Faxex tal-mewġ dojoq ta 'Dawl UV Joqtlu l-Mikrobi

Lura fl-2012, ix-xjentisti NIST u l-kollaboraturi tagħhom ippubblikaw diversi karti dwar xi sejbiet fundamentali b'benefiċċji potenzjali għall-kumpaniji tal-utilità tal-ilma. Iżda dawn l-artikoli qatt ma spjegaw kompletament is-setup tal-irradjazzjoni li għamel ix-xogħol possibbli.

Issa, għall-ewwel darba, ir-riċerkaturi tan-NIST qed jippubblikaw id-dettalji tekniċi tal-esperiment uniku, li kien jiddependi fuq lejżer portabbli biex jittestja kemm il-wavelengths differenti tad-dawl UV inattivaw mikroorganiżmi differenti fl-ilma. Ix-xogħol jidher illum fir-Reviżjoni ta 'Strumenti Xjentifiċi (RSI).

& quot; Aħna' Ilna snin li rridu niktbu dan formalment," qal NIST' s Tom Larason." Issa għandna ħin biex ngħidu lid-dinja dwarha."

Urġenza waħda għall-pubblikazzjoni ta 'deskrizzjoni sħiħa tas-sistema NIST hija li r-riċerkaturi jaħsbu li jużaw dan is-setup tal-UV għal esperimenti ġodda li jmorru lil hinn mill-istudju tal-ilma tax-xorb u fid-diżinfezzjoni ta' uċuħ solidi u arja. L-applikazzjonijiet potenzjali jistgħu jinkludu diżinfezzjoni aħjar mill-UV tal-kmamar tal-isptar u anke studji ta ’kif id-dawl tax-xemx jattiva l-koronavirus responsabbli għal COVID-19.

& quot; Sa fejn naf jien, ħadd ma rduppja dan ix-xogħol, għallinqas mhux għar-riċerka bijoloġika," Larason qal." Huwa għalhekk li&# 39 irridu noħorġu din il-karta issa."

Tajjeb Bix-Xorb

Id-dawl ultravjola għandu tulijiet ta 'mewġ li huma qosra wisq biex tarahom l-għajn tal-bniedem. L-UV tvarja minn madwar 100 nanometru (nm) sa 400 nm, filwaqt li l-bnedmin jistgħu jaraw qawsalla ta 'kulur minn vjola (madwar 400 nm) għal aħmar (madwar 750 nm).

Mod wieħed kif jiġi diżinfettat l-ilma tax-xorb huwa li jirradjah b'dawl UV, li jkisser il-mikroorganiżmi ta 'ħsara' DNA u molekuli relatati.

Fiż-żmien tal-istudju oriġinali, ħafna mis-sistemi tal-irradjazzjoni tal-ilma użaw lampa UV li kienet toħroġ ħafna mid-dawl UV tagħha f'wavelength waħda, 254 nm. Għal bosta snin, għalkemm, il-kumpaniji tal-utilità tal-ilma wrew interess dejjem jikber f'tip differenti ta 'lampa ta' diżinfezzjoni li kienet" polikromatika," li jfisser li ħareġ dawl UV f'diversi tulijiet ta 'mewġ differenti. Iżda l-effettività tal-lampi l-ġodda ma kinitx definita sew, qal Karl Linden, inġinier ambjentali tal-Università ta 'Colorado Boulder (CU Boulder) li kien investigatur prinċipali fl-istudju tal-2012.

& quot; Skoprejna f'nofs is-snin 2000 li sorsi polikromatiċi tal-UV kienu aktar effettivi għall-inattivazzjoni tal-virus - speċifikament minħabba li dawn il-lampi pproduċew dawl UV f'tul ta 'mewġ baxx, taħt 230 nm," Qal Linden." Iżda kien diffiċli li tikkwantifika kemm aktar effettivi u x'kienu l-mekkaniżmi ta 'dik l-effettività."

Fl-2012, grupp ta ’mikrobijoloġisti u inġiniera ambjentali mmexxija minn CU Boulder kien interessat li jżid mal-bażi tal-għarfien li l-kumpaniji tal-utilità tal-ilma kellhom fir-rigward tad-diżinfezzjoni tal-UV. B'finanzjament mill-Fondazzjoni għar-Riċerka dwar l-Ilma, organizzazzjoni li ma tagħmilx profitt, ix-xjenzati kienu qed ifittxu li jittestjaw metodikament kemm sensittivi kienu mikrobi varji għal tulijiet ta 'mewġ differenti ta' dawl UV.

Normalment, is-sors tad-dawl għal dawn l-esperimenti kien ikun lampa li tiġġenera firxa wiesgħa ta 'wavelengths UV. Biex tnaqqas il-medda tal-frekwenzi kemm jista 'jkun, ir-riċerkaturi' pjan kien li jiddi d-dawl permezz tal-filtri. Iżda dak xorta kien jipproduċi meded relattivament wesgħin ta '10-nm ta' dawl, u frekwenzi mhux mixtieqa kienu jinfirdu mill-filtru, u b'hekk ikun diffiċli li jiġi ddeterminat eżattament liema tulijiet ta 'mewġ kienu qed inattivaw kull mikroorganiżmu.

Il-mikrobijoloġisti u l-inġiniera riedu sors aktar nadif u aktar kontrollabbli għad-dawl UV. Allura, talbu lin-NIST biex jgħinu.

NIST żviluppa, bena u ħadem sistema biex iwassal raġġ UV ikkontrollat ​​sew fuq kull kampjun ta 'mikro-organiżmi li qed jiġi ttestjat. Is-setup kien jinvolvi t-tqegħid tal-kampjun inkwistjoni - dixx Petri mimli bl-ilma b'ċerta konċentrazzjoni ta 'wieħed mill-kampjuni - f'għeluq issikkat għad-dawl.

