研究证实：UVC 紫光可(kě)杀死空气中(zhōng)99.9%的冠状病毒

近日，美國(guó)哥(gē)伦比亚大學(xué)的研究人员在Nature子刊Scientific Reports在線(xiàn)发表了一篇名(míng)為(wèi)《  Far-UVC light (222nm) efficiently and safely inactivates airborne human coronaviruses》的研究论文(wén)（点附件下载），中(zhōng)文(wén)译名(míng)是《遠(yuǎn)紫外線(xiàn)(222 nm)可(kě)有(yǒu)效安(ān)全地杀死空气中(zhōng)冠状病毒》。研究证明，far-UVC 222 nm的紫外線(xiàn)可(kě)以杀死出现在空气飞沫中(zhōng)的逾99.9%的季节性冠状病毒。

据该研究的领导作(zuò)者、哥(gē)伦比亚大學(xué)迷走神经内科(kē)和外科(kē)医(yī)學(xué)院教授、哥(gē)伦比亚大學(xué)欧文(wén)医(yī)學(xué)中(zhōng)心放射研究中(zhōng)心主任大卫·布伦纳（David Brenner）博士表示：“根据我们的研究成果，在目前的监管限制内通过C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)进行持续的空气消毒，可(kě)能(néng)会大幅降低人类居住的室内环境中(zhōng)经空气传播的病毒水平。”

这项研究的论文(wén)于6月24日发表在《科(kē)學(xué)报告（Scientific Reports）》期刊上。

研究论文(wén)发表在《科(kē)學(xué)报告（Scientific Reports）》

论文(wén)中(zhōng)所指的“Far-UVC” 它属于UVC的一部分(fēn)，波長(cháng)范围是207纳米~222纳米。它可(kě)以穿透微生物(wù)的遗传物(wù)质(zhì)并破坏遗传物(wù)质(zhì)的键，阻止其复制，从而对物(wù)體(tǐ)和空气进行消毒。但是，它无法穿透眼睛的泪液层或者皮肤外围的死细胞层，不会到达或者损伤體(tǐ)内活细胞，所以不会导致皮肤癌或白内障。简单说，它对人类安(ān)全，但可(kě)以杀死细菌。

之前的研究中(zhōng)，研究人员其实已经展示过C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)可(kě)以安(ān)全地杀死经空气传播的流感病毒。这篇新(xīn)论文(wén)则将他(tā)们之前的研究拓展到季节性冠状病毒，这些冠状病毒在结构上与引起新(xīn)型冠状病毒肺炎（COVID-19）的新(xīn)型冠状病毒（SARS-CoV-2）相似。

这项研究中(zhōng)，研究人员使用(yòng)了一个喷雾装(zhuāng)置来气溶胶化两种常见的冠状病毒。然后，气溶胶中(zhōng)含有(yǒu)的冠状病毒在C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)灯前的空气中(zhōng)流动。在气溶胶暴露于C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)之后，研究人员通过测试来观察有(yǒu)多(duō)少病毒仍然存活。

该设备用(yòng)于测试C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)杀灭经过空气传播的冠状病毒的效果。

（图片来源：哥(gē)伦比亚大學(xué)放射研究中(zhōng)心）

研究发现，暴露的病毒逾99.9%都被非常低剂量的C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)杀死。研究人员基于这些研究成果估计，在目前的监管限制内持续暴露于遠(yuǎn)紫外線(xiàn)将在约8分(fēn)钟内杀死90%经空气传播的病毒，约11分(fēn)钟内杀死95%，约16分(fēn)钟内杀死99%，约25分(fēn)钟内杀死99.9%。

冠状病毒对于遠(yuǎn)紫外線(xiàn)的敏感程度表明，在有(yǒu)人的室内公(gōng)共场所使用(yòng)头顶的遠(yuǎn)紫外線(xiàn)灯，显着降低冠状病毒以及流感病毒等其他(tā)病毒人传人的风险，是可(kě)行且安(ān)全的。冠状病毒对UVC的敏感性表明，在有(yǒu)人居住的室内公(gōng)共场所位于头顶上方的UVC紫外線(xiàn)灯可(kě)能(néng)是可(kě)行和安(ān)全的，可(kě)以显着降低冠状病毒以及流感等其他(tā)病毒在人与人之间传播的风险。

