g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Ultraviyole ışığa ek olarak, bu ışıklar virüsleri de öldürebilir.

Günlük yaşantımızda hepimiz ultraviyole ışığı kasıtlı veya kasıtsız olarak sterilize etmek için kullandık, bunun en yaygın örneği yorganları kurutmaktır. Bazı uzmanlar, hava sıcak olduğunda yeni koronavirüsün kısmen ultraviyole sterilizasyon ilkesine dayanarak doğal olarak ortadan kalkabileceğine inanıyor. Öyleyse ultraviyole ışınları virüsleri gerçekten öldürebilir mi? Aslında, ultraviyole ışığa ek olarak, görünür ışık ve kızılötesi ışığın da güçlü sterilizasyon yetenekleri vardır. Peki bu ışık bakteriler, mantarlar ve virüsler gibi patojenleri nasıl öldürür? Bu ışık aracılı sterilizasyon teknolojileri hangi senaryolara uygulanabilir?

Yazar | Xu Ying

Son yıllarda araştırmacılar, günlük hayatta çeşitli senaryolarda kullanılabilen, aşı hazırlamak için virüsleri etkisiz hale getirmek için de kullanılabilen ve ayrıca yara tedavisinde de doğrudan kullanılabilen bir dizi ışık aracılı sterilizasyon teknolojisi geliştirdiler. Önceki araştırmalara göre, bu teknolojiler bakteri, mantar ve virüs gibi çeşitli biyolojik silah türlerini hedef alabilir. Bu nedenle şu anda çeşitli ülkelerde şiddetlenen yeni koronavirüs için bu teknolojilerin yeni koronavirüsün savunulması ve tedavisinde de önemli bir rol oynaması gerekiyor.

Kimyasal dezenfektanlar, fungisitler ve anti-enfektiflerle karşılaştırıldığında ışığın birçok avantajı vardır:

Çevre dostudur ve kirlilik içermez.
Nispeten güvenli ve toksik olmayan.
İnorganik, organik veya canlı olsun, çevreleyen biyolojik ortama aşırı zarar vermez.
Üretim maliyeti nispeten düşüktür.
Reaksiyon hızı çok hızlıdır, genellikle sadece birkaç saniyedir.
İnsan derisine, yaralara, mukoza zarlarına ve diğer açıkta kalan kısımlara gereksiz zarar vermeden uygulanabilir.
Mikrobiyal hücrelerin ışık temelli anti-enfektif tedavilere dirençli olduğuna dair hiçbir rapor yoktur.

Yeni koronavirüsün önlenmesi ve tedavisine ilham vermeyi umarak birkaç ışık aracılı sterilizasyon yöntemini tanıtmak için buradayız.

Farklı ışık dalga boyları ve etkileri

Her şeyden önce, ışık dediğimiz genellikle hangi "bileşenlerden" oluşur? Bunlardan hangilerinin insan vücudu üzerinde zararlı etkileri vardır ve hangileri kısırlaştırma, sterilizasyon vb. İçin faydalı olacaktır?

Işık, dalga boyu aralığına ve maddelerle etkileşime girdiğinde iyonlaşma etkileri üretip üretemeyeceğine göre sınıflandırılabilir.Dalga boyunun artan sırasına göre gama ışınları, X ışınları, ultraviyole ışınları, görünür ışık, kızılötesi ışınlar, mikrodalgalar ve radyo dalgaları olarak ayrılabilir. Dalga boyu ne kadar kısa olursa, frekans o kadar yüksek ve enerji o kadar büyük olur. Işığın elektromanyetik özelliklerinden dolayı, madde ile etkileşime girdiğinde çeşitli olaylara neden olabilir. Örneğin dalga boyu 100 nanometreden az olan bir ışık dalgası bir maddeyle etkileşime girdiğinde malzeme atomlarının iyonlaşmasına neden olur; dalga boyu arttıkça ışık dalgasının taşıdığı enerji iyonlaşmaya yeterli olmamakla birlikte elektronları uyarabilir ve maddeyi yüksek enerjide yapabilir. Moleküler yapısında durumu ifade edin ve değişikliklere neden olun.

