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紫外线LED灯杀死新冠病毒,是谣言还是科学?

2021-01-14    

中国照明网报道

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导语: 全球新冠病毒疫情再次升级!新冠病毒,开始超强变异,传播力比之前高出70%!

  全球新冠病毒疫情再次升级!新冠病毒,开始超强变异,传播力比之前高出70%!

  这场危机使得病毒消杀领域受到前所未有的重视。紫外线杀菌灯作为杀菌消毒工具,成为不少人对战新冠病毒的重要“武器”。但它是否能真的杀死新冠病毒?

  意大利专家:目前没有LED灯可以杀死冠状病毒

  据意大利媒体报道,近日,在意大利电视广告上出现了一则LED灯广告,该广告这种灯能杀死所有细菌以及冠状病毒,杀菌率为99.8%惹出争议。

  该广告还指出,该灯泡发出的光并非紫外线光,因此是安全的,可以在照明的同时杀死病毒和细菌。然而记者调查发现,这种杀菌技术并没有科学界的认可,也没有相关科学杂志刊登过此类杀灭冠状病毒的技术。

  米兰大学临床医学系副教授Mara Biasin对此表示,无法确定该灯泡杀灭病毒的原理。众所周知紫外线可以在数秒内清除微生物,因为紫外线可以分解微生物的DNA以及病毒的RNA,但截至目前,没有尚无法确定非紫外线的可见光可以杀灭细菌。

  此外,也确实有一些短波长的紫外线如UVC紫外线用在水族馆中,起到对鱼缸杀菌的作用。而关于紫外线能否杀死新冠病毒,Mara Biasin告诉记者,在几个月前米兰多家专业机构联合进行了实验,用多种紫外线照射了不同浓度的新冠病毒溶液,但目前尚未得出专业的结论。

  报道称,根据此前的实验,杀死冠状病毒需用UVC紫外线才有效果,但如果要用这种方法杀死新冠病毒,那么人类如果在距离UVC光源25厘米处停留1小时,那么就会致命。

  此外,欧盟非食品安全警报系统曾对在线销售的一些紫外线灯做了检测,发现不少紫外线灯确实具有一定的杀菌能力,但大多数并不发出UVC紫外线,因此对冠状病毒杀伤力不大。此外,市面上销售的杀菌紫外线灯其紫外线强度很多都不符合欧盟标准,都对健康有害。

  最后,意媒指出,如果一款无法杀灭病毒的灯,因为宣传其有杀菌作用,给使用者造成错误的安全感,同样也是危险的,会导致人们放松警惕反而更易被感染。

  加拿大卫生部:别用谎称能杀死新冠病毒的紫外线灯

  加拿大卫生部建议不要使用一种未经检验的紫外线灯。他们说,正在出售的所谓“可以抗击病毒”的手持紫外线灯不仅无效,而且很危险。

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  11月18日发布的一份公告警告加拿大人,有些公司在生产一种自称可以为表面消毒、抗击新冠的紫外线灯。

  警告中说,这种灯现在还没有得到任何检验,并且在家庭环境尤其是在皮肤上使用紫外线,危害远大于益处。

  这种产品是什么?目前有多种紫外线灯和紫外线棒在加拿大销售,都吹嘘自己可以对表面进行清洁且足以杀死新冠病毒。它们通常是小型手持设备,可以对着任何物体挥舞。在某些情况下,有些灯是用来照射皮肤的。

  任何生产此类声称能防止新冠病毒设备的公司,必须要能证明设备有效。然而,加拿大卫生部从未收到过任何紫外线能杀死病毒的证明,使用虚假或误导性声明销售健康相关产品是非法的。

  广州消委会:谨慎选购使用紫外线杀菌灯

  12月8日,在广州市消费者委员会举办的紫外线杀菌灯比较试验通报会上,广州市消委会副主任张开仕公布比较试验结果,其中8款宣称有臭氧灯的样品未依照相关标准要求在样品或说明书上标示臭氧产出率的值,11款宣称无臭氧灯样品,初始臭氧产出率实测值均低于无臭氧灯的要求。消委会建议消费者选购时应该查看紫外线杀菌灯光源是否有标识信息,要仔细阅读说明书,留意使用方法、安全注意事项,否则在使用中可能带来安全隐患。