在另一项正在进行的研究中(zhōng)，研究人员们测试了C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)对于经空气传播的新(xīn)型冠状病毒的效力。初步数据表明，遠(yuǎn)紫外線(xiàn)灯对杀灭新(xīn)型冠状病毒同样有(yǒu)效。

（图片来源：Fusion Medical Animation）

布伦纳表示：“遠(yuǎn)紫外線(xiàn)并不能(néng)區(qū)分(fēn)冠状病毒的类型，所以我们期望它能(néng)以同样的方式杀死新(xīn)型冠状病毒。因為(wèi)新(xīn)型冠状病毒主要通过咳嗽和打喷嚏在空气中(zhōng)形成的飞沫和气溶胶传播，所以一个可(kě)以安(ān)全灭活空气中(zhōng)冠状病毒的工(gōng)具(jù)显得非常重要，特别是附近有(yǒu)人的情况下。

布伦纳继续说道：“因為(wèi)可(kě)以在有(yǒu)人的空间例如医(yī)院、公(gōng)交車(chē)、飞机、火車(chē)、火車(chē)站、學(xué)校、餐馆、办(bàn)公(gōng)室、剧院、健身房以及任何人们可(kě)以聚集的室内场所安(ān)全使用(yòng)，所以C波段遠(yuǎn)紫外線(xiàn)可(kě)以配合其他(tā)措施使用(yòng)，例如戴口罩或者洗手，来限制新(xīn)型冠状病毒以及其他(tā)病毒的传播。

虽证实有(yǒu)效，关于紫外線(xiàn)杀菌消毒还是要看！

根据電(diàn)磁波谱中(zhōng)波長(cháng)划分(fēn)：紫外線(xiàn)（Ultraviolet）是指電(diàn)磁波谱中(zhōng)波長(cháng)从（10纳米～400纳米）辐射的总称，波長(cháng)介于可(kě)见光和X射線(xiàn)之间，对于肉眼来说不可(kě)见。

1801年，德(dé)國(guó)物(wù)理(lǐ)學(xué)家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能(néng)够使含有(yǒu)溴化银的照相底片感光，从而发现了紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)可(kě)以用(yòng)来灭菌，但是过多(duō)的紫外線(xiàn)进入人體(tǐ)会造成皮肤癌和白内障等疾病。

摘自：浙江大學(xué)教授、浙江智慧健康照明研究中(zhōng)心主任牟同升在《紫外線(xiàn)剂量和光生物(wù)安(ān)全评价》报告

紫外線(xiàn)可(kě)根据波長(cháng)不同可(kě)分(fēn)為(wèi)四个區(qū)域：長(cháng)波紫外線(xiàn)简称UVA，波長(cháng)320纳米~400纳米；中(zhōng)波紫外線(xiàn)简称UVB，波長(cháng)280纳米~320纳米；短波紫外線(xiàn)简称UVC，波長(cháng)200纳米~280纳米；真空紫外線(xiàn)简称UVD，波段波長(cháng)100纳米~200纳米。

其中(zhōng)，長(cháng)波紫外線(xiàn)（UVA）对衣物(wù)和人體(tǐ)皮肤的穿透性遠(yuǎn)比中(zhōng)波紫外線(xiàn)要强，可(kě)达到真皮深处，并可(kě)对表皮部位的黑色素起作(zuò)用(yòng)，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，因而也称為(wèi)“長(cháng)波黑斑效应紫外線(xiàn)”。

中(zhōng)波紫外線(xiàn)（UVB）的极大部分(fēn)都被皮肤表皮所吸收，不能(néng)渗入皮肤内部。但由于其能(néng)量较高，可(kě)对皮肤产(chǎn)生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管会产(chǎn)生扩张，皮肤可(kě)出现红肿、水泡等症状，因而也称為(wèi)“中(zhōng)波红斑效应紫外線(xiàn)”。

短波紫外線(xiàn)（UVC）具(jù)有(yǒu)消毒灭菌作(zuò)用(yòng)，也称為(wèi)“C波段紫外線(xiàn)”或者“短波灭菌紫外線(xiàn)”。其穿透能(néng)力最弱，无法穿透大部分(fēn)的透明玻璃及塑料。日光中(zhōng)含有(yǒu)的短波紫外線(xiàn)几乎完全被臭氧层吸收。短波紫外線(xiàn)对人體(tǐ)伤害很(hěn)大，短时间照射即可(kě)灼伤皮肤，長(cháng)期或高强度照射还会造成皮肤癌或者白内障等疾病。

