全球首次针对226nm UVC LED杀菌率及安全性测试结果公布!

外媒消息显示,日本旭化成(Asahi Kasei)与日本奈良县立医科大学(Nara Medical University)合作研究波长为226nm的UVC LED对新冠病毒的灭活效果及其对动物皮肤细胞的影响,并于近日公布了研究结果。

研究结果表明,226nm UVC LED能够快速灭活新冠病毒,并且相对于270nm UVC LED来说,226nm UVC LED对动物皮肤细胞的影响微乎其微。

据了解,旭化成旗下子公司Crystal IS已将波长为265nm的Klaran UVC LED商用化,其高照度杀菌用Klaran UVC LED已经应用到大金工业的UV Streamer空气净化器中。

现阶段,Crystal IS正在支持旭化成开展关于更短波长的研究。最近,基于共同研究与开发,旭化成生产出226nm UVC LED原型产品,并针对其对于新冠病毒的灭活效果及对动物皮肤细胞的影响展开多项测试。

杀菌效果测试

如图所示,100颗226nm UVC LED以10×10的阵列摆放在面板上,另以相似的阵列摆放270nm UVC LED作为对比。

本次研究用的所有UVC LED都是基于Crystal IS专有的AlN衬底和AlGaN技术。所有的生物实验均在奈良县立医科大学生物安全三级测试设施中进行,研究员采取多种适当、安全的方式控制活性病毒。

研究员将含有活性新冠病毒的溶液注射到培养皿中,然后使其干燥。226nm和270nm UVC LED面板阵列以同样的输出(440μW/cm2)照射,然后收集病毒,并通过噬斑技术(测量病毒感染细胞后病毒体积的方法)测量传染量。结果表明,两种波长的UVC LED照射约6秒左右,就可灭活99.9%的病毒,如图二所示。

安全性测试

除了杀菌效果之外,旭化成及奈良医科大学也测试了226nm UVC LED对小鼠皮肤细胞的影响,目的是预测226nm UVC LED相对于270nm UVC LED对动物皮肤的危害性。

研究员将小鼠皮肤细胞分为两层,暴露在226nm UVC LED或270nm UVC LED光线下,使用剂量为100mJ/cm2和500mJ/cm2。

经照射之后,去除顶层细胞,将MTT试剂染料(四唑盐比色法)涂在底层细胞涂上,再对其吸光率进行测试,以此来预估底层活细胞的相对比例,而深色染料展示的就是剩下的活细胞数量。

测试结果表明,紫外剂量为100mJ/cm2的226nm UVC LED对小鼠皮肤细胞的影响可忽略不计;而相比270nm UVC LED,紫外剂量为500mJ/cm2的226nm UVC LED对底层活细胞的影响明显小得多,如图四和图五所示。

上述研究结果表明,226nm UVC LED可快速灭活新冠病毒,相比现有的270nm UVC LED,226nm对动物皮肤细胞的影响明显小很多,这进一步说明,或许可以安全使用226nm UVC LED对手臂或者对有人在旁边的物体进行杀菌消毒。

小结

近两年来,为了推动UVC LED的普及化应用,全球范围内的厂商加速突破UVC LED的技术,其中也包括对更短波长UVC LED的研究,如去年风靡一时的222nm UVC技术。

尽管已有多项研究证明222nm UVC的杀菌率及对人体无害,但其实关于可行性和安全性的争议持续存在,并且目前222nm的UVC主要以准分子灯为主,LED方案的研究还在进行当中。

相信226nm UVC LED也同样需要更多的验证,而且,本次旭化成与奈良县立医科大学并未测试空气传播病毒及其对人体的影响,所以,在安全性和可行性方面更加需要进一步的研究和测试。

为了推动226nm UVC LED技术的商用化,旭化成也正在持续推进相关的研发工作。据悉,Asahi Kasei (Crystal IS) UVC LED采用AlN基板生产,因此其产品拥有相当低的晶格缺陷,更容易实现 <265nm 波长且具高光学功率产品能力。

值得注意的是,这是全球首次针对226nm波长UVC LED展开的研究,对于UVC LED产业而言也是一个取得进步的好消息,未来更多的技术研究和实验测试将备受关注。(文:LEDinside Janice)

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