Şekil 1: Elektromanyetik spektrum ve çeşitli mikroorganizmalar üzerindeki fizyolojik etkileri

Ultraviyole, görünür ışık ve kızıl ötesine dayalı sterilizasyon teknolojisi günlük yaşamda, bilimsel araştırmalarda ve tıbbi tedavide yaygın olarak kullanıldığından, burada esas olarak bu yönlerden başlıyoruz.

1 Ultraviyole sterilizasyonun ilkesi ve uygulaması

Ultraviyole (ultraviyole, UV) dalga boyu aralığı X-ışını (100 nm) ile görünür ışık ( > 400 nm), yaklaşık olarak 100-400 nm aralığında. Ultraviyole ışınları ile moleküller arasındaki etkileşime göre dört türe ayrılabilir.Bu tür ultraviyole ışınlarının maddeler üzerinde farklı fizyolojik etkileri vardır.

Vakumlu UV (vakumlu UV, VUV)

Dalgaboyu aralığı 100-200 nanometredir. Düşük dozlarda, zararlı olan oksijen atomları ve organik moleküllerle de anında reaksiyona girebilir.

Ultra kısa ultraviyole UVC 200-280 nanometre dalga boyu aralığında ışık. UVC atmosfer tarafından tamamen absorbe edilebilir ve doğal UVC ışınları yeryüzünü ışınlamaz. Bu bantta bulunan ultraviyole ışınları bakterisit etkiye sahiptir. İnsanların genellikle "ultraviyole sterilizasyon" dedikleri durumda, etkili "bileşen", yapay ışık kaynaklarından (UVC LED'leri veya cıva lambaları gibi) elde edilebilen UVC'yi ifade eder.

UVC zayıf bir nüfuz etme kabiliyetine sahiptir. Çoğu insan derisinin stratum corneum ve epidermisi tarafından absorbe edilecek ve sadece çok küçük bir kısmı dermise çarpacaktır. Yalnızca UVC dermise etki ettiğinde cilt hücresi kanserine neden olur, bu nedenle UVC genellikle kabul edilir İnsan cildi üzerinde çok az etkisi vardır (bebekler ve UVC'ye alerjisi olan kişiler hariç). ancak, Gözler için kütikül koruması olmadığı için UVC insan gözü üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir, bu nedenle UVC ile odayı dezenfekte ederken insanlar girmemeye çalışmalıdır.Eğer girmeniz gerekiyorsa özel koruyucu gözlük ve koruyucu giysiler giymelisiniz. .

Uzak ultraviyole UVB

280-315 nanometre dalga boyu aralığına sahip ışık. Bu banttaki ışık, fotokarsinogenez ve fotoyaşlanma ile ilgili ciltte "güneş yanığı" na neden olabilir Güneş kremi uygulamanın temel amacı, bununla mücadele etmektir.

Ultraviyole UVA'ya yakın

315-400 nanometre dalga boyu aralığında ışık. Bunlar arasında, daha kısa dalga boylu UVA (315-340 nanometre, UVA1), aktif oksijen üretme kabiliyeti nedeniyle cilt üzerinde zararlı etkilere de sahip olabilir. Nüfuz etme gücü çok güçlüdür, çoğu şeffaf cam ve plastiğe nüfuz edebilir ve ayrıca cildin dermisine ulaşabilir, elastik lifleri ve kolajen liflerini tahrip edebilir ve cildi bronzlaştırabilir.

Çeşitli ultraviyole ışık dalga boyları arasında sadece ultra kısa ultraviyole UVC sterilizasyon ve dezenfeksiyon etkisine sahiptir. . Bakterileri, virüsleri ve diğer mikroorganizmaları ultra kısa ultraviyole ışınlarıyla ışınlarken, 254 nanometre dalga boyuna sahip ultra kısa ultraviyole ışınları, bu mikroorganizmaların nükleik asitlerindeki pirimidinler ve purinler tarafından absorbe edilebilir ve nükleik asitlerin baz dimerizasyonu yoluyla bazı hafif ürünler üretmesini sağlar. Böylece mikrobiyal hücrelerde deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asidin (RNA) moleküler yapısını tahrip eder. DNA hasar gördüğünde nükleik asidin kopyalanması zordur.Çoğaltma mümkün olsa bile, genellikle kusurları vardır ve bu da bakterileri hayatta kalamaz hale getirir. Ek olarak, mikroorganizmaları ışınlamak için çok dalga boylu ultra kısa ultraviyole ışınları kullanıldığında, ultra kısa ultraviyole ışınları aromatik amino asitleri de etkileyebilir, bu da proteinlerin yapısını ve işlevini etkiler ve bakterileri hayatta kalamaz hale getirir.

