very close PCR values, indicating low dose deviation between those two extreme positions (Fig. 1). In this configuration, the dose received on the surface cannot be described in terms of planar irradiance and the concept of spherical irradiance must be preferred. A good explanation of the differences between planar and spherical irradiance was given by Ashdown et al.30. The concept of spherical irradiance is also to be found in the much higher susceptibility of pathogens in the aerosol form, as shown by Kowalski et al.31./p>

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