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病毒来势汹汹,消毒手段少不了

发布时间:2021-12-17      点击次数:621

戴口罩仍是阻断病毒传播的有效方式,加拿大多伦多综合医院(University Health Network)的Lothar Lilge等人研究了7款不同过滤式口罩传播的数值模拟,以确定紫外线杀菌灭活的适用性。


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实验背景


常见的消毒方法有物理法化学法两大类。紫外线消毒法属物理法,原理是通过紫外线破坏细菌病毒中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。


值得一提的是,紫外线分为短波紫外线UVC(200~280nm)中波紫外线UVB(280~320nm)长波紫外线UVA(315-400nm),只有UVC能达到消毒的效果。


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除波长外,紫外线辐射到每个口罩的剂量也决定了消毒效果。因此,对于紫外辐照过程中的监测很有必要。模块化光谱仪是实时监测紫外灯辐照过程的良好工具。在此应用中,我们将介绍如何应用光谱仪来检测紫外消毒灯。


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实验测量

为验证紫外线杀菌灭活的实用性,基于7款3M口罩(1805, 9105s , 1860, 8110s, 8210,1870+和9210),使用海洋光学USB4000光纤光谱仪、CC-3-UV余弦矫正器、XSR系列光纤搭建实验测试系统。


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在测量紫外灯前首先需对光谱仪进行绝对辐射校准。因为未校准的光谱纵坐标为Counts计数值,校准过后的光谱纵坐标为μW/nm可计算其能量值,如下图所示👇。


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在紫外光谱250-300nm范围内,基于蒙特克罗光衰减建模,对口罩每层的光吸收和光散射系数量化,仿真模拟以确定辐照时间及剂量。下图为3M 1870+(左列)和3M 9105s(右列)N95口罩在波长254nm、260nm、280nm 和 290 nm处的光散射和吸收系数。


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圆形、三角形和正方形分别代表外层、内层和过滤层。

实验建立了 4 个测试模型,不同型号的N95口罩对其适用性差异较大。然而,为实现一致、快速和完全的杀菌,光源位置需要与呼吸器形状配对,且需在紫外波长处确定要照射的口罩模型的光学特性,以根据此处所述的光子分布模拟确定所需的最短曝光时间。


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参考文献


[1] Lilge L , Manalac A , Weersink M , et al. Light propagation within N95 Filtered Face Respirators: A simulation study for UVC decontamination[J]. Journal of Biophotonics.




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