SARS の超高速不活化

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12648 (2023) この記事を引用

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新型コロナウイルス感染症（Covid-19）により、空気、物体、表面の除染技術に対する新たな関心が高まっています。 2020年に入り、SARS-CoV-2を不活化するためのUV-Cの再利用を許可する緊急の取り組みが行われた。しかし、これらの研究は、この目標を達成するために必要な用量に関して大きく意見が分かれていました。今日に至るまで、254 nm の照明に対するウイルスの感受性の実際の値は正確にはわかっていません。この研究では、60 秒間で平均線量 50 mJ/cm2 の全方向照射を行う独自の UV-C 大型除染チャンバー (UVCab、ON-LIGHT、フランス) で除染が行われました。ウイルス不活化は細胞培養とPCR検査の両方で確認しました。 SARS-CoV-2 は、多孔質 (使い捨てガウン) 表面と非多孔質 (ステンレス鋼とエプロン) 表面の両方で UV-C 光により 3 秒以内に不活化されました。多孔質表面の場合、完全に陰性の PCR シグナルを達成するには 5 分間の照射が必要でした。私たちのキャビネットの実験条件における UV-C に対する SARS-CoV-2 の感受性を推定する Z 値は > 0.5820 m2/J であることが示されました。これらの結果は、多孔質または非多孔質支持体に堆積した大量の SARS-CoV-2 を迅速かつ確実に不活化するこの装置の能力を示しており、UV-C を使用した材料除染に関する新たな展望を開きます。

2020 年初頭の SARS-CoV-2 ウイルスの出現に続き、Covid-19 の蔓延はほとんどの保健機関を驚かせ、その結果、特にマスクを含む個人用保護具 (PPE)1,2 の深刻な不足が生じました。、ガウン、手袋、マスクを着用するとともに、ウイルスと接触した可能性のあるすべての表面や物体の消毒を急いでいます3。さまざまな消毒液、特にオゾン4、ガンマ線照射5、過酸化水素6,7、熱処理7、および第四級アンモニウム塩8が研究されています。 UV-C は 150 年以上前から存在するよく知られた技術であり、化学物質を使用せずに環境に優しい方法でウイルスや細菌を迅速に殺すことができます。

SARS-CoV-2 を不活化するために UV-C を使用する研究は、不足が最も深刻だった 2020 年の初めにはすぐに開始され、主にマスクと人工呼吸器 7,9 および部屋全体の除染 10,11 に焦点を当て、ウイルスを実証することを目的としていました。たとえこの技術がウイルスの感染力を評価するのではなく、サンプル中のウイルスゲノム物質の存在を検出するとしても、PCR によって決定される排除。より最近では、低圧水銀ランプによって生成される 254 nm の光に対する SARS-CoV-2 のウイルス感受性が研究で調査されています 12,13,14。同じウイルス亜属（ベータコロナウイルス）に関する過去の研究では、主に非多孔性基板（ペトリ皿またはガラス板）上で結果に大きな不均一性が示されていました15。

本研究では、高度な設備を備えた大型除染チャンバーを使用し、さまざまな UV-C 線量に対する非多孔質表面 (ステンレス鋼、プラスチックエプロン) と繊維質多孔質表面 (ガウン) の両方での SARS-CoV-2 の不活化を検討しています。パワー水銀ランプは波長 253.7 nm で全方向に発光し、キャビネットの中央に垂直に置かれた不透明なアイテムに対して、各側で 60 秒間で平均 50 mJ/cm2 の線量を照射します。すべての場合において、不活化は PCR およびウイルス培養によってチェックされました。さらに、多孔質表面については、UV-C 線量に対する PCR シグナルの動態を測定しました。キャビネットの実験条件における UV-C に対する SARS-CoV-2 の感受性を推定する見かけの Z 値も計算されました。

UVCab は、フランスの ON-LIGHT 社が開発した UV-C 大型除染チャンバー (60 cm × 60 cm × 100 cm) です。内部はすべての面が高反射アルミニウムで覆われており、治療ゾーンで最大の照射強度と均一性を確保するための特別な光学設計が施されています。 UVCab は、253.7 nm の波長で発光する高出力水銀ランプを使用します。デバイスによって提供される平均照明強度は、LP471UVC コサイン補正プローブ (DeltaOhm、イタリア) を備えた HD2102 放射計 (DeltaOhm、イタリア) で測定した場合、8.33 W/m2 (中央垂直面の両側) です。これは、中央に垂直に配置された不透明なアイテムの各側で、60 秒間で 50 mJ/cm2 の平均線量に相当します。全方向照射で影の発生を抑えます。この装置には、サイクルが終了するまでドアをロックする安全システムが装備されています。除染のサイクル時間は、除染する機器の材質 (部分的に透明または不透明)、それを構成する層の数、および材質の性質によって異なります。すべての実験中、サンプルは同じ条件（両側に 5 × 5 cm の露出窓を開いたままにしてプラスチック製のホルダーを使用）で、光源に対して同じ露出角度（垂直位置、UV に平行）で照射されました。 C ソース）。 UV-C 効果に対する露光角度の影響を評価するために、ステンレス鋼サンプルのみを垂直位置と水平位置の両方でテストしました。

0.5820 m2/J, which corresponds to a maximum D90 value of 3.9563 J/m2./p> 0.5820 m2/J. This value is at least 3 times higher than reported by Biasin et al.4, Storm et al.9, Ma et al.14 and Martínez-Antón et al.21. Experimental conditions of these studies are very different, as they are all using a nearly planar illumination: Storm et al. used a collimated beam; Biasin et al. also used an aperture to make a “spatial filter”, limiting the half angle of input rays to 30°; Martínez-Antón et al. restricted the lamp length to a 5 mm-window placed 36 cm away from the target, achieving very low angular spread and a nearly planar illumination. In contrast, the UVCab apparatus has an optical design made to have an omnidirectional illumination of the target (Fig. 2). This is illustrated by stainless-steel samples that have been tested both in the vertical and horizontal directions, with very close PCR values, indicating low dose deviation between those two extreme positions (Fig. 1). In this configuration, the dose received on the surface cannot be described in terms of planar irradiance and the concept of spherical irradiance must be preferred. A good explanation of the differences between planar and spherical irradiance was given by Ashdown et al.30. The concept of spherical irradiance is also to be found in the much higher susceptibility of pathogens in the aerosol form, as shown by Kowalski et al.31./p>

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