resumen : De acuerdo con la dosis ultravioleta de coronavirus beta-coronavirus, como los sars y mers en la literatura, la dosis ultravioleta letal del 99,99% de ncv de coronavirus novedoso de 2019-ncp con una concentración inicial de tcid50 de aproximadamente 105,8 / ml fue de 1085 mj / cm2, y el modelo base de led ultravioleta profundo con referencia a antivirus de superficie y purificación de aire se proporcionó para el desarrollo de diversos suministros.

1.información de fondo

Han pasado más de dos meses desde que se expuso el brote del nuevo coronavirus wuhan. Se ha invertido una gran cantidad de recursos médicos en el tratamiento de pacientes, el desarrollo de métodos de tratamiento, la detección de drogas de eficacia y la prevención y control de la propagación de epidemias. La comisión nacional de salud de la República Popular de China emitió el "plan de tratamiento para la neumonía infectada por el nuevo coronavirus (cuarta edición del rastro)" [1], que mencionó que "la comprensión de las características físicas y químicas del coronavirus proviene principalmente del estudio de sars-cov y mers-cov. El virus es sensible a los rayos ultravioleta y al calor, 56 ℃ 30 minutos, éter, etc., inactiva eficazmente el virus. Esta propiedad fisicoquímica del coronavirus hace posible el uso de la tecnología de desinfección ultravioleta para matar el coronavirus en varias superficies, aire y agua, y se ha utilizado una gran cantidad de equipos ultravioleta en entornos con alta concentración de virus, como los hospitales [2,3 ] Las noticias de la industria ultravioleta también mencionaron que dong xiaoping, un experto del instituto de prevención y control de enfermedades virales del centro chino para el control y prevención de enfermedades, descubrió que el coronavirus expuesto al uvc con una intensidad mayor de 90 uw / cm2 podría matar el virus sars en 30 minutos [4]. En la actualidad, no se dispone de más datos cuantitativos sobre la expresión o los datos experimentales de la dosis ultravioleta letal del nuevo coronavirus ncp 2019-ncov. En la aplicación práctica de la tecnología ultravioleta, el entorno de aplicación, la tasa de muerte objetivo, la intensidad ultravioleta y la dosis son los índices técnicos que deben considerarse. La falta de datos experimentales cuantitativos hará que la aplicación del tubo de la lámpara uv o el led uv permanezca en un nivel cualitativo o empírico.

Por supuesto, limitado por recursos experimentales limitados, es difícil estudiar la dosis de muerte ultravioleta y la cinética del nuevo coronavirus ncp 2019-ncov. por lo tanto, durante la epidemia de sars, la investigación sobre el virus de la hepatitis del ratón (mhv) proporcionó una base científica muy útil para el descubrimiento, identificación y comprensión de las características fisicoquímicas de los sars. se sabe [5] que el coronavirus contiene cuatro géneros de virus, a saber, alfa-coronavirus, beta-coronavirus, delta-coronavirus y gamma-coronavirus. el coronavirus altamente patógeno sara-cov y mers-cov, así como el virus modelo mhv utilizado para estudiar la virología molecular del coronavirus, son beta-coronavirus. El genoma de este virus es una cadena positiva simple ARN, la longitud de aproximadamente 30,000 ácidos nucleicos, pertenece al genoma de los virus ARN más grandes. mhv, sars-cov, mers-cov y ncp 2019-ncov tienen una alta homología y homogeneidad estructural, por lo que su resistencia a la radiación ultravioleta tiene similitud y referencia mutua.

Con base en los hechos anteriores, este documento resumió los datos de investigación de la muerte ultravioleta de varios coronavirus, como sars-cov, mhv-cov, en parte de la literatura, y resumió la dosis ultravioleta y las condiciones de influencia de uvc necesarias para la muerte del virus en La superficie y en el aire, para guiar el desarrollo de suministros de LED de PVC. El proceso específico de cultivo y experimento de virus no es el enfoque de este documento, consulte la referencia, aquí no se repite. Al mismo tiempo, teniendo en cuenta que cuando se publicaron las referencias, el uso de uv profundo no era una tecnología popular, por lo que la fuente de luz utilizada eran todas las lámparas de mercurio ultravioleta, lo que no significa que no tenga una importancia de referencia para el diseño del proyecto. LED ultravioleta profundo led. además, la eficiencia asesina de 275 nm de luz ultravioleta profunda es el mismo que el del tubo de lámpara ultravioleta de 254 nm.

