Ánh sáng UVC xa 222 nm khử hoạt tính hiệu quả và an toàn virus corona của người trong không khí

Bệnh do Coronavirus 2019 (COVID-19) được báo cáo lần đầu tiên vào tháng 12 năm 2019 và sau đó được Tổ chức Y tế Thế giới xác định là đại dịch vào ngày 11 tháng 3 năm 2020. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực để ngăn chặn sự lây lan của căn bệnh này, nhưng bệnh đã lây lan trên toàn thế giới với hơn 5,3 triệu các trường hợp được xác nhận và hơn 340.000 trường hợp tử vong được xác nhận tính đến ngày 25 tháng 5 năm 2020. Sự lây truyền của SARS-CoV-2, virus beta coronavirus gây ra COVID-19, được cho là qua đường tiếp xúc trực tiếp và đường hàng không, và các nghiên cứu về SARS-CoV-2 độ ổn định cho thấy khả năng tồn tại trong bình xịt ít nhất 3 giờ. Do sự lây lan nhanh chóng của bệnh, bao gồm cả qua những người mang mầm bệnh không có triệu chứng, điều quan trọng rõ ràng là phải khám phá các công nghệ giảm thiểu thực tế có thể bất hoạt vi rút trong không khí ở các địa điểm công cộng và do đó hạn chế lây truyền qua đường hàng không.

Tiếp xúc với tia cực tím (UV) là một phương pháp kháng khuẩn trực tiếp và hiệu quả của nó đối với các chủng vi rút trong không khí khác nhau đã được thiết lập từ lâu. Loại đèn UV được sử dụng phổ biến nhất cho các ứng dụng diệt khuẩn là đèn hồ quang hơi thủy ngân áp suất thấp, phát ra bước sóng ánh sáng khoảng 254 nm; gần đây công nghệ đèn xenon đã được sử dụng, phát ra quang phổ UV rộng. Tuy nhiên, mặc dù các loại đèn này có thể được sử dụng để khử trùng các không gian trống, nhưng không thể tiếp xúc trực tiếp với đèn UV diệt khuẩn thông thường trong các không gian công cộng có người ở vì việc tiếp xúc trực tiếp với các bước sóng đèn diệt khuẩn này có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe, cho cả da và mắt.

Ngược lại, ánh sáng UVC xa (207 đến 222 nm) đã được chứng minh là hiệu quả như tia UV diệt khuẩn thông thường trong việc tiêu diệt vi sinh vật, nhưng các nghiên cứu cho đến nay cho thấy rằng các bước sóng này không gây ra các vấn đề sức khỏe con người liên quan tiếp xúc trực tiếp với tia UV diệt khuẩn thông thường. Tóm lại nguyên nhân là do ánh sáng UVC xa có phạm vi vật liệu sinh học nhỏ hơn vài micromet, và do đó nó không thể tiếp cận các tế bào sống của con người trong da hoặc mắt, được hấp thụ trong lớp sừng của da hoặc lớp nước mắt ở mắt. Nhưng vì vi rút (và vi khuẩn) cực kỳ nhỏ, nên ánh sáng UVC ở khoảng cách xa vẫn có thể xuyên qua và tiêu diệt chúng. Vì vậy, ánh sáng UVC xa có khả năng có cùng đặc tính diệt khuẩn hiệu quả cao của tia UV, nhưng không có các nguy cơ liên quan đến sức khỏe con người. Do đó, một số nhóm đã đề xuất rằng ánh sáng UVC xa (207 hoặc 222 nm), có thể được tạo ra bằng cách sử dụng đèn excimer rẻ tiền, là một công nghệ chống vi khuẩn tiềm năng an toàn và hiệu quả có thể được triển khai tại các địa điểm công cộng có người hiện diện.

Cơ sở cơ học dựa trên lý sinh của phương pháp tiếp cận UVC xa này là ánh sáng trong dải bước sóng này có độ sâu xuyên qua rất hạn chế. Cụ thể, ánh sáng UVC xa (207–222 nm) được hấp thụ rất mạnh bởi các protein thông qua liên kết peptit và các phân tử sinh học khác, do đó khả năng xuyên qua các vật liệu sinh học của nó rất hạn chế so với 254 nm (hoặc cao hơn ) đèn UV diệt khuẩn thông thường. Sự xâm nhập hạn chế này vẫn lớn hơn nhiều so với kích thước của vi rút và vi khuẩn, cho đến nay ánh sáng UVC có hiệu quả trong việc tiêu diệt các mầm bệnh này như đèn UV diệt khuẩn thông thường. Tuy nhiên, không giống như tia UV diệt khuẩn, tia UVC chiếu xa không thể xuyên qua lớp sừng của con người (lớp da chết bên ngoài), lớp nước mắt ở mắt, thậm chí cả tế bào chất của từng tế bào người. Do đó, ánh sáng UVC xa không thể tiếp cận hoặc làm hỏng các tế bào sống trong da người hoặc mắt người, trái ngược với tia UV diệt khuẩn thông thường có thể tiếp cận các tế bào nhạy cảm này.

Tóm lại, ánh sáng UVC chiếu xa được dự đoán là có cùng đặc tính chống vi khuẩn như tia UV diệt khuẩn thông thường, nhưng không gây ra các ảnh hưởng sức khỏe tương ứng. Nếu đúng như vậy, ánh sáng UVC ở xa có khả năng được sử dụng trong các môi trường công cộng đông đúc để ngăn chặn sự lây truyền từ người sang người trong không khí của các mầm bệnh như coronavirus.

Nguồn: Bài viết trên tạp chí khoa học Nature, xuất bản ngày 24/06/2020 bởi các tác giả Manuela Buonanno, David Welch, Igor Shuryak và David J. Brenner. Tham khảo chi tiết bài viết tại link: https://rdcu.be/b7Hun.