abstrakt : Gemäß der UV-Abtötungsdosis von Beta-Coronavirus-Coronavirus, wie Sars und Mers in der Literatur, wurde die 99,99% ige letale Ultraviolett-Dosis von 2019-ncovnovel Coronavirus ncp mit einer Anfangskonzentration von tcid50 von etwa 105,8 / ml mit 1085 mj angegeben / cm2 und das Basismodell von tiefes Ultraviolett geführt in Bezug auf Oberflächenantivirus und Luftreinigung wurde für die Entwicklung verschiedener Lieferungen vorgesehen.

1. Hintergrundinformationen

Es ist mehr als zwei Monate her, seit der Ausbruch des neuartigen Wuhan-Coronavirus aufgedeckt wurde. Eine große Menge medizinischer Ressourcen wurde in die Behandlung von Patienten, die Entwicklung von Behandlungsmethoden, das Screening der Wirksamkeit von Arzneimitteln sowie die Prävention und Kontrolle der Ausbreitung von Epidemien investiert. Die nationale Gesundheitskommission der Volksrepublik China gab den „Behandlungsplan für mit neuartigem Coronavirus infizierte Lungenentzündung (Trail Fourth Edition)“ [1] heraus, in dem erwähnt wurde, dass „das Verständnis der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Coronavirus hauptsächlich aus der Studie stammt von sars-cov und mers-cov. Das Virus ist empfindlich gegen Ultraviolett und Hitze, 56 bis 30 Minuten, Äther usw. inaktivieren das Virus effektiv. Diese physikochemische Eigenschaft des Coronavirus macht es möglich, die Ultraviolett-Desinfektionstechnologie zu verwenden, um das Coronavirus auf verschiedenen Oberflächen, in der Luft und in Wasser abzutöten. Eine große Anzahl von Ultraviolett-Geräten wurde in Umgebungen mit hoher Viruskonzentration wie Krankenhäusern eingesetzt [2,3 ]. In den Nachrichten der ultraviolett geführten Industrie wurde auch erwähnt, dass Dong Xiaoping, ein Experte des Instituts für Prävention und Kontrolle von Viruskrankheiten des chinesischen Zentrums für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten, feststellte, dass das Coronavirus UVC mit einer Intensität von mehr als 90 uw / cm2 ausgesetzt sein könnte töte das Sars-Virus in 30 Minuten [4]. Derzeit sind keine quantitativen Daten mehr zur Expression oder zu experimentellen Daten der letalen ultravioletten Dosis des neuen Coronavirus ncp 2019-ncov verfügbar. Bei der praktischen Anwendung der Ultraviolett-Technologie sind die Anwendungsumgebung, die Zieltötungsrate, die Ultraviolettintensität und die Dosis die technischen Indizes, die berücksichtigt werden müssen. Das Fehlen quantitativer experimenteller Daten führt dazu, dass die Anwendung von UV-Lampenröhren oder UV-LEDs auf qualitativem oder empirischem Niveau bleibt.

Natürlich ist es aufgrund begrenzter experimenteller Ressourcen schwierig, die UV-Abtötungsdosis und die Kinetik des neuartigen Coronavirus ncp 2019-ncov zu untersuchen. Während der Sars-Epidemie lieferte die Forschung zum Maus-Hepatitis-Virus (mhv) daher eine sehr gute wissenschaftliche Grundlage für die Entdeckung, Identifizierung und das Verständnis der physikochemischen Eigenschaften von Sars. Es ist bekannt [5], dass das Coronavirus vier Virusgattungen enthält, nämlich Alpha-Coronavirus, Beta-Coronavirus, Delta-Coronavirus und Gamma-Coronavirus. Das hoch pathogene Coronavirus sara-cov und mers-cov sowie das zur Untersuchung der molekularen Virologie des Coronavirus verwendete Modellvirus mhv sind Beta-Coronaviren. Das Genom dieses Virus ist ein einzelner positiver Strang rna, die Länge von etwa 30.000 Nukleinsäuren, gehört zum Genom der größten rna-Viren. mhv, sars-cov, mers-cov und ncp 2019-ncov weisen eine hohe Homologie und strukturelle Homogenität auf, so dass ihre Beständigkeit gegen ultraviolette Strahlung Ähnlichkeit und gegenseitigen Bezug aufweist.