2.la cantidad de radiación ultravioleta requerida para matar el coronavirus en una superficie

higo. 1, relación entre la supervivencia y el tiempo de exposición del coronavirus sars-cov bajo irradiación uvc y uva [6]

El equipo taylor del centro de evaluación biológica e investigación de la administración de alimentos y medicamentos de EE. UU. en 2004 [6] y 2006 [7] demostró que bajo la irradiación de una fuente de luz ultravioleta profunda con la longitud de onda característica de 254 nm y la intensidad de radiación de 4016 × w / cm, la muestra de virus sars - cov con la concentración inicial de tcid50 de aproximadamente 105.8 / ml se mató parcialmente después de 1 minuto, y el número de supervivencia después de 6 minutos fue de ~ 10 / ml, con la tasa de mortalidad por encima del 99,99%. después de 10 minutos ≤ 1.0 tcid 50 (log 10) / ml, la tasa de destrucción puede considerarse como & gt; 99.99%. También se puede ver en la tabla que el valor de registro de la tasa de muerte se correlaciona positivamente con la dosis de exposición acumulativa (aquí está el tiempo de exposición), y se forma una relación lineal antes de que el valor de registro sea inferior a 4. entonces, a 105.8 / ml de concentración de virus, la dosis uv requerida para la tasa de muerte del 99,99% fue de 1445 mj / cm2. De acuerdo con la relación lineal entre el valor de registro de la tasa de muerte y la dosis, no es difícil conseguir que la dosis requerida de la tasa de muerte del 99.9% sea de 722mj / cm2. Mientras que la uva puede destruir la cadena de ARN del virus al combinarse con el fotocatalizador para producir especies reactivas de oxígeno, la uva ultravioleta (365 nm, 2133 kb / cm2) no tiene ningún efecto mortal sobre el coronavirus sars-cov. xiao-ping dong team [8] informó fuerza & gt; 90 mu en 2003 con coronavirus de irradiación de uvc cuadrado de cm2, 60 minutos para matar el virus sars (tenga en cuenta que el original es 60 min 30 min) en lugar de lo que se dijo anteriormente en las noticias, la conversión de dosis acumulada 324 mj / cm2, menor que taylor equipo de 1445 mj / cm2, probablemente porque la condición del experimento, o una fuente de muestra de virus, y el equipo de xiao-ping dong no dieron valores específicos de los datos de registro, por lo que hay cinco veces la diferencia (reflejada en el registro de la tasa de mortalidad el valor es solo 0.5). desde la perspectiva de la redundancia de rendimiento, se sugiere que los fabricantes de la aplicación necesiten una dosis de 1085 mj / cm2 de acuerdo con la tasa de eliminación del 99,99% en el diseño del esquema.

a principios de este mes, se extendió el brote. De acuerdo con la revisión de la literatura en el país y en el extranjero, la dosis letal del nuevo coronavirus se estimó en 1445 mj / cm2 con una concentración inicial de aproximadamente 105.8 / ml de nuevo coronavirus y una tasa de muerte del 99.99%. la dosis es inexacta y necesita corrección. Esta es la dosis calculada multiplicando la densidad de potencia óptica por el tiempo. Esta inferencia pierde un detalle, que es que el escenario de prueba de Sars fue una solución de agua de 1 cm de altura, y no es preciso calcular la dosis de radiación de toda la solución con una resistencia superficial de 4016 km / cm2. La intensidad de irradiación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. entonces la intensidad de radiación en el fondo de la solución no es la misma que en la parte superior. Si calcula la dosis acumulada, debe tomar un promedio lineal. el led es un tamaño pequeño de luz, aproximadamente una fuente de luz puntual, la distribución de la superficie irradiada no es uniforme, teniendo en cuenta que el rango de fluctuaciones de 1 cm es pequeño, poco impacto, aquí puede ser aproximadamente promedio. Además, la absorción de uvc por solución acuosa, estudios previos mencionaron que la absorción de agua pura de 275 nm es relativamente pequeña, y la densidad de dispersión del virus también es limitada, por lo que la absorción de agua puede ignorarse aquí. después del puntaje de profundidad, revisamos solemnemente la dosis letal del nuevo coronavirus a 1085 mj / cm2 para su referencia.

el virus sars-cov en el experimento de muerte anterior se dispersó en solución de fosfato, que se puede comparar con la situación de la superficie del objeto y el agua. Por supuesto, se ha demostrado que los coronavirus en tejidos como la sangre no pueden ser eliminados directamente por la radiación ultravioleta [7].

fig.2 capacidad de matar sars-cov por rayos gamma a diferentes dosis [6]

Sorprendentemente, los rayos gamma (hasta 15, 000 rad) que destruyen las células humanas normales y las células cancerosas tienen poco efecto sobre el virus Sars.

3.vu dosis requerida para la destrucción del coronavirus en el aire

higo. 3 tasa de supervivencia de aerosoles de coronavirus bajo radiación ultravioleta y su relación con la humedad [9]

en el conducto de circulación única de 50 * 260 * 455 mm (l * w * h) con un caudal de 12.5 l / min, se alimentó aire con una concentración de virus en aerosol de 104 ~ 105 pfu / ml y una humedad del 50% de humedad relativa . Utilizando una lámpara de mercurio ultravioleta de 36 vatios (aislamiento de ozono) para iluminar el tubo desde el interior de 455 mm, la intensidad de la radiación ultravioleta en la ventana cerrada se ajustó a 599 w / cm2. Después de una operación estable durante 15 minutos, la tasa de muerte del coronavirus mhv muestreado de la salida de ciclo único fue del 87,8%, en comparación con el grupo de control. los datos en la figura 2 también mostraron que la tasa de destrucción del aerosol del virus era alta bajo alta humedad.

