Inactivación ultrarrápida del SARS | Marcado Hebei láser Co., Ltd.

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 18640 (2022) Citar este artículo

1206 Accesos

1 Altmetric

Detalles de métricas

La desinfección elimina los microorganismos patógenos y asegura un ambiente bioseguro para los seres humanos. La rápida propagación de COVID-19 está desafiando los métodos tradicionales de desinfección en términos de reducir los efectos secundarios dañinos y realizar procesos más rápidos. La pulverización de desinfectantes químicos a gran escala es perjudicial para las personas y el medio ambiente, mientras que la desinfección con lámparas UV y diodos emisores de luz (LED) aún requiere un tiempo de exposición prolongado debido a la baja irradiancia y las características de haz altamente divergentes. Dado que un láser mantiene una alta irradiación a larga distancia, estudiamos la efectividad de los láseres como un nuevo método de desinfección y los resultados muestran la capacidad de inactivación ultrarrápida del virus SARS-CoV-2 con un láser de 266 nm. Este trabajo confirma que los láseres UV son un buen candidato para la desinfección.

El nuevo coronavirus SARS-CoV-2 es responsable de una pandemia que involucra una enfermedad respiratoria grave que se ha extendido por todo el mundo. Hasta el 5 de marzo de 2022, ha habido más de 440 millones de casos confirmados de COVID-19 y más de 5,9 millones de muertes notificadas1. Aunque las vacunas y los medicamentos se han desarrollado ampliamente y con éxito para el COVID-19, la pandemia aún se propaga como un reguero de pólvora. La gente se ha dado cuenta de que, para una enfermedad pandémica como la COVID-19, la interrupción de la cadena de transmisión sigue siendo la solución más eficaz2.

La principal vía de transmisión del SARS-CoV-2 es por aerosoles3 o por contacto4. Se ha informado que las partículas de SARS-CoV-2 son detectables hasta por 3 h en aerosoles5. Por lo tanto, la transmisión de aerosoles a corta distancia entre humanos y la transmisión de aerosoles de intercambio de aire del sistema de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) entre habitaciones son peligrosas en términos de propagación del virus6,7,8,9,10. Algunos grupos e instituciones de investigación creen que la transmisión por aerosoles está siendo reconocida como la ruta dominante para la pandemia de COVID-19, lo que se ha demostrado en estudios de investigación3 y declaraciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS)11.

Los métodos químicos tradicionales no son aplicables en tales escenarios de aerosoles, ya que los productos químicos son tóxicos o inflamables en el aire. Por ejemplo, el alcohol médico es bueno para la desinfección, pero la pulverización masiva de alcohol puede provocar incendios y explosiones. Como otro ejemplo, los productos químicos como el peróxido de hidrógeno, el ozono y la lejía a base de cloro también son buenos para la desinfección, pero son tóxicos para el cuerpo humano y no deben usarse para fumigaciones masivas alrededor de las personas. Por lo tanto, no se recomienda bajo ninguna circunstancia la pulverización de productos químicos para desinfectar el aire en presencia de personas12.

Especialmente para los sistemas HVAC, ningún método conocido es lo suficientemente rápido para desinfectar aerosoles en condiciones de flujo de aire de alta velocidad. Tomando como ejemplo un sistema de aire acondicionado central, la velocidad del flujo de aire suele ser de 20 a 30 m/s13. Por lo tanto, para desinfectar el flujo de aire entre habitaciones en un sistema de aire acondicionado central, la desinfección debe terminar en < 1 s para un conducto de aire de 20 m de largo, < 0,1 s para un conducto de aire de 2 m de largo o < 0,01 s para un conducto de aire de 0,2 m de largo. conducto de aire de m de largo. Por lo tanto, se necesita un método de desinfección seguro (sin productos químicos tóxicos o inflamables) y rápido (lo suficientemente rápido para desinfectar el aire que fluye).

