2021年11月，世衛(wèi)組織（WHO）將B.1.1.529變異株定性為最高級別的“值得關切的變異株”（VOC），命名為“奧密克戎”（Omicron）。
同時，據新冠病毒數(shù)據庫GISAID信息顯示，奧密克戎變異株的突變位點數(shù)量明顯多于近2年流行的所有新冠病毒變異株。
突變能力強，
傳染速度快，
是Omicron變異株的特點，
面對如此兇猛的奧密克戎變異株，
我們該怎么做呢？
戴口罩仍是阻斷病毒傳播的有效方式，對于奧密克戎變異株同樣適用。加拿大多倫多綜合醫(yī)院（University Health Network）的Lothar Lilge等人研究了7款不同過濾式口罩傳播的數(shù)值模擬，以確定紫外線殺菌滅活的適用性。
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實驗背景
常見的消毒方法有物理法和化學法兩大類。紫外線消毒法屬物理法，原理是通過紫外線破壞細菌病毒中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結構，造成生長性細胞死亡或再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。
值得一提的是，紫外線分為短波紫外線UVC(200～280nm)、中波紫外線UVB(280～320nm)及長波紫外線UVA(315-400nm)，只有UVC能達到消毒的效果。
除波長外，紫外線輻射到每個口罩的劑量也決定了消毒效果。因此，對于紫外輻照過程中的監(jiān)測很有必要。模塊化光譜儀是實時監(jiān)測紫外燈輻照過程的良好工具。在此應用中，我們將介紹如何應用光譜儀來檢測紫外消毒燈。
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實驗測量
為驗證紫外線殺菌滅活的實用性，基于7款3M口罩(1805, 9105s , 1860, 8110s, 8210，1870+和9210)，使用海洋光學USB4000光纖光譜儀、CC-3-UV余弦矯正器、XSR系列光纖搭建實驗測試系統(tǒng)。
在測量紫外燈前首先需對光譜儀進行絕對輻射校準。因為未校準的光譜縱坐標為Counts計數(shù)值，校準過后的光譜縱坐標為μW/nm可計算其能量值，如下圖所示。
在紫外光譜250-300nm范圍內，基于蒙特克羅光衰減建模，對口罩每層的光吸收和光散射系數(shù)量化，仿真模擬以確定輻照時間及劑量。下圖為3M 1870+（左列）和3M 9105s（右列）N95口罩在波長254nm、260nm、280nm 和 290 nm處的光散射和吸收系數(shù)。
圓形、三角形和正方形分別代表外層、內層和過濾層。
實驗建立了 4 個測試模型，不同型號的N95口罩對其適用性差異較大。然而，為實現(xiàn)一致、快速和完全的殺菌，光源位置需要與呼吸器形狀配對，且需在紫外波長處確定要照射的口罩模型的光學特性，以根據此處所述的光子分布模擬確定所需的最短曝光時間。
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參考文獻
[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.
來自美國加州洛杉磯雪松-西奈醫(yī)療中心的一組科學家以及來自韓國的醫(yī)學研究人員和澳大利亞臨床實驗室的研究人員使用海洋光學Flame光譜儀確認了用于減少包括冠狀病毒在內的細菌和病毒的led和其他UV源的波長。
點擊閱讀文章”Ultraviolet ‘a’ light effectively reduces bacteria and viruses including coronavirus,” PLOS ONE, 7,16, 2020.