La fecha que se muestra arriba proporciona soporte de datos para el escenario de desinfección del aire. básicamente puede convertir que en el modo de viento cíclico, la tasa de muerte del coronavirus mhv en el aire de 30 metros cúbicos en 2 horas es del 87.8%, que necesita usar 320 piezas de 10mw 275nm uvc cuentas de luz led , es mucho más que el número de cuentas en la escena bacteriana natural (el resultado del cálculo teórico es de 2 ~ 4 piezas [10], dependiendo de la estructura del producto). la dosis de 99,99% para matar la superficie de escherichia coli es de aproximadamente 13,2 mj / cm2. En la segunda sección de este documento, la dosis requerida por el virus Sars es 110 veces mayor que la escherichia coli, lo cual es básicamente consistente con la relación de dosis múltiple requerida por la purificación del aire. Para aplicarlo en el escenario real, es necesario cambiar el tiempo de trabajo del led uvc a 24h de apertura continua, de modo que el número de led uvc que se debe configurar para 30 metros cúbicos de espacio es de 27 piezas, que pueden cumplir Los requisitos de costo de la aplicación comercial. presumiblemente, esta relación de dosis también se puede referir en agua estática y corriente.

4.la importancia de referencia para la dosis de muerte de uv uvc coronavirus novela 2019-ncovnovel

higo. 4 la relación entre la supervivencia y el tiempo de calentamiento de sars-cov después del tratamiento de calentamiento a diferentes temperaturas [6]

los datos experimentales mostraron que el tratamiento con sars-cov a 56 ° C durante 20 minutos podría alcanzar una tasa de muerte superior al 99,99%, y el tiempo requerido a 65 ° C incluso podría reducirse 10 minutos. Si bien existe información de que ncp 2019-ncov se puede matar cuando se calienta a 56 ℃ durante 30 minutos, no existe una analogía entre la resistencia térmica y la resistencia ultravioleta, por lo que las características fisicoquímicas de los sars no se pueden deducir científicamente para la resistencia uv de ncp 2019-ncov , que solo se puede usar como referencia. kurt bedell, bs, de la universidad de lowa, estados unidos, informó que a una distancia de 1.22 metros, mhv-a59 y mers-cov a una concentración de 8.9 * 105 pfu / ml, también perteneciente al género beta-coronavirus, tomó 10 minutos y 5 min respectivamente, con el doble de la diferencia de dosis letal [11]. sin embargo, como se mencionó anteriormente, la diferencia de dos veces la dosis reflejada en la tasa de muerte es solo un valor de registro de 0.3, que es la diferencia entre 99.9% y 99.95% en el caso de una base de registro alta, que puede ignorarse en la producción.

5. Conclusión

El virus es rampante, las empresas de la industria ultravioleta profunda, incumbe al desarrollo efectivo del programa y el nivel de suministro de dispositivos centrales para ir más allá. Se espera que la dosis letal de 1085 mj / cm2 99.99% de tasa bactericida (la concentración inicial de tcid50 viral es de aproximadamente 105.8 / ml) y los modelos correspondientes de desinfección de superficie y purificación de aire pueden ayudar a desarrollar varios tipos de productos con luz ultravioleta profunda.

6.referencias

[1] comisión nacional de salud. Tratamiento de neumonía por coronavirus novedoso (ensayo 4) [z] 202020．

[2] ledinside． bajo la epidemia, sobre la esterilización ultravioleta de estos puntos de conocimiento para saber!

[eb / ol] ．https: //www.ledinside.cn/news/20200204-46872.html

[3] ¿Qué podemos aprender de los sars contra un nuevo coronavirus?

[eb / ol] ．https: //news.china.com/socialgd/10000169/20200121/37728369_all.html#page_2

[4] darnell m e r, subbarao k, feinstone s m, et al. inactivación del coronavirus que induce el síndrome respiratorio agudo severo, sars-cov [j]. revista de métodos virológicos, 2004,121: 85-91.

[5] darnell m e, taylor d r. evaluación de los métodos de inactivación para el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo en productos sanguíneos no celulares [j]. transfusión, 2006,46 (10): 1770-1777.

[6] duan s m, zhao x s, wen r f, et al. estabilidad del coronavirus sars en muestras humanas y el medio ambiente y su sensibilidad al calentamiento y la irradiación ultravioleta [j]. biomed environment sci, 2003,16 (3): 246-255.

[7] andador c m, ko g. efecto de la irradiación germicida ultravioleta en aerosoles virales [j]. ciencia del medio ambiente & amp; tecnología, 2007,41 (15).

[8] kurt bedell b, buchaklian a h, stanley perlman m. eficacia de un sistema automatizado de desinfección ultravioleta-c de sala completa automatizado contra coronavirus mhv y mers-cov [j]. control de infecciones & amp; epidemiología hospitalaria, 2016,37 (5): 598-599.

[9] referencias de duvtek

¿Cómo medir la potencia e intensidad ultravioleta?

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