Ultra kısa UV olgun bir dezenfeksiyon yöntemidir , Şarbon, çiçek hastalığı, viral hemorajik ateş, pnömonik veba, hıyarcıklı veba, karasal ateş, ilaca dirençli tüberküloz, grip salgını ve şiddetli akut solunum sendromuna neden olan potansiyel organizmalar dahil olmak üzere birçok patojeni öldürmek için kullanılabilir Terörist ajanlar.

Mikroorganizmalar üzerindeki bakterisidal etkisinden dolayı, ultraviyole ışınlarının uygulanması gıda işleme endüstrisine, kanalizasyon arıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemi dezenfeksiyonuna, oda ve yüzey dezenfeksiyonuna, vb. De yayılmıştır. Bazı insanlar bunu su yoluyla bulaşan insan patojenlerini öldürmek için de kullanır. (Bakteriler, virüsler ve protozoa).

içinde Gıda işleme Tarlada, taze kesilmiş meyve ve sebzelerin yüzey dezenfeksiyonu alanında ultraviyole ışık büyük bir potansiyel gösterir.Meyve ve sebzelerin bozulmasını yavaşlatabilir, depolama ömrünü uzatabilir ve titanyum dioksit (TiO2) ve klor gibi kimyasal fungisitlerin etkili bir ikamesi haline gelebilir. .

UV lambası, çeşitli mikroorganizmalara karşı etkili bir şekilde savaşabilir ve kimyasal kalıntılar veya diğer yan ürünler üretmez ve su kalitesini etkilemez, bu nedenle de kullanılabilir. Kanalizasyon arıtma . Musluklara ve çeşmelere ultraviyole lamba takan firmalar da var.

UV'nin bir diğer önemli kullanımı da Hava dezenfeksiyonu . Mycobacterium tuberculosis, influenza virüsü, SARS coronavirüs, Aspergillus ve diğer Legionella bakterileri gibi çeşitli mantar, bakteri ve viral patojenler havadaki damlacıklar tarafından yayılabilir. 30 dakikalık ultraviyole ışık, havadaki mikrobiyali etkili bir şekilde azaltabilir. konsantrasyon. Bu nedenle, cerrahi ameliyathanelerde ve mikrobiyoloji laboratuvarlarında yaygın olarak kullanılan ultraviyole lambalara ek olarak, klima santrallerine ve havalandırma sistemlerine ultra kısa ultraviyole lambaların takılması, iç ortam havasındaki havadaki bakteri, mantar ve virüs konsantrasyonunu da azaltabilir.

Cerrahi ameliyathanelerdeki hava dezenfeksiyonunun ilk başarısı, ultra kısa ultraviyole ışınları uyardı hastane Promosyon ve uygulama. Örneğin, bebek koğuşlarına ve yenidoğan yoğun bakım ünitelerine ultra kısa ultraviyole lambaların takılması solunum yolu enfeksiyonlarını önleyebilir; ultra kısa ultraviyole ışınları ayrıca trakeadaki mikroorganizmaların kolonizasyonunu azaltmak ve solunumla ilgili pnömoniyi tedavi etmek için kullanılabilir.

Ultraviyole ışığın bakterileri, virüsleri ve mantarları öldürme potansiyeli anlaşıldıktan sonra, insanlar ultraviyole ışık kullanımını artırmakla giderek daha fazla ilgileniyorlar. Fakat gerçekte, UV sterilizasyonunun bakterilerle mücadelede iki kusuru vardır:

Birincisi, ultraviyole ışığın yalnızca bakterileri etkilememesi, aynı zamanda memeli hücreleri üzerinde olumsuz etkilere sahip olmasıdır.

İkincisi, bakteri sporlarının ultraviyole ışığa karşı güçlü bir direnci vardır ki bu da bir dereceye kadar endişe vericidir. Örneğin, Bacillus subtilis ve diğer basillerin hareketsiz sporları, ultraviyole radyasyona karşılık gelen büyüyen hücrelere göre 5 ila 50 kat daha dirençlidir.

