Fotônica ultravioleta profunda para a desinfecção do SARS-CoV-2 e suas variantes no ambiente criogênico

A irradiação ultravioleta profunda (DUV) é uma maneira rápida e eficaz de inibir a propagação de microrganismos patogênicos, pois pode destruir diretamente os materiais genéticos dos microrganismos ou impedir a replicação efetiva do material genético.

Desde o surto de COVID-19 (provocado pelo SARS-CoV-2), a tecnologia ultravioleta tem sido usada para desinfecção do ar e da superfície. No entanto, as influências das variantes virais do SARS-CoV-2 (delta e omicron) e baixas temperaturas na eficácia virucida do DUV ainda são desconhecidas.

Em particular, o SARS-CoV-2 é capaz de sobreviver por mais tempo em baixas temperaturas, e as autoridades relevantes testaram repetidamente positivo para COVID na superfície de mercadorias na logística da cadeia de frio. Portanto, seria muito importante entender a fotônica DUV para a desinfecção do SARS-CoV-2 e suas variantes no ambiente criogênico e, assim, ajudar na construção da barreira de biossegurança.

Simultaneamente, as tradicionais fontes de luz ultravioleta (representadas pelas lâmpadas de mercúrio) vão desaparecer devido ao potencial de poluição do meio ambiente (a implementação da Convenção de Minamata). A fonte de luz de estado sólido DUV tem as vantagens de comprimento de onda de banda estreita, interruptor ecológico, compacto e de alta velocidade, etc., e representaria a tendência futura da fonte de luz ultravioleta com excelente valor científico e prático. No estágio atual, a fonte de luz de estado sólido DUV ainda precisa melhorar constantemente sua intensidade de irradiação, área e uniformidade para alcançar uma desinfecção de grande área e alta eficiência.

O grupo de pesquisa da Universidade de Xiamen desenvolveu uma alta saída de luz (3,2 W) e uma fonte de luz planar uniforme composta por diodos emissores de luz (LEDs) de 275 nm com base na curva de eficácia germicida. Essa fonte de luz pode matar SARS-CoV-2, H1N1 e staphylococcus aureus (≥99,99% em temperatura ambiente) em um segundo. A pesquisa foi publicada na revista Avanços Opto-Eletrônicos.

Enquanto isso, as lacunas de pesquisa foram preenchidas em relação às influências de variantes virais (delta e ômicron) e baixas temperaturas na eficácia viricida do DUV. O efeito letal do DUV foi reduzido pelo ambiente criogênico, por exemplo, a dose do DUV precisou ser dobrada a -50 °C para atingir o mesmo desempenho de inativação em comparação com a temperatura ambiente para a variante do ômicron. Isso foi provocado principalmente pela energia térmica diferente e pela chance de captura no modelo de grande relaxação em U negativo. Além disso, a inativação do omicron exigiu uma dose de DUV significativamente maior em comparação com outras cepas virais, o que se deveu teoricamente às suas características genéticas e protéicas.

Por último, mas não menos importante, este grupo de pesquisa investigou a relação entre a dose de DUV e a eficácia viricida do SARS-CoV-2 em diferentes temperaturas. As descobertas deste estudo seriam significativas para o uso da desinfecção DUV em condições de frio (por exemplo, logística da cadeia de frio alimentar e ao ar livre no inverno), e a sugestão relevante de desinfecção DUV contra COVID-19 foi fornecida.

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