传统的短波灭菌紫外線(xiàn)（波長(cháng)254纳米）可(kě)用(yòng)于给空病房或空地铁車(chē)厢等无人空间消毒。但是，在有(yǒu)人空间中(zhōng)直接暴露在这些传统紫外線(xiàn)灯下是不行的，因為(wèi)这样可(kě)能(néng)会有(yǒu)损健康。

摘自：浙江大學(xué)教授、浙江智慧健康照明研究中(zhōng)心主任牟同升在《紫外線(xiàn)剂量和光生物(wù)安(ān)全评价》报告

浙江大學(xué)教授、浙江智慧健康照明研究中(zhōng)心主任牟同升在《紫外線(xiàn)剂量和光生物(wù)安(ān)全评价》报告中(zhōng)也曾介绍，光辐射对人體(tǐ)健康影响的光谱范围：200（180）nm至3000nm。益处是产(chǎn)生维生素D3、释放一氧化氮保护心脏；害处就是容易得白内障、皮肤癌、皮肤老化等。

光的波段是中(zhōng)性，其影响取决于如何应用(yòng)，紫外線(xiàn)的平衡应用(yòng)非常重要，这其中(zhōng)，剂量非常关键。一天当中(zhōng)，紫外線(xiàn)的剂量有(yǒu)不同的变化，对人的影响不同，也需要根据情况采取不同的保护措施。

UVC深紫外線(xiàn)对人體(tǐ)是否有(yǒu)伤害，怎么防护？

UVC深紫外線(xiàn)对人體(tǐ)是否有(yǒu)伤害，怎么防护？湖(hú)北深紫科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司市场总监陈景文(wén)在关于《深紫外線(xiàn)杀灭新(xīn)冠病毒剂量调研综述与深紫外LED‘淘气三千问’》中(zhōng)讲述到：这是一个比较经典的问题，UVC深紫外对人體(tǐ)皮肤危害不大，但对人體(tǐ)眼睛伤害较大。典型UVC-LED波長(cháng)275 nm的紫外光几乎97%以上会被人體(tǐ)皮肤角质(zhì)层吸收，99.9%以上被角质(zhì)层和表皮层吸收，极少一部分(fēn)光会打到真皮层。

紫外線(xiàn)只有(yǒu)作(zuò)用(yòng)到真皮层才会引起皮肤细胞癌变。所以通常认為(wèi)UVC紫外線(xiàn)对人體(tǐ)皮肤影响不大。当然婴儿皮肤，包括部分(fēn)人體(tǐ)皮肤角质(zhì)层更薄，对UVC紫外線(xiàn)的抵抗力也就更差。人體(tǐ)眼睛没有(yǒu)角质(zhì)层保护。UVC紫外線(xiàn)直射将导致晶状體(tǐ)、角膜病变。因此禁止人眼直视点亮的UVC-LED灯珠。

光的波長(cháng)越短穿透能(néng)力越差，这是光的波粒二象性决定的。当然具(jù)體(tǐ)到物(wù)质(zhì)，还跟吸收有(yǒu)关。UVC深紫外線(xiàn)对人體(tǐ)有(yǒu)伤害吗？一个最省事儿的回答(dá)是，有(yǒu)，不要暴露在UVC紫外線(xiàn)中(zhōng)。但其实这中(zhōng)间存在很(hěn)大的误區(qū)，就是UVA，例如365、385、395对人體(tǐ)皮肤伤害是很(hěn)大的，因為(wèi)这个波長(cháng)紫外線(xiàn)能(néng)穿透到人體(tǐ)的真皮层，引发皮肤细胞癌变。

摘自：湖(hú)北深紫科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司陈景文(wén)博士 《深紫外線(xiàn)杀灭新(xīn)冠病毒剂量调研综述与深紫外LED‘淘气三千问’》

但UVC紫外線(xiàn)，例如275nm，在成人表皮中(zhōng)的传播深度浅的多(duō)。在穿透角质(zhì)层后，97%以上的能(néng)量都会被吸收，最终穿透到真皮层的能(néng)量连0.1%都没有(yǒu)。所以，准确来讲，UVC深紫外对人體(tǐ)皮肤危害不大，没有(yǒu)角质(zhì)层的人眼则危险的多(duō)。当然，再弱的光長(cháng)期照射对人體(tǐ)也是有(yǒu)伤害的。