Sporların bu kadar inatçı bir dirence sahip olmasının nedeni, temel olarak sporlarda, spor fotoürün liyazı (SP liyaz) adı verilen benzersiz bir DNA onarım enziminin bulunmasıdır. Endosporların çimlenmesi sırasında, SP liyaz özellikle ultraviyole ışınlarının neden olduğu DNA hasarını onarabilir. Bakteriyel sporlar ısı, iyonlaşma, ultraviyole ve gama radyasyonu, ozmotik basınç ve kurutma gibi fiziksel hasarlara karşı son derece dirençlidir. Sporlar ayrıca bakterileri iyot, peroksitler ve alkilleyici maddeler gibi kimyasal ve biyolojik dezenfektanlardan koruyabilir. Bu nedenle, kaba fiziksel ve kimyasal yöntemler bile bakteri sporlarını ortadan kaldıramaz.

Sözde orman yangını sonsuzdur ve bahar esintisi yeniden esiyor. Bu nedenle, diğer daha etkili sterilizasyon yöntemlerini genişletmek acildir.

2 Fotokatalitik sterilizasyon teknolojisi

Ultraviyole ışınlarındaki ultra kısa ultraviyole UVC, vücuda zarar vermeden çeşitli patojenleri doğrudan etkileyebilir ve öldürebilir.Yakın ultraviyole UVA'nın sterilizasyon etkisi yoktur ve insan vücuduna belirli bir zararı vardır. Bununla birlikte, ultraviyole ışınlarındaki ultraviyole yakın UVA, bazı fotokatalitik ortamlarla (titanyum dioksit ve psoralen gibi) kombinasyon halinde kullanıldığında, beklenmedik etkilere sahip olabilir.

(1) Fotokatalist sterilizasyon teknolojisi

Titanyum dioksit, ışık koşullarında sürekli olarak antibakteriyel etki gösterebilen, kararlı kimyasal özelliklere sahip inert bir malzemedir. Üç ana kristal türü vardır: anataz, rutil ve brookit. Çalışmalar, anataz enziminin en etkili fotokatalizör olduğunu, rutilin ise daha düşük aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. Şaşırtıcı bir şekilde, anataz ve rutil karışımı veya anataz enzimi kükürt, anyonlar veya gümüş gibi metallerle katkılandığında,% 100 anatazdan daha verimli bir fotokatalitik etkiye sahiptir. Ve virüsün inaktivasyon etkisi daha iyidir. Ek olarak, toplu titanyum dioksit malzemelerle karşılaştırıldığında, titanyum dioksit nanopartikülleri patojenleri etkisiz hale getirmede daha iyi performansa sahiptir.Araştırmacılar toplu olarak, nano boyutlu titanyum dioksit ile temsil edilen fotokatalitik işlevli foto-yarı iletken malzemelere atıfta bulunur. Fotokatalizör .

Ultraviyole yakın UVA titanyum dioksiti ışınladığında, gelen fotonlar aktif oksijen üretimini etkinleştirecektir. Titanyum dioksitin fotokatalitik yüzeyi doğrudan hücre duvarına temas ederek hücre duvarında oksidatif hasara neden olur. Başlangıçta oksidatif hasar nedeniyle hasar gören hücreler hala canlıdır ancak yerel hücre duvarlarının kaybı bu hücrelerin plazma zarını oksidatif hasara karşı savunmasız hale getirir. Fotokataliz, hücrelerin geçirgenliğini kademeli olarak arttırır, bu da sonunda hücre içeriğinin akışına yol açar ve bu da hücre ölümüne yol açar. . Ek olarak, titanyum dioksitin hücrelere zarar vermek için zara girebileceği, hücre içi bileşenlere doğrudan zarar verebileceği ve dolayısıyla hücre ölümünü hızlandırabileceği görülmektedir.

Şekil 2: Fotokatalizin mekanizması

Fotokatalist sterilizasyon teknolojisi, çeşitli mikroorganizmalar üzerinde iyi bir sterilizasyon etkisine sahiptir ve Gram-negatif ve Gram-pozitif bakterileri, mantarları (tek hücreli ve filamentli), protozoayı, algleri, memeli virüslerini ve Faj.

