BAKTERIOBÓJCZOŚĆ

W ramach terminu “bakteriobójczy” mieści się, poza bakteriami, zdolność do niszczenia i dezaktywacji patogenów wirusowych, natomiast pod pojęciem “dezynfekcji“, rozumie się proces prowadzący do zniszczenia lub dezaktywacji 99.9% szkodliwych mikroorganizmów.

Promieniowanie UV jest wykorzystywane z powodzeniem w procesie dezynfekcji wody, powietrza i powierzchni od ponad 70 lat ( głównie długość fali wynosząca 253,4nm ), a jego skuteczność w dezaktywacji patogenów bakteryjnych i wirusowych, nie pozostawia najmniejszych wątpliwości.

Udowodniono naukowo, że daleki ultrafiolet UVC jest najskuteczniejszym bakteriobójczym pasmem promieniowania UV. Metoda dezynfekcji polegająca na bakteriobójczym promieniowaniu UV, zwana jest GUV ( Germicidal UV ) i jest oficjalnie polecana przez Światową Organizację Zdrowia ( WHO ) oraz Międzynarodowy Komitet Oświetleniowy (  Oświadczenie CIE w sprawie promieniowania nadfioletowego (UV) jako środka ograniczającego ryzyko rozprzestrzeniania się COVID-19 z dnia 12 maja 2020r. ).

Promieniowanie UVC wywołuje natychmiastową fotochemiczną reakcję w kwasie dezoskyrybonukleinowym ( DNA ) oraz rybonukleinowym ( RNA ), modyfikując jego strukturę cząsteczkową, co powoduje powstawanie tzw. dimerów oraz innych fotoproduktów pirymidynowych, które to hamują proces replikacji i transkrypcji genetycznej. Skutkiem tego, jest utracenie przez mikroorganizmy patogeniczne możliwości reprodukcji.

W ciągu ostatnich 80 lat przeprowadzono na całym świecie wiele badań skuteczności fotoinaktywacji – niszczenia promieniowaniem UV bakterii, wirusów, pleśni, grzybów, oraz innych potencjalnie szkodliwych dla zdrowia mikroorganizmów.

Natężenie bakteriobójczego promieniowania ultrafioletowego ( UVGI ), to energia promieniowania docierająca do powierzchni ze wszystkich kątów przednich na jednostkę powierzchni. W układzie SI wyraża się ona w watach na centymetr kwadratowy [ W/cm² ], miliwatach na centymetr kwadratowy [ mW/cm² ] oraz w mikrowatach na centymetr kwadratowy [ μW/cm² ]. Do celów związanych z projektowaniem i pracą na urządzeniach związanych z GUV, stosuje się w ostatnim czasie najczęściej jednostkę ‘ μW/cm² ‘.

Najbardziej efektywny zakres długości fali promieniowania UV do celów dezynfekcji wynosi 250-280nm, ze swoim szczytem wynoszącym 264nm.

Co ciekawe, niektóre z badań przeprowadzonych na wirusie HCoV-OC43 jako surogacie koronawirusa SARS-CoV-2, wykazują 286 nm jako najefektywniejszą długość fali UV polecaną do zwalczania tego patogenu.

Przy przeprowadzaniu testów laboratoryjnych dla każdego badanego patogenu można wyznaczyć dawkę efektywną energii ( dezaktywująco-niszczącą ) promieniowania UVC, wyrażoną w układzie SI w J/m² ( w dżulach na metr kwadratowy ), to jest W*s/m² ( wat razy sekunda na metr kwadratowy ).

Standardowo przyjmuje się określanie efektywnej dawki promieniowania ( Eeff ) dla dezaktywacji 90% patogenów ( D90 ).

Wielkość wymaganej dawki promieniowania w praktyce może zależeć od następujących czynników:

  • długości fali świetlnej UVC
  • kąta natarcia promieni UVC
  • stężenia patogenów w badanej próbce
  • rodzaju podłoża, środowiska w którym przybywają naświetlane mikroorganizmy oraz temperatury otoczenia
  • wielkości i charakterystyki mikroorganizmu
  • rodzaju materiału genetycznego tworzącego mikroorganizm ( ssRNA, ssDNA, dsRNA, dsDNA ) oraz właściwości genomu
  • temperatury i wilgotności środowiska