陈景文(wén)博士也提醒大家：“所以不盲目惧怕UVC深紫外線(xiàn)，因為(wèi)短时间皮肤照射伤害可(kě)以忽略；也不要以身试险，盯着LED看肯定会导致眼部受伤。”

早已被认可(kě)，紫外線(xiàn)主要破坏细菌病毒的DNA链条

早在疫情之初，中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院半导體(tǐ)所研究员、山(shān)西中(zhōng)科(kē)潞安(ān)紫外光電(diàn)科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司副总经理(lǐ)闫建昌就针对《疫情防控与深紫外LED技(jì )术》给大家普及了很(hěn)多(duō)知识点。报告中(zhōng)指出，从大家已知的杀菌消毒的方式里，可(kě)有(yǒu)很(hěn)多(duō)有(yǒu)效的方法。包括直接高温杀毒，用(yòng)75%比例的酒精(jīng)等。此外，紫外線(xiàn)杀菌消毒也是明确被认可(kě)的，紫外杀菌消毒从原理(lǐ)上来说没有(yǒu)问题，但是需要注意两点，能(néng)够起到杀灭冠状病毒或者杀菌消毒作(zuò)用(yòng)的紫外線(xiàn)，首先需要紫外線(xiàn)的波長(cháng)合适，叫做适宜的波段。同时也需要紫外線(xiàn)的能(néng)量要足够，也就是紫外線(xiàn)的剂量要足够。

从第五版新(xīn)型冠状病毒的诊疗方案中(zhōng)，我们可(kě)以看到，使用(yòng)强度大于每平方厘米90微瓦的紫外線(xiàn)照射光照密度30分(fēn)钟。可(kě)以杀灭SARS病毒，而新(xīn)型冠状病毒与SARS病毒有(yǒu)很(hěn)多(duō)的相似性。同属于单股正链RNA病毒，所以理(lǐ)论上科(kē)學(xué)合理(lǐ)使用(yòng)紫外線(xiàn)，可(kě)以有(yǒu)效灭活冠状病毒。但要注意，这里紫外線(xiàn)需要达到一定的强度，而且需要达到一定的时间。实际上，如果说照射的强度很(hěn)大的话，时间也可(kě)以大大缩短。

紫外杀菌并不是特别新(xīn)鲜的事情，迄今為(wèi)止，已经有(yǒu)近百年的历史。早在1903年，Niels Ryberg Finsen利用(yòng)紫外線(xiàn)实现治疗皮肤病，发表相关专着，并获得了诺贝尔生理(lǐ)和医(yī)學(xué)奖，历史已久。

闫建昌研究员表示：“紫外線(xiàn)之所以能(néng)够实现高效的杀灭病毒病菌，主要是从根本上通过破坏DNA来灭菌。因為(wèi)紫外線(xiàn)的光子能(néng)量非常高，可(kě)以破坏细菌病毒的DNA链条，而从根源上来杀灭细菌、病毒。”

摘自：中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院半导體(tǐ)所研究员、山(shān)西中(zhōng)科(kē)潞安(ān)紫外光電(diàn)科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司副总经理(lǐ)闫建昌

《疫情防控与深紫外LED技(jì )术》报告

不同波段紫外線(xiàn)对于细菌，病毒的杀灭效果是有(yǒu)差别的。传统用(yòng)的紫外汞灯可(kě)能(néng)是253.7或者254纳米的，实际上最有(yǒu)效的波段可(kě)能(néng)不止是在254纳米。根据目前最新(xīn)的研究结果，在264纳米附近，紫外線(xiàn)的杀菌效果可(kě)能(néng)会更高。基于这个原理(lǐ)，可(kě)以说紫外線(xiàn)具(jù)有(yǒu)广谱杀菌的特点，不管是细菌类、病毒类还是水藻类，孢子类等各种微生物(wù)，杀灭效果都是非常显着的，效率非常高。相比于其他(tā)杀菌方式，紫外線(xiàn)杀菌有(yǒu)一个好处就是照完之后，关掉紫外線(xiàn)就没有(yǒu)了，没有(yǒu)化學(xué)过程的参与和污染。