Son yıllarda, antibiyotiğe dirençli bakteri enfeksiyonlarının görülme sıklığı keskin bir şekilde artmış ve bu nedenle halk sağlığı alanında en önemli sorunlardan biri haline gelmiştir. Antibiyotiğe dirençli bakterileri etkisiz hale getirin potansiyel. Araştırmacılar, süspansiyonda metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA), çoklu ilaca dirençli Acinetobacter baumannii (MDRAB) ve vankomisine dirençli enterokokları inaktive etmek için UVA ile aktive edilmiş titanyum dioksitin kullanılabileceğini keşfettiler. UVA mevcut olduğunda, titanyum dioksit süspansiyondaki dirençli mikroorganizmaların içeriğini etkili bir şekilde azaltabilir.

Bunlar için Ultraviyole ışığa dirençli bakteri sporları Photocatalyst sterilizasyon teknolojisi de belirli bir rol oynayabilir. Çalışmalar, bu teknolojinin şarbon sporlarının hayatta kalma oranını azaltabileceğini ve sporların yaklaşık% 25'ini öldürebileceğini göstermiştir.

Tıpta fotokatalist teknolojisi, koğuşları ve ameliyathaneleri sterilize edebildiği gibi tümörleri tedavi etmek için de kullanılabilir; ağız sağlığı açısından fotokatalist teknolojisi diş temizliği ve ağartma için kullanılabilir; güzellik ve sağlık açısından nano-titanyum dioksit de güneş koruyucu kozmetikler yapmak için kullanılabilir. , Japonya'daki güneş kremlerinin çoğu titanyum dioksit içerir.

(2) Psoralen ve UVA inaktivasyon yöntemi (PUVA)

Psoralen, Mısır'da Amiqin adlı bir bitkiden elde edilen doğal bir furanokumarindir. Ayrıca kereviz, maydanoz, havuç, yaban havucu ve diğer sebzelerde bulunurlar. Eski zamanlardan beri insanlar bu yiyecekleri yedikten sonra güneşe maruz kalmanın güneş yanığına benzer ışığa duyarlı cilt reaksiyonlarına neden olabileceğini biliyorlardı.

1982'de psoralen, UVA ışığı (PUVA) ile birleştirildi ve sedef hastalığını (genellikle kronik iltihaplı bir cilt hastalığı olan sedef hastalığı olarak bilinir) tedavi etmek için kullanılmaya başlandı Hastalar, banyoda oral psoralen bileşikleri aldı veya takviyeler kullandı. Osteostatin, UVA'nın uyarımı altında, melanin sentezini teşvik edebilir ve onu deri altında biriktirebilir, böylece vitiligo ve sedef hastalığı gibi cilt hastalıklarını etkili bir şekilde iyileştirebilir.

Psoralen molekülü, doğru yapı ve şekle sahiptir, çift sarmal yapıda iki DNA ipliği arasına yerleştirilebilir ve ışık altında ters tamamlayıcı nükleik asit zincirleri arasında zincirler arası kovalent çapraz bağların oluşumunu indükleyerek DNA yapısını tahrip eder. Bu nedenle PUVA, trombositlerde ve plazma kan bileşenlerinde bakteri, virüs ve protozoayı inaktive etmek için kullanılmıştır.

Şekil 3: PUVA'nın mekanizması

PUVA'nın fotokimyasal inaktivasyon aktivitesi patojenleri öldürebilir, ancak metabolik kabiliyetini koruyabilir (Öldürülmüş Ama Metabolik Olarak Aktif, KBMA), bu da bu yöntemin tüm mikroorganizmaları inaktive edebileceği, ancak yine de immünojenisitesini koruyabileceği anlamına gelir. İçin kullanılabilir Aşı geliştirme . Bazı araştırma grupları, bozulmamış mikroorganizmaları kullanarak rekombinant ve patojenden türetilmiş KBMA aşıları geliştirmiştir.Bu mikroorganizmaların zararsız ve immünojenik olduğu kanıtlanmıştır.Bu teknoloji, belirli hastalıkları önleyebilir ve hayvan modellerinde bulaşıcı hastalıkların oluşumunu azaltabilir. Yeni bir umut getirir.

Ek olarak, PUVA ayrıca diğerleri için de kullanılabilir Birden fazla virüsün inaktivasyonu Dang virüsü, chikungunya virüsü, SARS-CoV vb. Bazı araştırmacılar, güneşin su üzerindeki dezenfeksiyon etkisini arttırmak için asitli kireç ve sentetik psoralen kullanıyor. İçerdiği Norovirüs, E. coli ve MS2 fajının laboratuar değerlendirmelerini yaptılar ve psoralen ve asit kireç ekstraktının ultraviyole radyasyonla sinerjistik etkisinin mikroorganizmaların inaktivasyonunu hızlandırabildiğini buldular.

