哪種波長更好？222nm VS 265nm 消殺能力比拼
發布時間：2021-09-16 13:20
來源：螢光創新
傳統意義上的消毒方法主要是滅活病原體，從而減少感染。隨著COVID-19大流行，人們對消殺空氣和表面中病毒的需求越來越高。根據相關事實證明，UVC能夠殺死大多數的細菌和病毒，能有效地消滅。
2020年由于汞（Hg）的使用安全問題和法規生效，開始大規模禁用汞燈，針對汞燈為基礎已開發出常規紫外線消毒相關產品，促進了替代紫外線消毒的發展。
UVC LED被認為是汞燈的自然替代品，其原因有以下幾點：不含汞，操作方便的特性（例如瞬時開關，循環使用且不影響使用壽命，沿著UVC光的相反方向吸收熱量，高性能的可靠性控制），維護成本低。這些優點可以將UVC LED集成到水和高接觸表面的各種消毒應用中，為用戶提高產品和功能質量，降低OEM的成本。
遠紫外線和殺菌紫外線對消毒的影響
在殺菌UVC的范圍內，260nm到270nm被認為是理想波長，在該波長范圍內，核酸損傷的功能效果僅是小幅減少（在263nm-265nm之間觀察到峰值DNA/RNA吸收），在該范圍之外，更長或更短波長的功能效果開始急劇下降。
最近，科學家研究了溴和氯準分子燈的應用，分別在207nm和222nm處產生初級光子發射峰。范圍在220nm-280nm的波段通常被稱為遠UVC。雖然在這個范圍內發射的光子在一定程度上被DNA／RNA的核酸吸收，但是減少感染力的主要原因被認為是吸收和蛋白質的破壞所致。通過腺病毒，耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）和H1N1型病毒的實際殺菌可以來證明。
在水的應用中222nm不能使用。因為水中的紫外線透射率（UVT）太大。過濾水的UVT約在260nm左右是恒定的，且由于一般常見的化學污染物（例如硝酸鹽），在相對短的波長處開始急劇下降。另外，感興趣的病原體是生物膜形成細菌，例如在峰值吸收265nm-265nm之間假單胞菌，在較短的波長下表現出較低的光子吸收。
因此，使用205nm-230nm的光子源來治療病原體的可能性要大的多，取決于病原體的蛋白質方面，該方面可能具有顯著不同的吸收系數，而不是利用所驗證的DNA吸收峰的核酸DNA / RNA方法。已經證明，在260nm-270nm的波長范圍內匹配一致并可預測地消滅活病原體。
應用在商業方面
市售的UVC LED基于由Al1-xGaxN合金制成的半導體，其發射波長由其合金含量控制，這意味著UVC LED可以制成在225nm以下（包括222nm）以下的波長進行發送。因此，波長問題不再僅是準分子燈和UVC LED的問題。UVC LED需要較高的Al摩爾分數，并且可以在這些更短的波長下進行發射，從而導致效率降低。
因此，對于大多數病原體，使用現在的UVC LED技術時，達到的消毒水平在殺菌范圍內會更高。雖然腺病毒與殺菌范圍相比，是222nm的輻射的效率高達10倍（1個數量級），但是230nm以下的當前LED的功率更低，壽命更短。LED在這個波長范圍內解決方案的成本與殺菌范圍相比大幅增加。
在將準分子燈與UVC LED進行比較時，需要考慮其他因素。與UVC LED珠（通常為長方體，長度為0.3cm的長方體）相比，準分子燈（通常比10cm長的燈管）的占地面積意味著設置的柔軟性有很大的不同。關于對準分子燈的皮膚直接暴露的初期應用（到現在為止的結果好像沒有發現永久性的損傷，但是只進行有限的研究）。準分子燈將需要昂貴的帶通濾波器來去除更長的波長（例如，用于222nm發射的KrCl燈在258nm附近的UVC和UVB中具有二次發射峰）。
結論
對于特定UVC波長（例如222 nm對265 nm）的偏好問題取決于應用。準分子燈似乎在人類持續通過的大區域治療中有著重要意義，但是有限的研究（到現在為止的結果好像沒有發現永久性的損傷，只是進行了有限的研究）一直在研究長時間暴露對人類的影響。
自由生物安全首席醫學創新官，麻省理工學院Solve和NASA iTech顧問，醫學博士何塞·莫雷表示，盡管遠紫外線技術顯示出有很大的希望，但還沒有做好黃金時段的準備。他說：“曝光的角度和持續時間還沒有確定。”
與汞燈相比，UVC LED的使用不僅綠色環保，而且在多種應用中在商業上更具吸引力。人類雖然不應該直接暴露在UVC光線下，但是UVC LED的占地面積小和產生幾乎呈點狀的光，所以允許設計成有針對性的消毒應用程序，在這些程序中，UVC輻射被良好的控制，除去不必要的曝光可以防止危害健康。另外，在連續運行時，UVC LED的WPE比汞燈低，但是不需要預熱，可以根據需要開啟/關閉LED的能力在整個使用壽命中轉化為更高的電效率。
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