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      技術(shù)文章

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      病毒來勢洶洶,消毒手段少不了

      更新時間:2021-12-17點擊次數(shù):1809

      戴口罩仍是阻斷病毒傳播的有效方式,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化學(xué)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(xì)菌病毒中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結(jié)構(gòu),造成生長性細(xì)胞死亡或再生性細(xì)胞死亡,達(dá)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)長波紫外線UVA(315-400nm),只有UVC能達(dá)到消毒的效果。


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      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(yīng)用中,我們將介紹如何應(yīng)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(xué)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)。


      圖片


      在測量紫外燈前首先需對光譜儀進(jìn)行絕對輻射校準(zhǔn)。因為未校準(zhǔn)的光譜縱坐標(biāo)為Counts計數(shù)值,校準(zhǔn)過后的光譜縱坐標(biāo)為μW/nm可計算其能量值,如下圖所示??。


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      在紫外光譜250-300nm范圍內(nèi),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)。


      圖片

      圓形、三角形和正方形分別代表外層、內(nèi)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*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(xué)特性,以根據(jù)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(xiàn)


      [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.




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