Panjang gelombang spesifik sinar ultraviolet (UV) tidak hanya sangat efektif dalam membunuh virus yang menyebabkan COVID-19, tetapi juga lebih aman untuk digunakan di ruang publik, menemukan penelitian University of Colorado Boulder yang baru.
Studi yang diterbitkan bulan ini di Applied and Environmental Microbiology, adalah yang pertama menganalisis secara komprehensif efek dari berbagai panjang gelombang sinar UV pada SARS-CoV-2 dan virus pernapasan lainnya, termasuk satu-satunya panjang gelombang yang lebih aman bagi makhluk hidup yang akan terpapar tanpa perlindungan.
Temuan, yang penulis sebut sebagai "pengubah permainan" untuk penggunaan sinar UV, dapat menyebabkan sistem baru yang terjangkau, aman dan sangat efektif untuk mengurangi penyebaran virus di ruang publik yang ramai seperti bandara dan tempat konser.
"Dari hampir setiap patogen yang pernah kita pelajari, virus ini adalah salah satu yang paling mudah, sejauh ini, untuk membunuh dengan sinar UV," kata penulis senior Karl Linden, profesor teknik lingkungan. "Dibutuhkan dosis yang sangat rendah. Ini menunjukkan bahwa teknologi UV bisa menjadi solusi yang sangat baik untuk melindungi ruang publik."
Sinar UV secara alami dipancarkan oleh matahari, dan sebagian besar bentuk berbahaya bagi makhluk hidup - serta mikroorganisme, seperti virus. Cahaya ini dapat diserap oleh genom suatu organisme, mengikat simpul di dalamnya dan mencegahnya bereproduksi. Panjang gelombang berbahaya dari matahari ini, bagaimanapun, disaring oleh lapisan ozon sebelum mereka mencapai permukaan bumi.
Beberapa produk umum, seperti lampu tabung neon, menggunakan sinar UV yang direkayasa manusia, tetapi lapisan fosfor putih di bagian dalam melindungi orang dari sinar UV.
"Ketika kita melepas lapisan itu, kita dapat memancarkan panjang gelombang itu, dan mereka bisa berbahaya bagi kulit dan mata kita - tetapi mereka juga dapat membunuh patogen," kata Linden.
Rumah sakit sudah menggunakan teknologi sinar UV untuk mendisinfeksi permukaan di ruang ketika tidak ada orang di dalamnya, memanfaatkan robot yang dapat menyinari sinar UV di ruang operasi dan pasien di antara penggunaan.
Dan banyak gadget di pasaran saat ini membersihkan segala sesuatu mulai dari ponsel hingga botol air dengan sinar UV. Tetapi protokol keamanan masih dikembangkan oleh FDA dan EPA. Linden memperingatkan agar tidak menggunakan perangkat pribadi atau "germicidal" di mana seseorang terkena sinar UV.
Temuan baru ini unik, katanya, karena mereka mencapai titik manis antara sinar UV yang relatif aman bagi manusia dan berbahaya bagi virus, terutama yang menyebabkan COVID-19.
"Ini bisa menjadi game changer untuk penggunaan sinar UV masyarakat di ruang dalam ruangan," kata Linden.
Kematian dengan paparan
Untuk penelitian ini, Linden dan timnya membandingkan panjang gelombang UV yang berbeda berdampingan menggunakan metode standar yang dikembangkan di seluruh industri sinar UV.
"Kami pikir, mari kita bersatu dan membuat pernyataan definitif tentang paparan UV apa yang diperlukan untuk membunuh SARS-CoV-2," kata Linden. "Kami ingin memastikan bahwa jika sinar UV digunakan untuk mengendalikan penyakit, Anda memberikan dosis yang tepat yang melindungi kesehatan manusia dan kulit manusia, tetapi juga akan membunuh patogen ini."
Kesempatan untuk melakukan pekerjaan semacam ini jarang terjadi, karena ada standar keselamatan yang sangat ketat yang diperlukan untuk bekerja dengan SARS-CoV-2. Jadi Linden dan Ben Ma, peneliti postdoctoral dalam kelompok penelitian Linden, berkolaborasi dengan ahli virologi Charles Gerba di University of Arizona, di laboratorium yang dibersihkan untuk bekerja dengan virus dan variannya.
Para peneliti menemukan bahwa sementara virus cukup rentan terhadap sinar UV secara umum, panjang gelombang spesifik ultraviolet-C Jauh, pada 222 nanometer, sangat efektif. Dibuat oleh apa yang dikenal sebagai lampu excimer krypton chloride, didorong oleh molekul yang bergerak di antara berbagai keadaan energi, panjang gelombang ini adalah energi yang sangat tinggi. Oleh karena itu, ia mampu menimbulkan protein virus yang lebih besar dan kerusakan asam nukleat pada virus dibandingkan dengan perangkat UV-C lainnya, serta diblokir oleh lapisan paling atas kulit dan mata manusia – yang berarti bahwa ia terbatas pada tidak ada efek kesehatan yang merugikan pada dosis yang mampu membunuh virus.
"Tidak hanya aman, itu juga yang paling efektif," kata Linden.
Peran desinfeksi UV hari ini
Sinar UV dalam berbagai bentuk telah digunakan secara luas sejak awal abad ke-20 untuk mendisinfeksi air, udara dan permukaan. Pada awal 1940-an, itu digunakan untuk mengurangi penularan tuberkulosis di rumah sakit dan ruang kelas, dengan menyinari cahaya di langit-langit untuk mendisinfeksi udara saat beredar di seluruh ruangan. Saat ini, itu digunakan tidak hanya di rumah sakit, tetapi di beberapa kamar mandi umum dan pesawat terbang ketika tidak ada orang di ruang-ruang itu.
Dalam White Paper baru-baru ini yang diterbitkan oleh Asosiasi UV Internasional, "Radiasi UV-C Jauh: Keadaan Pengetahuan Saat Ini," yang menyertai studi baru, Linden dan rekan penulis berpendapat bahwa panjang gelombang sinar UV-C Jauh yang lebih aman ini dapat berfungsi sebagai langkah mitigasi utama terhadap pandemi saat ini dan masa depan, selain peningkatan ventilasi, pemakaian masker dan vaksinasi.
Linden membayangkan sistem yang dapat berputar dan mati di ruang dalam ruangan untuk secara rutin membersihkan udara dan permukaan, atau menciptakan penghalang yang berkelanjutan dan tidak terlihat antara guru dan siswa, pelanggan dan pekerja layanan, dan orang-orang di ruang di mana jarak sosial tidak mungkin, untuk mendisinfeksi udara.
Desinfeksi sinar UV bahkan dapat menyaingi efek positif dari peningkatan ventilasi dalam ruangan dengan memberikan perlindungan yang setara dengan peningkatan perubahan udara per jam di dalam ruangan. Ini juga jauh lebih murah untuk memasang lampu UV daripada meningkatkan seluruh sistem HVAC.
"Ada kesempatan di sini untuk menghemat uang dan energi sambil melindungi kesehatan masyarakat dengan cara yang sama. Ini benar-benar menarik," kata Linden.
Penulis tambahan pada publikasi ini meliputi: Ben Ma dari CU Boulder; Patricia Gundy dan Charles Gerba dari Universitas Arizona; Mark Sobsey dari University of North Carolina, Chapel Hill.