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  紫外线杀菌灯是一种装有紫外线杀菌灯光源的杀菌消毒装置产品,广泛用于室内物体表面和空气的杀菌消毒,利用紫外线石英灯管发出的波长为185nm和(或)254nm的紫外线直接照射杀灭有害微生物,有些产品还会产生一定浓度的臭氧对微生物进行杀灭。新冠肺炎疫情期间,有消息称冠状病毒对紫外线和热敏感,这让紫外线杀菌灯在市场上走俏起来,市面上一度出现供不应求的情况。紫外线杀菌灯不是传统消费品,对于其各项安全及使用性能消费者都不尽了解。事实上,该类产品发出的紫外线也会对人体产生照射伤害,且紫外线为不可见光,如果结构设计不合理,容易误操作而导致人体皮肤、眼睛的伤害。

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  据了解,6-11月,广州市消委会开展了紫外线杀菌灯商品比较试验,根据前期市场调查,选择了较多消费者购买包括雷士、欧普、佛山照明(FSL)、朗能等品牌的20款样品。除了依照相关标准、方法对样品进行测试,同时还邀请志愿者对样品的使用性能进行评价,以使消费者能更直观了解试验结果,清晰了解不同品牌、档次的紫外线杀菌灯在杀菌效果及性能等方面的优缺点。

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  结果显示,20款样品均通过了杀菌/消毒时间、杀菌效果、启动特性、灯的外形尺寸和灯头的测试;8款样品在紫外线辐射照度测试中表现较好;8款宣称有臭氧灯的样品,未依照相关标准要求在样品或说明书上标示臭氧产出率的值,相关标准规定,宣称有臭氧产出的,其初始臭氧产出率实测值应不低于标称值的80%;11款宣称无臭氧灯样品,初始臭氧产出率实测值均低于无臭氧灯的要求(<0.05g/(kW•h));1款未宣称有臭氧或无臭氧的样品,其初始臭氧产出率实测值满足无臭氧灯的要求(<0.05g/(kW•h))。

  紫外LED有望杀死新冠病毒?

  在最近的研究中,研究人员发现紫外线发光二极管(LED)可以快速有效地杀死人类冠状病毒HCoV-OC43。如果将来的研究确认它们还可以有效对抗SARS-CoV-2,则该技术可能成为一种快速且廉价的方法,在医院和工业环境中对地面、通风系统和供水系统进行消毒。

  这是首次针对冠状病毒家族中的病毒在不同波长或频率下对UV-LED辐射的消毒效率进行的研究。由特拉维夫大学的Hadas Mamane教授领导的团队完成,文章发表在2020年11月的《光化学与光生物学杂志》上。

  研究小组利用人类冠状病毒OC43(HCoV-OC43)作为SARS-CoV-2的替代品,测试了不同的UV LED灯泡(发射不同的波长——以nm为单位),看哪种波长能有效地灭活HCoV-OC43病毒。

  将放置在暗管中的病毒悬浮液暴露在UV LED光下后,研究小组发现,285nm的波长对灭活病毒非常有效,几乎与265nm的波长一样有效,在30秒内就能灭活99.9%的冠状病毒。

  此外,其他病毒对这些波长也表现出类似的敏感性,这表明这项技术可以用来对付多种类型的人类冠状病毒,包括SARS-CoV-2。

  研究人员表示,这些发现意义重大,因为285nm的UV LED灯不仅可以对冠状病毒进行消毒,而且比265nm的品种更便宜、更容易获得。

  由于研究人员使用了HCoV-OC43而不是SARS-CoV-2,他们表示,未来的工作将集中在测试LED及其组合对能引发新冠肺炎的病毒的影响来证实这些结果。

  为何使用其他病毒替代?

  研究的共同作者Yoram Gerchman博士表示:"SARS-CoV-2需要生物安全3级(BSL3)的实验室来繁殖(虽然不能用于分析),因为它引起的疾病要严重得多。HCoV-OC43病毒只需要生物安全等级2级的实验室。当时,舍巴医院病毒学中心的BSL3实验室正在装修,我们不想耽误时间。"

  Gerchman博士解释说,使用细菌噬菌体(一种感染细菌但不感染人类的病毒)作为替代病毒是很常见的,因为研究人员可以在生物安全1级实验室中使用它们。

  此外,研究团队在研究中使用的替代病毒与SARS-CoV-2属于同一beta冠状病毒属,在大小和结构上与它非常相似。

  不建议家庭使用

  特拉维夫大学的内部新闻提醒:尝试使用这种方法对房屋内的表面进行消毒非常危险。为了完全有效,必须设计一个系统,使人不会直接暴露在光线下。

  波长范围在200至400纳米(nm)之间的广谱UVC光通过破坏将DNA结合在一起的分子键,可以非常有效地杀死细菌和病毒。这种常规的紫外线通常用于消毒外科手术设备。