Basierend auf den obigen Fakten fasste dieses Papier die Forschungsdaten der UV-Abtötung verschiedener Coronaviren wie Sars-Cov, Mhv-Cov in einem Teil der Literatur zusammen und fasste die UV-Dosis und die Einflussbedingungen von UVC zusammen, die für die Virusabtötung erforderlich sind die Oberfläche und in der Luft, um die Entwicklung von UVC-LED-Lieferungen zu steuern. Der spezifische Prozess der Viruskultur und des Experimentierens steht nicht im Mittelpunkt dieses Papiers. Bitte beziehen Sie sich auf die Referenz, die hier nicht wiederholt wird. In Anbetracht der Tatsache, dass Deep UV UV-LED bei Veröffentlichung der Referenzen keine beliebte Technologie war, wurden ausschließlich ultraviolette Quecksilberlampen verwendet, was nicht bedeutet, dass sie keine Referenzbedeutung für das Projektdesign von haben tiefes ultraviolettes UVC geführt. außerdem die Tötungseffizienz von 275 nm tiefes ultraviolettes LED ist das gleiche wie das der 254-nm-UV-Lampenröhre.

2. die Menge an ultravioletter Strahlung, die erforderlich ist, um das Coronavirus auf einer Oberfläche abzutöten

Feige. 1, Beziehung zwischen Überleben und Expositionszeit des Sars-Cov-Coronavirus unter UVC- und UVA-Bestrahlung [6]

Das Taylor-Team des Zentrums für biologische Bewertung und Forschung der US-amerikanischen Lebensmittel- und Arzneimittelverabreichung in den Jahren 2004 [6] und 2006 [7] zeigte dies unter Bestrahlung einer tiefen ultravioletten Lichtquelle mit der charakteristischen Wellenlänge von 254 nm und der Strahlungsintensität von 4016 × w / cm wurde die Probe des Sars-Cov-Virus mit der Anfangskonzentration von tcid50 von etwa 105,8 / ml nach 1 min teilweise getötet, und die Anzahl der Überlebensraten nach 6 min betrug ~ 10 / ml mit der Abtötungsrate über 99,99%. nach 10 Minuten ≤ 1,0 tcid 50 (log 10) / ml kann die Abtötungsrate als & gt; 99,99% angesehen werden. Aus der Tabelle ist auch ersichtlich, dass der logarithmische Wert der Abtötungsrate positiv mit der kumulativen Expositionsdosis korreliert ist (hier ist die Expositionszeit), und eine lineare Beziehung wird gebildet, bevor der logarithmische Wert unter 4 liegt, also bei 105,8 / ml Viruskonzentration betrug die erforderliche UV-Dosis für die Abtötungsrate von 99,99% 1445 mj / cm². Gemäß der linearen Beziehung zwischen dem Abtötungsraten-Log-Wert und der Dosis ist es nicht schwierig zu erhalten, dass die erforderliche Dosis von 99,9% Abtötungsrate 722 mj / cm² beträgt. Während uva die rna-Kette des Virus durch Kombination mit einem Photokatalysator zerstören kann, um reaktive Sauerstoffspezies zu erzeugen, hat uva ultraviolett (365 nm, 2133 kb / cm²) keine tötende Wirkung auf das sars-cov-Coronavirus. Das Xiao-Ping-Dong-Team [8] berichtete über Stärke & gt; 90 mu im Jahr 2003 w / cm2 im Quadrat UVC-Bestrahlungs-Coronavirus, 60 Minuten, um das Sars-Virus abzutöten (beachten Sie, dass das Original 60 Minuten 30 Minuten beträgt) anstelle der zuvor in den Nachrichten genannten, die kumulative Dosisumwandlung 324 mj / cm2, niedriger als Taylor Team 1445 mj / cm2, wahrscheinlich weil die Versuchsbedingung oder eine Virusprobenquelle und das Xiao-Ping-Dong-Team keine spezifischen Werte der Protokolldaten angegeben haben, sodass es den fünffachen Unterschied gibt (der sich im Protokoll über die Tötungsrate widerspiegelt) Wert ist nur 0,5). Unter dem Gesichtspunkt der Leistungsredundanz wird vorgeschlagen, dass die Anwendungshersteller eine Dosis von 1085 mj / cm2 gemäß der Abtötungsrate von 99,99% im Schemadesign benötigen.