3 Mavi ışığı etkisiz hale getiren patojenlerin mekanizması ve uygulaması

Ultraviyole ışığın bakterisidal etkisi iyi bilinmesine rağmen, cilt hasarına ve karsinojenez riskine sahiptir.Daha ciddi bir kusur, ultraviyole ışığın bakteri sporlarını öldürme etkisine sahip olmaması veya sadece zayıf bir etkiye sahip olmasıdır. Biyolojik silahlarda kullanılan bakteriyel preparatlar, genellikle antibiyotik direnci sergileyen veya endosporlar ve biyofilmler oluşturabilen bakterilerden seçilir, böylece mevcut antibakteriyel tedavi seçeneklerine daha dirençli olabilirler. En büyük yıkıcı yeteneği kullanmak için. Bu nedenlerden dolayı, araştırmacıların olası biyolojik savaşı başarılı bir şekilde yenmek için hala yüksek derecede toksik bakteri, mantar ve virüsleri incelemeleri gerekiyor.

Güncel araştırmalar, görünür ışıktaki mavi ışığın da bir sterilizasyon etkisine sahip olduğunu ve dalga boyu aralığının 435-450 nanometre olduğunu gösteriyor. Ultraviyole radyasyonla karşılaştırıldığında, mavi ışık sadece Antibiyotiğe dirençli bakterileri ve bakteri sporlarını öldürür Ve memeli hücrelerine verilen zarar çok daha azdır, bu nedenle sterilizasyon için görünür ışığın kullanımının bariz avantajları vardır.

405 nanometre dalga boyuna sahip mavi ışık, Gram-negatif bakteriler ve Gram-pozitif bakteriler üzerinde geniş spektrumlu bir antibakteriyel etki gösterir. Şu anda, bazı insanlar metisilin ve penisiline dirençli bazı bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için alternatif bir tedavi olarak mavi ışığı kullanmayı önerdiler. Mavi ışığın antibiyotiğe dirençli bakterileri öldürme mekanizması, bakteriler tarafından üretilen porfirin tarafından absorbe edilebilmesi, serbest radikallerde artışa yol açması, bu da hücre plazma zarı proteinlerini ve DNA'sını veya bakterinin ışığa dirençli pigmentini doğrudan etkilemesi olabilir.

Öte yandan, 405 nanometre dalga boyuna sahip yüksek yoğunluklu mavi ışık, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis ve Clostridium difficile'yi de etkin bir şekilde etkisiz hale getirebilir. Bu, oksijene bağlı bir süreçtir. 405 nanometrelik mavi ışık, bakterilerdeki foto-indüklenmiş kromofor ile etkileşime girebilir, örneğin, Bacillus ve Clostridium'da hücreler için toksik olan tekli oksijen üretebilir. Reaktif oksijen türlerinden, dolayısıyla bakterilere zarar verir.

Bununla birlikte, mavi ışığın yalnızca bakterilerin canlılığını düzenleyemeyeceği, biyofilm oluşumunu engelleyemeyeceği ve bakteriler üzerindeki foto-inaktivasyon etkisini artırabileceği unutulmamalıdır, aynı zamanda Bakterilerin virülans faktörünü geliştirin .

Yüksek yoğunluklu 405 nanometre ışık, Bacillus anthracis ve Bacillus cereus'un maruziyetini önlemek ve kontrol etmek için tıbbi, askeri ve tarım alanlarında kullanılabilir ve ayrıca havanın, temas yüzeylerinin ve tıbbi ekipmanın dezenfeksiyonu için de kullanılabilir. Şu anda piyasada bulunan mavi ışık tedavi cihazları ve mavi ışıklı akne yıkama makineleri de mavi ışık sterilizasyonu prensibine dayanmaktadır.