Los métodos de inactivación basados en radiación son seguros en comparación con los productos químicos tóxicos o inflamables y son más convenientes para inactivar el SARS-CoV-2 y los coronavirus relacionados, según estudios anteriores. Entre todos los métodos de inactivación basados en radiación, la irradiación germicida ultravioleta (UVGI) es el método más ampliamente probado y utilizado para inactivar el SARS-CoV-214. Los diodos emisores de luz ultravioleta (LED) y las lámparas ultravioleta son los candidatos más comunes empleados como fuentes de luz ultravioleta15. Sin embargo, ambos tienen algunos inconvenientes. Los LED tienen una eficiencia energética muy baja; por lo tanto, generalmente generan mucho calor y tienen una vida práctica bastante corta. Las lámparas y los LED UV solo pueden lograr una inactivación del virus superior al 99 % después de al menos unos segundos, según nuestro conocimiento, según varias publicaciones2,16,17,18,19. Esto se debe a que la luz de las fuentes de luz incoherentes regulares, como los LED y las lámparas, es muy divergente cuando se irradia, lo que conduce a una irradiancia óptica muy baja. La luz de las fuentes de luz coherente, como los láseres, se puede propagar sin divergir, lo que conduce a una mayor irradiancia óptica que las fuentes de luz incoherentes normales. Esto sugiere que un láser UV con una longitud de onda de alrededor de 260 ~ 270 nm puede ser un buen candidato para la desinfección de virus segura y rápida. En este manuscrito, llevamos a cabo un experimento de inactivación del SARS-CoV-2 con láseres caseros de 2 W y 266 nm, cuyos resultados confirman el rendimiento ultrarrápido de la inactivación altamente eficaz del SARS-CoV-2 con láseres de 266 nm.

El rendimiento de la desinfección sigue una ley de decaimiento exponencial para la eficiencia de inactivación de un solo paso20:

donde η es la eficiencia de inactivación, k es la constante de velocidad UV (cm2/mJ) que depende de la especie de virus y la longitud de onda, y D es la dosis de exposición UV (mJ/cm2). Por lo tanto, cuanto mayor sea la dosis de exposición a los rayos UV, mayor será la tasa de desinfección. La dosis de exposición UV D es el producto de la radiación óptica UV I (mW/cm2) y el tiempo de exposición t (s):

donde la irradiancia óptica UV es la potencia óptica por unidad de área. Por tanto, la irradiancia óptica es proporcional a la potencia óptica dividida por el área del haz óptico. Esto implica que si el área del haz óptico está más concentrada en un área más pequeña cuando la potencia óptica sigue siendo la misma, entonces la irradiación puede aumentar drásticamente, lo que dirige nuestra atención a los láseres.

La Figura 1 ilustra la irradiancia típica con respecto a la distancia de propagación para láseres, LED y lámparas. Tenga en cuenta que la línea horizontal negra punteada en la Fig. 1 es el valor crítico de irradiancia de 16,9 mW/cm2 para la dosis efectiva crítica21 (existen múltiples valores de este tipo en la literatura y el 16,9 mJ/cm2 se toma como ejemplo) en un tiempo de exposición de 1 s para la inactivación completa del SARS-CoV-2.

Irradiancia con respecto a la distancia de propagación para (1) láseres a una potencia de 2 W con cintura de haz r = 1 mm y 5 mm, (2) LED a una potencia de 200 W con ángulo de vértice θhalf = 45° y 60°, y (3) lámparas a una potencia de 200 W con longitud L = 40 cm y 80 cm. La línea horizontal negra de puntos y rayas corresponde a la dosis crítica de 16,9 mJ/cm2 para la inactivación del SARS-CoV-2 cuando el tiempo de exposición es de 1 s21.

A diferencia de los LED y las lámparas, los láseres proporcionan una luz coherente que se propaga con un frente de onda gaussiano en dirección radial y un perfil gaussiano en dirección axial. Por ejemplo, para un láser de 266 nm de alta calidad, los radios de cintura del haz de 1 mm y 5 mm corresponden a un rango de Rayleigh de aproximadamente 10 m y 250 m, respectivamente, y la irradiancia y la propagación de tales haces láser se muestran en la Fig. 1. El rango de Rayleigh es una medida de la distancia dentro de la cual un haz de láser gaussiano casi mantiene el mismo radio de haz. Por lo tanto, un rayo láser con un radio de cintura de 5 mm puede propagarse unos cientos de metros sin expansión del rayo, lo que es muy diferente de las fuentes de luz que la gente usa comúnmente en la vida cotidiana, como las fuentes de luz LED y las lámparas.