Anfang dieses Monats breitete sich der Ausbruch aus. Gemäß der Literaturübersicht im In- und Ausland wurde die tödliche Dosis des neuen Coronavirus auf 1445 mj / cm² bei einer Anfangskonzentration von etwa 105,8 / ml neuartigem Coronavirus und einer Abtötungsrate von 99,99% geschätzt. Die Dosis ist ungenau und muss korrigiert werden. Dies ist die Dosis, die durch Multiplikation der optischen Leistungsdichte mit der Zeit berechnet wird. Diese Schlussfolgerung übersieht ein Detail, nämlich dass das Sars-Testszenario eine 1 cm hohe Wasserlösung war und es nicht genau ist, die Strahlungsdosis der gesamten Lösung mit einer Oberflächenfestigkeit von 4016 km / cm2 zu berechnen. Die Bestrahlungsintensität ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung. Daher ist die Strahlungsintensität am Boden der Lösung nicht die gleiche wie oben. Wenn Sie die kumulative Dosis berechnen, sollten Sie einen linearen Durchschnitt nehmen. LED ist eine kleine Lichtgröße, ungefähr Punktlichtquelle, bestrahlte Oberflächenverteilung ist nicht gleichmäßig, wenn man bedenkt, dass der Bereich von 1 cm Schwankungen gering ist, geringe Auswirkung, hier kann ungefähr durchschnittlich sein. Zusätzlich zur Absorption von UVC durch wässrige Lösung wurde in früheren Studien erwähnt, dass die Absorption von reinem Wasser 275 nm relativ gering ist und die Dispersionsdichte des Virus ebenfalls begrenzt ist, so dass die Absorption von Wasser hier ignoriert werden kann. Nach der Tiefenbewertung ändern wir hiermit feierlich die tödliche Dosis des neuartigen Coronavirus auf 1085 mj / cm2 als Referenz.

Das Sars-Cov-Virus im obigen Abtötungsexperiment wurde in Phosphatlösung dispergiert, was mit der Situation der Objektoberfläche und des Wassers verglichen werden kann. Natürlich wurde gezeigt, dass Coronaviren in Gewebe wie Blut nicht direkt durch ultraviolette Strahlung abgetötet werden können [7].

Abb.2 Abtötungsfähigkeit von Sars-Cov durch Gammastrahlen in verschiedenen Dosen [6]

Bemerkenswerterweise haben die Gammastrahlen (bis zu 15.000 rad), die normale menschliche Zellen und Krebszellen zerstören, nur geringe Auswirkungen auf das Sars-Virus.

3.uv Dosis erforderlich für die Zerstörung von Coronaviren in der Luft

Feige. 3 Überlebensrate von Coronavirus-Aerosolen unter ultravioletter Strahlung und ihre Beziehung zur Luftfeuchtigkeit [9]

In den 50 * 260 * 455 mm (l * w * h) Einzelzirkulationskanal mit einer Flussrate von 12,5 l / min wurde Luft mit einer Aerosolviruskonzentration von 104 ~ 105 pfu / ml und einer Feuchtigkeit von 50% rh zugeführt . Unter Verwendung einer 36-W-Ultraviolett-Quecksilberlampe (Ozonisolierung) zur Beleuchtung der Röhre von innen 455 mm wurde die Intensität der Ultraviolettstrahlung am geschlossenen Fenster auf 599 W / cm² eingestellt. Nach 15-minütigem stabilen Betrieb betrug die Abtötungsrate des aus dem Einzelzyklus-Auslass entnommenen mhv-Coronavirus im Vergleich zur Kontrollgruppe 87,8%. Die Daten in 2 zeigten auch, dass die Abtötungsrate des Virusaerosols bei hoher Luftfeuchtigkeit hoch war.

Das oben angegebene Datum bietet Datenunterstützung für das Luftdesinfektionsszenario. Grundsätzlich kann umgerechnet werden, dass im zyklischen Windmodus die Abtötungsrate des mhv-Coronavirus in der Luft von 30 Kubikmetern in 2 Stunden 87,8% beträgt, was 320 Stück benötigt 10mw 275nm UVC LED-Lichtperlen ist weit mehr als die Anzahl der Perlen in der natürlichen Bakterien-Szene (das theoretische Berechnungsergebnis beträgt 2 ~ 4 Stück [10], abhängig von der Produktstruktur). Die oberflächentötende Dosis von 99,99% von Escherichia coli beträgt etwa 13,2 mj / cm². Im zweiten Abschnitt dieses Dokuments beträgt die vom Sars-Virus benötigte Dosis das 110-fache der Escherichia coli, was im Wesentlichen mit der für die Luftreinigung erforderlichen Dosis-Mehrfach-Beziehung übereinstimmt. Um es im tatsächlichen Szenario anzuwenden, muss die Arbeitszeit der UVC-LED auf 24 Stunden kontinuierliches Öffnen geändert werden, sodass die Anzahl der UVC-LEDs, die für 30 Kubikmeter Raum konfiguriert werden müssen, 27 Stück beträgt, die erfüllt werden können die Kostenanforderungen der kommerziellen Anwendung. vermutlich kann auf diese Dosisbeziehung auch in statischem und fließendem Wasser Bezug genommen werden.