紫外線(xiàn)如果要实现有(yǒu)效的杀菌消毒，需要足够的能(néng)量，包括要足够的照射强度和足够的时间，同时需要合适的波段。根据波長(cháng)，从長(cháng)到短，紫外波段分(fēn)為(wèi)UVA、UVB和UVC，其中(zhōng)UVC是波長(cháng)最短，能(néng)量最高的一个波段，我们经常称其為(wèi)深紫外波段。实际上，对于杀菌消毒，真正最有(yǒu)效的就是UVC。

摘自：中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)院半导體(tǐ)所研究员、山(shān)西中(zhōng)科(kē)潞安(ān)紫外光電(diàn)科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司副总经理(lǐ)闫建昌

《疫情防控与深紫外LED技(jì )术》报告

关于UVC深紫外線(xiàn)杀灭新(xīn)型冠状病毒剂量的探讨

关于剂量标准，行业流传一条名(míng)言：不谈剂量，就是耍流氓！

牟同升教授在上文(wén)提到过：“光的波段是中(zhōng)性，其影响取决于如何应用(yòng)，紫外線(xiàn)的平衡应用(yòng)非常重要，这其中(zhōng)，剂量非常关键。”

深紫外UVC-LED的有(yǒu)效照射距离是多(duō)遠(yuǎn)？有(yǒu)专业人士曾介绍到，深紫外UVC-LED的有(yǒu)效照射距离不是定值，取决于光功率、光传播介质(zhì)、“有(yǒu)效”的定义标准。虽然没有(yǒu)定值，但可(kě)以根据应用(yòng)场景已知信息去估计有(yǒu)效距离，距离1.22米下， 8.9×105 pfu/mL浓度MERS病毒的杀灭所需时间分(fēn)别為(wèi)5min。

张國(guó)华研究员曾表示，杀菌的有(yǒu)效波段来看，波長(cháng)应该在240nm-280nm之间，汞灯的紫外主要波長(cháng)是254nm，紫外LED的波長(cháng)一般常用(yòng)的在275nm。有(yǒu)研究指出，265nm波段杀菌最有(yǒu)效，不过，从实践研究来看，254nm与275nm的杀菌效果在一个量级，不分(fēn)上下。目前新(xīn)型冠状病毒横行，研究实践发现，杀灭新(xīn)型冠状病毒，杀菌率：99.99%，需要的剂量為(wèi)1445 mJ/cm²。

摘自：湖(hú)北深紫科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司市场总监陈景文(wén)

《深紫外線(xiàn)杀灭新(xīn)冠病毒剂量调研综述与深紫外LED‘淘气三千问’》

后来，根据國(guó)内外几篇文(wén)献资料，有(yǒu)人也综述了新(xīn)型冠状病毒剂量的致死剂量，TCID50初始浓度约105.8 /mL的2019-nCoV新(xīn)型冠状病毒NCP的99.99%紫外致死剂量為(wèi)1445 mJ/cm²。但是通过光功率密度乘以时间计算出来的。后来Bolb的张剑平博士指出了一个重要的细节，那就是这个SARS的测试场景是高度25px的水溶液，用(yòng)表面的4016 强度来计算整个溶液的照射剂量是不准确的。

辐照强度跟距离的平方呈反比，那么溶液底部和顶部的辐照强度是不一样的，如果计算累积剂量，应该取線(xiàn)性平均值；LED是小(xiǎo)平光源近似点光源，被照射面的分(fēn)布也不是均匀的，但考虑到25px范围内波动较小(xiǎo)，影响不大， 这里可(kě)近似平均。水溶液对UVC的吸收，前面提到纯水对275nm的吸收是比较少的，病毒分(fēn)散的密度也有(yǒu)限。先不考虑水的吸收，在对深度积分(fēn)后，郑重地将致死剂量修正為(wèi)1085mJ/cm²，供各位行业同仁参考使用(yòng)。

需要注意的是，“致死剂量"的实验光源来源于低压汞灯，其值尚难以指导UVC LED灭菌实践。针对不同波長(cháng)紫外線(xiàn)的致死剂量，是全行业面临且需要解决的问题，而不是看DNA吸收谱。

//文(wén)章来源网络，图片来源见解释