A diferencia de la propagación láser, la luz incoherente, como la de los LED y las lámparas, se expande constantemente mientras se propaga, por lo que la irradiancia es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de propagación. Por ejemplo, las fuentes de luz LED normalmente irradian luz en forma de cono, que normalmente se caracteriza por el ángulo del vértice del cono, y los valores típicos son θhalf = 45° y 60°. Por lo general, un chip LED puede emitir de 2 mW a 10 mW, por lo que una fuente de luz LED de 200 W se compone de muchos chips LED individuales. Dado que estamos considerando la irradiancia mientras la luz se propaga alejándose de la fuente de LED, la matriz de LED se puede simplificar como una fuente puntual de distribución uniforme con un ángulo de vértice de cono constante. La irradiancia y la propagación de una fuente de luz LED de 200 W con θhalf = 45° y 60° se muestran en la Fig. 1. De manera muy intuitiva, la lámpara irradia luz en todas las direcciones, que puede verse como si irradiara casi en un ángulo sólido de 4π. Sin embargo, con el fin de obtener una representación más precisa de la irradiancia de la lámpara a lo largo de la dirección de propagación, aplicamos el modelo de Keitz a una bombilla de lámpara de cilindro largo de 200 W de potencia con una longitud L = 40 cm y 80 cm22. Los resultados del cálculo también se muestran en la Fig. 1.

Examinando de cerca la línea discontinua del cuadrado negro en la Fig. 1 que representa el rayo láser de 266 nm con un radio de cintura de 5 mm, la irradiancia de este rayo láser es más de 100 veces mayor que 16,9 mW/cm2 para un rango de propagación de más de 200 metro. Por lo tanto, en este rango de propagación de 200 m, un tiempo de exposición de menos de 0,01 s puede alcanzar la dosis efectiva crítica de 16,9 mJ/cm2. Esto sugiere que la inactivación ultrarrápida del SARS-CoV-2 se puede lograr con láseres de 266 nm durante un largo período.

SARS-CoV-2/Wuhan/WIV04/2019 (SARS-CoV-2 WIV04) y SARS-CoV-2/630–1 (SARS-CoV-2 delta) se incluyeron en nuestros experimentos para verificar la efectividad de la inactivación con láser. Se utilizó el virus Sindbis (SINV) con una estructura molecular similar (también un virus de ARN envuelto) pero una célula huésped diferente para confirmar que el entorno circundante puede afectar la sensibilidad viral a la irradiación láser. El virus de la pseudorrabia (PRV) con ADN como material genético se usó para compararlo con los virus de ARN dado que la diferencia de mecanismos entre el ADN y el ARN dañado por UV, es decir, uno de los mecanismos de desinfección por irradiación UV para el ADN es la formación de dímeros TT, mientras que para ARN, es formación de dímero UU. Se usaron enterovirus humano 71 (EV71) y parvovirus porcino (PPV) con ARN/ADN sin envoltura para probar cualquier interacción entre la envoltura viral y los fotones UV que pueden afectar la sensibilidad viral.

Las líneas celulares utilizadas en los experimentos incluyeron células Vero E6, BHK, PK15, ST y RD del Centro Nacional de Recursos de Virus del Instituto de Virología de Wuhan, Academia de Ciencias de China, que se cultivaron en medio mínimo esencial (MEM, Gibco™, Cat No: 42360032) suplementado con suero bovino fetal al 10 % (FBS) (Gibco, 10099–141) y 100 U/mL de penicilina y estreptomicina cada uno (Gibco, 15140–122) a 37 °C en una incubadora con CO2 al 5 %. Los virus y células utilizados en nuestros experimentos se muestran en la Tabla 1.