Dak li jagħmel dan l-esperiment uniku huwa li NIST iddisinja r-raġġ tal-UV biex jitwassal permezz ta 'laser intonabbli." Intonabbli" ifisser li jista 'jipproduċi raġġ ta' dawl b'faxxa tal-frekwenza estremament dejqa - inqas minn nanometru wieħed - fuq firxa wiesgħa ta 'wavelengths, f'dan il-każ minn 210 nm sa 300 nm. Il-laser kien ukoll portabbli, u ppermetta lix-xjenzati jġibu fil-laboratorju fejn kien qed isir ix-xogħol. Ir-riċerkaturi użaw ukoll rilevatur tal-UV ikkalibrat NIST biex ikejjel id-dawl li jolqot id-dixx Petri qabel u wara kull kejl, biex jiġi żgurat li tassew jafu kemm dawl kien qed jolqot kull kampjun.

Kien hemm ħafna sfidi biex is-sistema taħdem. Ir-riċerkaturi trasportaw id-dawl UV għad-dixx Petri b'serje ta 'mirja. Madankollu, tulijiet ta 'mewġ UV differenti jeħtieġu materjali li jirriflettu differenti, għalhekk ir-riċerkaturi tan-NIST kellhom jiddisinjaw sistema li użat mirja b'diversi kisjiet li jirriflettu li jistgħu jibdlu bejn testijiet oħra. Huma kellhom ukoll jakkwistaw diffużur tad-dawl biex jieħdu r-raġġ tal-lejżer - li għandu intensità ogħla fiċ-ċentru - u jferrxuh sabiex ikun uniformi mal-kampjun kollu tal-ilma.

Ir-riżultat aħħari kien serje ta 'graffs li wrew kif mikrobi differenti rrispondew għad-dawl UV ta' wavelengths differenti - l-ewwel dejta għal uħud mill-mikrobi - bi preċiżjoni akbar minn qatt qabel imkejla qabel. U t-tim sab xi riżultati mhux mistennija. Pereżempju, il-viruses esibew sensittività miżjuda hekk kif il-wavelengths naqsu taħt il-240 nm. Iżda għal patoġeni oħra bħal Giardia, is-sensittività għall-UV kienet bejn wieħed u ieħor l-istess anke meta l-wavelengths naqsu.

& quot; Ir-riżultati minn dan l-istudju ntużaw ta 'spiss minn kumpaniji ta' utilità tal-ilma, aġenziji regolatorji u oħrajn fil-qasam tal-UV li jaħdmu direttament fuq l-ilma - u wkoll id-diżinfezzjoni tal-arja," qalet l-inġinier ambjentali ta ’CU Boulder Sara Beck, l-ewwel awtur fuq tliet karti prodotti minn dan ix-xogħol tal-2012." Nifhmu liema tulijiet ta 'mewġ tad-dawl inattivati ​​patoġeni differenti jistgħu jagħmlu l-prattiċi ta' diżinfezzjoni aktar preċiżi u effiċjenti," hi qalet.

Jien, Robot UV

L-istess sistema li NIST iddisinjat biex twassal faxxa dejqa kkontrollata ta 'dawl UV għal kampjuni ta' ilma tista 'tintuża wkoll għal esperimenti futuri b'applikazzjonijiet potenzjali oħra.

Pereżempju, ir-riċerkaturi jittamaw li jesploraw kemm id-dawl UV joqtol il-mikrobi fuq uċuħ solidi bħal dawk li jinsabu fil-kmamar tal-isptar, u anke mikrobi sospiżi fl-arja. Fi sforz biex inaqqsu l-infezzjonijiet miksuba fl-isptar, xi ċentri mediċi kienu qed jarmu kmamar b'raġġ sterilizzanti ta 'radjazzjoni UV li jinġarru minn robots.

Iżda għad m'hemmx standards reali għall-użu ta 'dawn ir-robots, ir-riċerkaturi qalu, għalhekk għalkemm jistgħu jkunu effettivi,' huwa diffiċli li tkun taf kemm huma effettivi, jew li tqabbel il-qawwiet ta' mudelli differenti.

& quot; Għal apparat li jirradja l-uċuħ, hemm ħafna fatturi varjabbli. Kif taf li&# 39 qed jerġgħu jaħdmu?" Larason qal. Sistema bħal NIST' tista 'tkun utli biex tiżviluppa mod standard biex tittestja mudelli differenti ta' bots tad-diżinfezzjoni.

Proġett potenzjali ieħor jista 'jeżamina l-effett tad-dawl tax-xemx fuq il-koronavirus ġdid, kemm fl-arja kif ukoll fuq l-uċuħ, qal Larason. U l-kollaboraturi oriġinali qalu li jittamaw li jużaw is-sistema tal-lejżer għal proġetti futuri relatati mad-diżinfezzjoni tal-ilma.

& quot; Is-sensittività ta ’mikro-organiżmi u viruses għal tulijiet ta’ mewġ differenti ta ’l-UV għadha rilevanti ħafna għall-prattiki kurrenti ta’ diżinfezzjoni ta ’l-ilma u l-arja," Beck qal," speċjalment minħabba l-iżvilupp ta 'teknoloġiji ġodda kif ukoll sfidi ġodda ta' diżinfezzjoni, bħal dawk assoċjati ma 'COVID-19 u infezzjonijiet akkwistati fl-isptar, per eżempju."

Sors tal-Istorja:

Materjaliipprovdut minnIstitut Nazzjonali tal-Istandards u t-Teknoloġija (NIST). Oriġinali miktub minn Jennifer Lauren Lee. Nota: Il-kontenut jista 'jiġi editjat għall-istil u t-tul.