  “不幸的是,传统的杀菌紫外线也会危害人类健康,并可能导致皮肤癌和白内障,从而阻碍了其在公共场所的使用。”哥伦比亚大学放射研究中心主任David Brenner医生解释说。

  高功率密度深紫外LED杀菌光源“秒杀”新冠病毒

  与传统的化学试剂杀菌方式不同,深紫外光源能够直接解离细菌与病毒内部的遗传载体,具有杀菌高效,无持续性伤害等优点。近年来,AlGaN基深紫外LED以出光单色性好、杀菌效果显著、安全无毒且体积轻便在杀菌领域一枝独秀;但是,仍然面临着底层AlN模板质量有待提高、高铝组分P型区载流子浓度偏低、量子阱区量子史塔克效应导致载流子复合效率低等一系列问题有待进一步解决。

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  (a) 深紫外LED的输出功率与电流曲线(插图为对应发光谱) (b)深紫外LED阵列(15×13) 集成光源工作状态展示,阵列面积为3.0 × 3.6 cm2。(c) 集成光源在不同辐照距离处的功率密度与工作电流关系曲线。杀灭病毒实验的位置以红星标记,考虑到单个LED的发光效率,选择1.3 A的作为工作电流。(d) 新冠病毒杀灭实验示意图。

  近日,北京大学、松山湖材料实验室和中国医学科学院的合作者成功实现了AlGaN基全结构深紫外LED,并以此为基础制作了具有高功率密度的杀菌光源模组,并且在对新冠病毒的杀灭实验中表现优异。

  该工作覆盖了上游材料外延、中游芯片设计制备、下游器件与模组封装等全产业链范围:1) 在外延端基于纳米级图形化衬底和高温MOCVD技术,获得了高晶体质量的AlGaN基深紫外LED外延结构;2) 在中游流片端通过设计电极结构与摸索电极工艺实现高电流注入效率与高出光效率;3) 在下游通过利用AlN陶瓷基板,优化封装工艺与电路设计,实现稳定性优异的高功率杀菌模组。通过三部分相互配合,所组装的高功率密度深紫外杀菌光源在中国医学科学院实验动物科学研究所BSL-3级实验室实现了对新冠病毒1秒的瞬间杀灭,在与空白对照组的实验中,辐照组结果显示超过99.99%的新冠病毒被彻底杀灭。

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深紫外集成光源在1秒内杀灭新冠病毒实验结果

  新冠疫情显现了巨大潜力,更为未来深紫外杀菌行业提供了新的发展思路。该工作充分展现了AlGaN基深紫外LED优异的杀菌性能,不仅在短期内为缓解新冠疫情显现了巨大潜力,更为未来深紫外杀菌行业提供了新的发展思路。

  相关论文在线发表在Adv. Funct. Mater.上 (DOI: 10.1002/adfm.202008452)。北京大学王新强教授和中国医学科学院丛喆教授为该文的通讯作者。

  德岛大学成功量化灭活新冠病毒的“深紫外光量”

  日本德岛大学研究生院医齿药学研究部(BMS)和该校后LED光子学研究所(pLED)组成的联合研究团队,利用深紫外线成功灭活(灭活率为99.9%以上)了新冠病毒(SARS-CoV-2),并量化了所需的光量,而且还成功获得了可应用于液体和空气等任何环境的基础灭活数据。这样可以在生产新冠病毒灭活装置时提供性能评估依据。

  BMS和pLED为了开发利用深紫外LED灭活新冠病毒技术,于2020年5月建立了由医学、光学和工学专业的研究人员组成的研究体制“德岛大学新冠病毒等对策研究开发事业项目组”。另外,为有效推进新冠病毒研究,还在生物安全等级为3级的实验室导入了高性能设备,创造了从设备开发到病毒解析可以无缝实施的环境。

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  利用深紫外LED灭活新冠病毒的实验结果。可以看出用多大的波长和多大的功率照射多长时间,能灭活多少病毒。

  研究团队通过优化病毒培养液和深紫外LED的照射方法等,开发出提高了定量性的灭活评估法,可以推测实际照射到病毒上的光能,由此获得了可应用于任何环境(液体中、空气中等)的基础灭活数据。

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深紫外LED照射系统

  此次获得的基础数据可以在民间企业开发具备新冠病毒灭活功能的 “空气净化器” 和“净水器”等时,提供 “深紫外光灭活指南”。今后将根据此次的验证结果,整理并公开关于灭活技术的信息,从而推动新冠病毒灭活装置的开发。