4 Fotodinamik tedavi

Fotodinamik tedavi (PDT), toksik olmayan ışığa duyarlılaştırıcılar kullanan ve zararsız olan, invaziv olmayan bir tedavi yöntemidir. Görülebilir ışık veya Yakın kızılötesi ışık Tekli oksijen ve diğer reaktif oksijen türlerini üretmek için Bu reaktif oksijen türleri, nükleik asitler, proteinler ve doymamış yağ asitleri gibi biyolojik makromoleküller üzerinde hareket ederek hücre hasarına neden olabilir. Örneğin, kanseri tedavi etmek için fotodinamik terapi kullanırken, reaktif oksijen türleri, tümör hücrelerinde bu önemli biyomoleküllere zarar verebilir ve hücre apoptozunu tetikleyebilir. Fotodinamik tedavinin biyolojik hedefleri (proteinler, lipidler, nükleik asitler), her türlü mikroorganizmanın ve bunların türevlerinin ana bileşenleridir. bu nedenle Fotodinamik terapi bilinen tüm biyolojik silahları yok edebilir .

Fotodinamik pasivasyon Üretilen kısa ömürlü reaktif oksijen türleri, virüsün anahtar moleküler hedeflerine verilen hasarın ana nedenidir. Singlet oksijen ve diğer reaktif oksijen türleri (hidrojen peroksit, süperoksit ve hidroksil radikalleri), viral zarflar, proteinler, kapsidler, çekirdek proteinler ve nükleik asitler gibi farklı viral hedeflere saldırabilir ve böylece virüsün bulaşıcılığını kaybetmesine neden olabilir. Çalışmalar, zarflı virüslerin protein hasarı nedeniyle inaktive edilebileceğini göstermiştir. Fotodinamik inaktivasyon viral proteinlere zarar verebileceğinden, zarfsız virüsler bile etkili bir şekilde inaktive edilebilir.

İster zarflı ister zarfsız virüsler olsun, farklı memeli virüsleri ve bakteriyofaj türleri için, ister DNA veya RNA virüsleri olsun, farklı tipteki fotosensitizörlerin tümü virüsün fotodinamik inaktivasyonunda etkili bir rol oynayabilir. etki.

Fotodinamik pasivasyon, birkaç Patojenlerin ürettiği toksinleri ve virülans faktörlerini inaktive edebilir Terapilerden biri. Reaktif oksijen türlerinin fotodinamik etkileri, kükürt atomları, aromatik halkalar, heterosikller, doymamış çift bağlar, amino grupları vb. Gibi toksin moleküllerinin oksitlenmiş moleküler özelliklerine saldırabilir. Bu oksidasyon reaksiyonları, toksinin yapısına müdahale edebilir veya fonksiyonel grubunu değiştirerek biyolojik fonksiyonunu bozabilir.

Şekil 4: Işığa duyarlılaştırıcı bileşik

Sterilizasyon işlemleri için fotodinamik terapi kullanılması önerilir çünkü iki önemli avantajı vardır:

Birincisi, diğer kimyasal dezenfektanlarla karşılaştırıldığında, fotodinamik tedavinin daha Çevresel koruma , Evleri veya arabaları dezenfekte ettikten sonra, kalan ışığa duyarlılaştırıcı güneş ışığı ile ayrıştırılabilir;

İkincisi, fotodinamik tedavinin Yüksek seçicilik , Işığa duyarlı hale getiriciler aracılığıyla belirli hücre veya doku türlerini seçici olarak hedefleyebilir veya aydınlatılan alanı kontrol ederek belirli alanları seçici olarak hedefleyebilir.

Uygun fotosensitizörler ve ışık kullanılarak fotodinamik terapi sudaki, araçlardaki ve ekipmanlardaki ve diğer yüzeylerdeki, yiyeceklerdeki, derideki ve yaralardaki patojenleri öldürmek için kullanılabilir. Sistemik istila meydana gelmeden önce insanlara veya hayvanlara neden olan patojenleri bile tedavi edebilir. Yerel enfeksiyon.

5 Femtosaniye lazerin antibakteriyel etkisi

Miyopi ameliyatı için kullanılmasının yanı sıra Femtosecond Lazerler sterilizasyon için de kullanılabilir. Femtosaniye lazer, saydam veya yarı kristal biyolojik dokuları yok edebilen ve patojenleri öldürmek için yeni bir yöntem olan 10-15 saniyelik atım süresine sahip bir lazeri ifade eder.

