全球首次針對 226 奈米 UVC LED 殺菌率及安全性測試,結果公佈

外媒消息顯示,日本旭化成(Asahi Kasei)與日本奈良縣立醫科大學(Nara Medical University)合作研究波長為226奈米的UVC LED對新冠病毒的滅活效果及其對動物皮膚細胞的影響,並於近日公佈了研究結果。


 

研究結果表明,226奈米 UVC LED能夠快速滅活新冠病毒,並且相對於270奈米 UVC LED來說,226奈米 UVC LED對動物皮膚細胞的影響微乎其微。

據了解,旭化成旗下子公司Crystal IS已將波長為265奈米的Klaran UVC LED商用化,其高照度殺菌用Klaran UVC LED已經應用到大金工業的UV Streamer空氣淨化器中。

現階段,Crystal IS正在支持旭化成開展關於更短波長的研究。最近,基於共同研究與開發,旭化成生產出226奈米 UVC LED原型產品,並針對其對於新冠病毒的滅活效果及對動物皮膚細胞的影響展開多項測試。

殺菌效果測試

如圖所示,100顆226奈米 UVC LED以10×10的陣列擺放在面板上,另以相似的陣列擺放270奈米 UVC LED為對比。

本次研究用的所有UVC LED都是基於Crystal IS專有的AlN襯底和AlGaN技術。所有的生物實驗均在奈良縣立醫科大學生物安全三級測試設施中進行,研究員採取多種適當、安全的方式控制活性病毒。

研究員將含有活性新冠病毒的溶液注射到培養皿中,然後使其乾燥。226奈米和270奈米 UVC LED面板陣列以同樣的輸出(440μW/cm2)照射,然後收集病毒,並通過噬斑技術(測量病毒感染細胞後病毒體積的方法)測量傳染量。結果表明,兩種波長的UVC LED照射約6秒左右,就可滅活99.9%的病毒,如圖二所示。

安全性測試

除了殺菌效果之外,旭化成及奈良醫科大學也測試了226奈米 UVC LED對小鼠皮膚細胞的影響,目的是預測226奈米 UVC LED相對於270奈米 UVC LED對動物皮膚的危害性。

研究員將小鼠皮膚細胞分為兩層,暴露在226奈米 UVC LED或270奈米 UVC LED光線下,使用劑量為100mJ/cm2和500mJ/cm2。

經照射之後,去除頂層細胞,將MTT試劑染料(四唑鹽比色法)塗在底層細胞塗上,再對其吸光率進行測試,以此來預估底層活細胞的相對比例,而深色染料展示的就是剩下的活細胞數量。

測試結果表明,紫外劑量為100mJ/cm2的226奈米 UVC LED對小鼠皮膚細胞的影響可忽略不計;而相比270奈米 UVC LED,紫外劑量為500mJ/cm2的226奈米 UVC LED對底層活細胞的影響明顯小得多,如圖四和圖五所示。

上述研究結果表明,226奈米 UVC LED可快速滅活新冠病毒,相比現有的270奈米 UVC LED,226奈米對動物皮膚細胞的影響明顯小很多,這進一步說明,或許可以安全使用226奈米 UVC LED對手臂或者對有人在旁邊的物體進行殺菌消毒。

小結

近兩年來,為了推動UVC LED的普及化應用,全球範圍內的廠商加速突破UVC LED的技術,其中也包括對更短波長UVC LED的研究,如去年風靡一時的222奈米 UVC技術。

儘管已有多項研究證明222奈米 UVC的殺菌率及對人體無害,但其實關於可行性和安全性的爭議持續存在,並且目前222奈米的UVC主要以準分子燈為主,LED方案的研究還在進行當中。

相信226奈米 UVC LED也同樣需要更多的驗證,而且,本次旭化成與奈良縣立醫科大學並未測試空氣傳播病毒及其對人體的影響,所以,在安全性和可行性方面更加需要進一步的研究和測試。

為了推動226奈米 UVC LED技術的商用化,旭化成也正在持續推進相關的研發工作。據悉,Asahi Kasei (Crystal IS) UVC LED採用AlN基板生產,因此其產品擁有相當低的晶格缺陷,更容易實現<265奈米 波長且具高光學功率產品能力。

值得注意的是,這是全球首次針對226奈米波長UVC LED展開的研究,對於UVC LED產業而言也是一個取得進步的好消息,未來更多的技術研究和實驗測試將備受關注。

(文:LEDinside Janice;首圖來源:pixabay

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