  LED深紫外线照射器,可杀死新冠病毒

  日本日亚化学工业公司宣布,该公司开发的LED深紫外线照射器,可以在一定的条件下,具有杀死新冠病毒的作用,让新冠病毒产生99.99%的不活化效果。

  总部位于徳島県阿南市的日亚化学工业公司,是日本最大的LED制造企业,2014年获得诺贝尔物理学奖的中村修二,在这一家公司工作时,研发出了蓝色LED。

  根据该公司的介绍,用LED光的波长的短的深紫外线照射新型冠状病毒,可以损害新冠病毒的RNA(核糖核酸),减弱遗传信息(基因组)复制功能,灭菌效果基本上达到100%。

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  该公司制作了12个深紫外线LED串联排列的样机,并请专门研究病毒学的德岛大学研究生院教授野间口雅子等人进行了实验。结果证实,用波长为280纳米的样机照射30秒,新冠病毒就会出现99.99%的不活化效果。把LED样机放到杀菌对象几厘米距离的话,瞬间产生跟酒精杀菌同样的效果。

  在12月17日于德岛内举行的记者会上,该公司专务董事镰田广表示:“作为业界最高水平的产品,我们已经具备了量产化的体制。”

  根据日亚化学工业公司的设想,这一台特殊的LED照射器可以安装在空气净化器或空调等家电内部,或用于纸张等的消毒。但是考虑到对人体的影响,建议不直接照射皮肤。

  韩国公司 UVC LED可灭活99.9%的新冠病毒

  近期,韩国公司POINT ENGINEERING依赖韩国全北大学研究院进行新型冠状病毒实验,结果表明该公司275nm波段的深紫外LED灯珠具有99.9%的杀菌能力。特别是其9090尺寸250mW光功率的产品在短短2秒可以达到99.9%的杀菌效果,有助于企业开发短时间杀菌要求的产品。

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  资料显示,POINT ENGINEERING公司从2010年开始制作紫外线领域有比较突出表现能力的金属铝基板,至今已经进入了深紫外LED领域,且开发了3.5mW~1100mW为止多样化光功率UVC LED灯珠。

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新型冠状病毒的杀菌率实验

  POINT ENGINEERING在深紫外波段上拥有3mW~1100mW为止丰富的产品线,适用于一般消费类,母婴,医疗,产业等宽广的领域。为了防止感染新型冠状病毒,该公司与全球企业合作开发杀菌消毒产品,努力将更好的产品推向市场。

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  POINT ENGINEERING拥有自己的杀菌实验室,主要对应表面杀菌,水杀菌,空气杀菌等3个领域,常年积累的杀菌实验数据可以帮助客户提供杀菌方案,减少产品开发周期。

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  POINT ENGINEERING表示,许多专家预测将来会继续出现比新型冠状病毒更危险和更具传染性的病毒,并建议企业做好相应的准备。未来,以UVC LED为中心的杀菌市场和客户需求有望持续增长。

  克诺克UVC LED产品可灭活100%的新冠病毒

  芯顿集团宣布旗下江苏克诺克医疗科技有限公司的UVC产品通过了钟南山院士所在的病毒研究所权威检测,对新冠病毒和各类病菌细菌的杀菌率达100%。

  资料显示,芯顿集团是光半导体技术暨新材料和IC集成电路技术高新企业,旗下克诺克专业从事UVC芯片技术开发及深紫外LED灭菌杀毒应用产品生产、销售。

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  基于核心光半导体技术,克诺克与钟南山团队合作,就深紫外灭菌杀毒技术进行了深入研究,产品通过了钟南山院士所在的病毒研究所权威检测,测试结果显示克诺克新冠病毒屏障系列设备能100%杀灭新冠病毒以及各类病菌细菌。”

  克诺克UVC-LED新冠病毒屏障系列设备,从UVC-LED芯片到系列产品,从外观到零部件,核心技术全部为克诺克团队自主研发设计,和市面普通UVC消杀产品相比,具有超大功率,精准波长,超强秒杀100%灭菌杀毒等特点。

  冷链涉及环节众多,病毒传播路径广,从原产地,到生产加工,再运输至冷库储存,直至最终运输到销售点,过程中环节众多,且均有冷链从业人员参与其中,病毒传播风险大大增加。与食物以及包装相关的食品生产设备、器具、加工台面、手套、加工区域等均有病毒传播的风险。

  克诺克研发的新冠病毒屏障系列设备,可为冷链杀毒提供全套的解决方案,包括便携杀毒器、手持杀毒器、壁挂杀毒器、杀毒眼、空气净化消毒器、净水消毒一体机、杀毒模块。

编辑:严志祥

来源:广东LED综合整理

标签:紫外线  LED灯  新冠病毒  谣言  科学  

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