Femtosaniye lazerleri farklı mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek için farklı mekanizmalar kullanır: virüsleri etkisiz hale getirirken, femtosaniye lazer, virüs parçacığının protein kabuğundaki hidrojen bağlarını ve hidrofobik bağları kırabilir, zayıf protein bağlantılarını ayırabilir veya viral kapsidlere neden olabilir ve Zarf proteinleri, virüsü inaktive etmek için seçici bir şekilde toplanır; bakteriler inaktive edildiğinde, bakterinin inaktivasyonu, görünür femtosaniye lazer ışınlamasının neden olduğu DNA hasarı ile ilgilidir.

Çalışmalar, görünür femtosaniye lazerlerin veya yakın kızılötesi alt pikosaniye fiber lazerlerin, M13 bakteriyofajı, murin sitomegalovirüs, tütün mozaik virüsü, insan papilloma virüsü ve insan immün yetmezlik virüsü dahil olmak üzere çeşitli virüsleri etkisiz hale getirebileceğini bulmuştur.

Sonuç

Işık aracılı teknoloji, bilinen tüm patojenlerle mücadelede geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir.Kısa ultraviyole ile yakın kızılötesine kadar dalga boyları (tek başına veya ışığa duyarlılaştırıcılarla birlikte kullanılır), Gram-pozitif bakterileri ve deriyi öldürmek veya etkisizleştirmek için kullanılabilir. Lan'ın negatif bakterileri, mantarlar, endosporlar, parazitler, virüsler ve hatta protein toksinleri.

Farklı mikroorganizma türleri ve türevleri, kullanılan farklı ışık dalga boyları ve ışığa duyarlılaştırıcıların kullanılıp kullanılmadığı ile ışık aracılı teknolojilerin çalıştığı mekanizma da farklı olabilir, ancak bu teknolojiler esas olarak UVC gibi iki tür hedefi hedefler. Ve PUVA, patojenlerin nükleik asitlerini hedeflerken, mavi ışık ve fotodinamik terapi, fotolize oksitlenmiş proteinleri hedef alır. Bu nedenle, herhangi bir büyük ölçekli biyolojik saldırı meydana geldiğinde, yanıt vermek için bu ışık aracılı sterilizasyon teknolojilerini kullanmayı deneyebilirsiniz.

postscript

Okuyuculara birçok türde patojen olduğunu ve belirli bir sterilizasyon yönteminin evrensel olduğunun garantisi olmadığını hatırlatıyorum. Optik ortamın rolü, ultraviyole ışınlarının doğrudan sterilizasyonundan farklı olarak yalnızca katalitik bir rol oynamaktır. Ayrıca son derece güçlü anlık güce sahip olan bir femtosaniye lazer de vardır ve patojenlerin moleküler yapısı üzerindeki etkisi geleneksel anlamda hafif değildir. Lütfen uygulama ilkesini ve kapsamını anlamadan sterilize ve dezenfekte etmeye çalışmayın!

Notlar ve referanslar

Fatma Vatansever, Cleber Ferraresi ve diğerleri, Biyolojik savaş ajanları ışıkla yenilebilir mi? Virulence 4: 8, 796825

Not: Ultraviyole ışığın görünmez ışık olduğunu biliyoruz, ancak neden günlük yaşamdaki ultraviyole lambalar çoğunlukla mavi-mor ışık yayar? Gerçekte, mikrop öldürücü ultraviyole lambanın ultraviyole dalga boyu 254 nanometre, yani görünmez ışık ve çıplak gözle görülemeyecek kadar az olmasına rağmen, 254 nanometre dalga boyuna sahip ultraviyole ışığın ana bileşeni hariç olmak üzere, elektron bombardımanı sonrasında lamba tüpündeki düşük basınçlı cıva tarafından yayılan cıva spektrumu, Aynı zamanda görünür aralıkta mavi ve mor ışık içerir. Bu sayede ultraviyole lamba sadece ultraviyole ışınlarının bakterisit etkisini oynamakla kalmaz, aynı zamanda kullanıcının bulunduğu ortamda ultraviyole lambanın açılıp açılmadığını hatırlatarak ultraviyole ışınlarının insan vücuduna zarar vermesini engeller.

Wang Yuhui, Xu Gaotian, Fotokatalist Teknolojisinin Geliştirilmesi ve Uygulanması, Kimya Mühendisi, 1002-1224 (2004) 12-0038-04

Netizen "Profesör Adamın Bilimsel Çalışma Hesabı" orijinal metinde yorum yaptı.

Kaynak: Fanpu