病毒分子生物学鉴定法(紫外线对COVID-19病毒的灭活波长分布)
2019年末爆发的新冠病毒仍肆虐全球,若要灭活COVID-19病毒,哪种波长以及多大辐射的紫外线效率最高呢?
图1:激光系统示意图
(左:激光-光纤耦合系统;中:BSL-3大门外走廊上的激光系统;右:BSL-3内部实验装置,包括存放SARS-CoV-2样本的容器。图片来源:NIST)
解答以上两个问题需要克服两个主要障碍。首先,研究人员需要将病毒完全分离出复杂的外界环境;其次,每次只能用一种单一波长的紫外线照射病毒,并且在两次测试之间微调参数。
近日,美国国家标准与技术研究所(NIST)和国家生物防御分析与对策中心(NBACC,美国国土安全部科学与技术局所属实验室)合作,共同克服障碍,得到了若干种紫外线和不同可见光波长对COVID-19的影响,完成了可能是有史以来针对新冠病毒的最彻底的实验,以上成果发表在新锐期刊《Applied Optics》上。
论文表明,实验室环境的生物安全等级为Ⅲ级(BSL-3),用于研究具有高度气溶胶扩散危险的微生物。在该实验室中,该团队用单色光辐射COVID-19病毒样本系统,试图最大程度研究COVID-19病毒。
所以SARS-CoV-2型的克星是什么呢?结果表明,没有显著差别:和其它病毒,如流感病毒一样,这种病毒容易收到紫外线影响。而最有效的波长在UVC范围内(即222 - 280 纳米,又称短波灭菌紫外线),波长比UVB范围(280 - 315 纳米)短。
此外,研究人员还表明,病毒周围的环境可以保护病毒不受光线干扰。在这项研究中,设立纯水和含有盐分、蛋白质等物质模拟人类唾液的对照组,结果表明更低强度的紫外线就可以灭活纯水中的病毒。该团队还使病毒悬浮在模拟唾液中,模拟现实世界中打喷嚏和咳嗽的情况,得到更直接的信息,比先前研究结果更具参考性。
NBACC的Michael Schuit说:“我认为这项研究的一大贡献就是,证明理想条件下的实验结果与实际情况有不可忽视的偏差。如果病毒被类似唾液的物质包裹,紫外线的灭活效率就会降低。”
利用以上结果,紫外线消毒设备制造商和监管机构进一步探索在医疗环境、飞机甚至其它液体中,应该辐射病毒多长时间使其灭活。
NIST团队与另一个合作团队先前的合作工作奠定了以上研究的基础。
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