4. die Referenzbedeutung für die Abtötungsdosis von ncp 2019-ncovnovel coronavirus uvc uv

Feige. 4 die Beziehung zwischen Überleben und Erwärmungszeit von sars-cov nach Erhitzungsbehandlung bei verschiedenen Temperaturen [6]

Die experimentellen Daten zeigten, dass die Sars-Cov-Behandlung bei 56 ° C für 20 Minuten eine Abtötungsrate von über 99,99% erreichen und die bei 65 ° C erforderliche Zeit sogar um 10 Minuten reduziert werden konnte. Obwohl es Informationen gibt, dass ncp 2019-ncov getötet werden kann, wenn es 30 Minuten lang auf 56 ° C erhitzt wird, gibt es keine Analogie zwischen Wärmewiderstand und UV-Beständigkeit, so dass die physikochemischen Eigenschaften von Sars für die UV-Beständigkeit von ncp 2019-ncov nicht wissenschaftlich abgeleitet werden können , die nur als Referenz verwendet werden kann. kurt bedell, bs von der universität von lowa, usa, berichtete, dass in einer entfernung von 1,22 meter mhv-a59 und mers-cov mit einer konzentration von 8,9 * 105 pfu / ml, die ebenfalls zur gattung beta-coronavirus gehören, 10 min dauerten bzw. 5 min mit der doppelten tödlichen Dosisdifferenz [11]. Wie oben erwähnt, beträgt die Differenz der zweifachen Dosis, die sich in der Abtötungsrate widerspiegelt, jedoch nur einen logarithmischen Wert von 0,3, was der Differenz zwischen 99,9% und 99,95% bei einer hohen logarithmischen Basis entspricht, die in der Produktion ignoriert werden kann.

5. Schlussfolgerung

Das Virus ist ein weit verbreitetes, tief ultraviolett geführtes Industrieunternehmen. Es ist Aufgabe der effektiven Programmentwicklung und der Versorgung mit Kerngeräten, um noch weiter zu gehen. Es ist zu hoffen, dass die tödliche Dosis von 1085 mj / cm² (99,99%) bakterizide Rate (die Anfangskonzentration von viralem tcid50 beträgt etwa 105,8 / ml) und die entsprechenden Modelle zur Oberflächendesinfektion und Luftreinigung zur Entwicklung verschiedener Arten von Produkten mit tiefem UV-Licht beitragen können.

6. Referenzen

[1] Nationale Gesundheitskommission. Behandlung von Lungenentzündung durch neuartiges Coronavirus (Versuch 4) [z] ．2020．

[2] Ledinside．under der Epidemie, über die ultraviolette Sterilisation dieser Wissenspunkte zu wissen!

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

[3] Was können wir von Sars gegen ein neuartiges Coronavirus lernen?

[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. Inaktivierung des Coronavirus, das ein schweres akutes respiratorisches Syndrom auslöst, sars-cov [j]. Journal of Virological Methods, 2004, 121: 85-91.

[5] darnell m e, taylor d r. Bewertung von Inaktivierungsmethoden für das Coronavirus des schweren akuten respiratorischen Syndroms in nichtzellulären Blutprodukten [j]. Transfusion, 2006, 46 (10): 1770–1777.

[6] duan s m, zhao x s, wen r f, et al. Stabilität des Sars Coronavirus in menschlichen Proben und in der Umwelt und seine Empfindlichkeit gegenüber Erwärmung und UV-Bestrahlung [j]. biomed environ sci, 2003, 16 (3): 246 & ndash; 255.

[7] Walker c m, ko g. Wirkung der UV-keimtötenden Bestrahlung auf virale Aerosole [j]. Umweltwissenschaften & amp; Technology, 2007, 41 (15).

[8] kurt bedell b, buchaklian a h, stanley perlman m. Wirksamkeit eines automatisierten Ultraviolett-C-Desinfektionssystems für mehrere Räume mit mehreren Emittern gegen Coronaviren mhv und mers-cov [j]. Infektionskontrolle & amp; Hospital Epidemiology, 2016, 37 (5): 598–599.

[9] Referenzen von duvtek

Wie misst man die UV-Leistung und Intensität?

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