Disinfezione della SARS

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8229 (2023) Citare questo articolo

580 accessi

2 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

L’irradiazione UV è uno strumento efficace per la disinfezione dei virus in generale e del coronavirus in particolare. Questo studio esplora la cinetica di disinfezione delle varianti SARS-CoV-2 wild type (simili al ceppo Wuhan) e di tre varianti (Alpha, Delta e Omicron) mediante UV-LED da 267 nm. Tutte le varianti hanno mostrato una riduzione media del numero di copie di oltre 5 log a 5 mJ/cm2 ma l'incoerenza era evidente, soprattutto per la variante Alpha. L’aumento della dose a 7 mJ/cm2 non ha aumentato l’inattivazione media ma ha comportato una drastica diminuzione dell’incoerenza dell’inattivazione rendendo questa dose il minimo raccomandato. L'analisi della sequenza suggerisce che la differenza tra le varianti è probabilmente dovuta a piccole differenze nella frequenza di specifici motivi di sequenze nucleotidiche extrasensibili ai raggi UV sebbene questa ipotesi richieda ulteriori test sperimentali. In sintesi, l’uso dei LED UV con il loro semplice fabbisogno elettrico (possono essere alimentati da una batteria o un pannello fotovoltaico) e la flessibilità geometrica potrebbe offrire molti vantaggi nella prevenzione della diffusione della SARS-CoV-2, ma la dose minima di UV dovrebbe essere attentamente considerato.

L'efficienza dell'irradiazione ultravioletta (UV) dipende da molteplici fattori quali la dose UV, l'irradiazione, la fonte di irradiazione, il tipo di microrganismo e ceppo, la matrice e la lunghezza d'onda UV. I diodi emettitori di luce UV (LED UV) emettono luce UV a lunghezze d'onda specifiche con larghezze di banda relativamente strette a metà massima (FWHM). Ad esempio, i LED UV o le lunghezze d'onda del mercurio policromatico nell'intervallo germicida hanno mostrato un'efficacia inferiore a lunghezze d'onda UV più elevate1,2, mentre sono state riscontrate discrepanze nella legge di reciprocità tempo-dose per LED UV di diverse lunghezze d'onda e meccanismi di danno UV (Rif.3; vedere anche la tabella 2).

L'irradiazione UV è efficace nell'inattivazione dei virus in vari ambienti come soluzioni acquose1,4, superfici5,6 e aria/bioaerosol7,8. L'irradiazione UV si è rivelata efficace anche nell'inattivazione dei coronavirus umani (ad esempio hOC431) e della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV2)9,10. Tuttavia, le epidemie di SARS-CoV-2 sono caratterizzate dalla rapida comparsa di varianti11,12, rendendo complicati i confronti tra studi condotti su diverse varianti di SARS-CoV-2. Il nostro studio precedente ha esaminato l’impatto delle lunghezze d’onda dei LED UV su un ceppo di coronavirus umano (hCV-431). Qui abbiamo esaminato la sensibilità di quattro diverse varianti del SARS-CoV-2 (wild type, Alpha, Delta e Omicron) alla lunghezza d’onda germicida UV-LED con emissione di picco a 267 nm.

Gli spettri UV-LED hanno mostrato un'emissione di picco a 267 nm con una larghezza di banda FWHM stretta di 12 nm (Fig. 1).

Spettri di emissione del LED UV da 267 nm utilizzato in questo studio.

Alla dose zero (nessuna esposizione ai raggi UV), è stata riscontrata una variazione tra i numeri iniziali di copie virali delle diverse varianti, ma l'analisi ANOVA a una via non ha rivelato differenze statisticamente significative (F3,60 = 0,2941, p = 0,83). La curva di risposta del tempo di irradiazione e della dose (fluenza) di diverse varianti SARS-CoV-2 al LED UV a 267 nm è presentata in Fig. 2. La prima inattivazione statisticamente significativa per le varianti wt, Delta e Omicron ha richiesto l'esposizione a 2 mJ/cm2, mentre la variante Alpha richiedeva 5 mJ/cm2 (Fig. 2b), con dosi più elevate che determinavano un plateau fino alla dose massima (10 mJ/cm2). È interessante notare che la variabilità nell'efficienza di inattivazione era dipendente sia dalla dose UV che dalla variante, come evidente dalla dimensione delle barre di errore (Fig. 2) e dall'ampio coefficiente di varianza, in particolare per la variante Alpha (Tabella 1). Questa variabilità alle dosi più basse dovrebbe svolgere un ruolo nella progettazione di un sistema di disinfezione per mitigare i coronavirus e si raccomanda una dose UV-LED di 7 mJ/cm2. Inoltre, in questo caso l’irradianza incidente del LED era bassa; tuttavia, LED più potenti (che portano a un flusso radiante più elevato a un dato tempo di esposizione) potrebbero mitigare il rischio di questa variabilità e dovrebbero essere esaminati.