SARS-CoV-2 WIV04 y SARS-CoV-2 delta se propagaron en células Vero E6. Las células Vero E6 se sembraron en un matraz de cultivo de células T-75 durante la noche y los virus se inocularon en el cultivo a una multiplicidad de infección (MOI) = 0,1 cuando las células tenían una confluencia del 80 %. El matraz de cultivo de células infectadas se colocó en una incubadora a 37 ℃ para adsorción de virus durante 1 h, y se reemplazó el medio fresco de MEM + FBS al 2 %. Los sobrenadantes de las células infectadas se recogieron en un tubo de centrífuga de 15 ml dos días después. Los fragmentos de células se desecharon después de la centrifugación a 3000 r/min a 4 °C durante 10 min y se obtuvieron los virus. Los virus obtenidos se separaron y congelaron en un refrigerador a -80 °C para su uso posterior23.

Además, SINV se propagó en células BHK a 0,01 MOI, EV71 se propagó en células RD a 0,01 MOI, PRV se propagó en células PK15 a 0,1 MOI y PPV se propagó en células ST a 0,1 MOI, y se recolectaron a las 24 h. , 24 h, 48 h y 72 h, respectivamente. El medio que suspendieron seguía siendo MEM + 2% FBS. Se recolectaron de la misma manera que el SARS-CoV-2. Todos los experimentos relacionados con SARS-CoV-2 se realizaron en un laboratorio de bioseguridad 3 (P3), y los experimentos SINV, PRV, EV71 y PPV se realizaron en un laboratorio de bioseguridad 2 (P2). Todos los virus se obtuvieron del Centro Nacional de Recursos de Virus del Instituto de Virología de Wuhan, Academia de Ciencias de China.

Se sembraron células Vero E6, BHK, RD, ST y PK15 en placas de 6 pocillos durante la noche. La densidad de inoculación celular fue de 104 por pocillo. Se tomó una cepa de los virus almacenada en nevera a -80 °C. Después de descongelar el virus, se usó MEM + FBS al 2 % para realizar una dilución en gradiente de diez veces, con un total de 9 diluciones de 10-1 a 10-9, y se realizaron de 6 a 8 repeticiones para cada dilución. Tres días después de la inoculación, se calificó el efecto citopático (ECP) y se utilizó la fórmula de Reed-Muench para calcular la dosis infecciosa del 50 % del cultivo de tejidos (TCID50)24. El título del inóculo de virus comenzó en ~ 6 Lg TCID50/0,1 ml25. El límite inferior del título fue de 1 lg TCID50/0,1 ml (completamente inactivado).

Se utilizó un láser pulsado construido internamente con un ancho de pulso de 10 ps, una tasa de repetición de 200 kHz y una potencia de salida ajustable. El diámetro del haz es de ~ 5,16 mm en la faceta del cabezal del láser y la divergencia del haz es de ~ 18 mrad. La longitud de onda probada fue de 266 nm, que está cerca del máximo de absorción de ARN en aproximadamente 260 nm15. El espectro del láser se muestra en la Fig. 2 registrado por HR4000CG-UV-NIR (óptica oceánica).

Espectros del láser.

Se colocó una gota de 0,1 ml de inóculo de virus en un pocillo definido de una placa de 6 pocillos. Luego, la cabeza del láser se colocó ~ 10 cm por encima del pocillo que contenía el virus. El tamaño del punto del láser fue de 0,785 cm2 o 0,601 cm2 (cubriendo completamente el área superficial de la gota de inóculo de virus en el pocillo). Después de la exposición durante el tiempo designado (controlado usando un obturador láser, GCI-7102 M Daheng Optics Ltd.), cada inóculo de virus se sometió a titulación de virus. El número de repeticiones realizadas en nuestros experimentos es de tres.

La constante de velocidad UV k se ajusta a partir de η = 1−e−kD, donde la eficiencia de inactivación η es el porcentaje de disminución del título y D es la dosis de exposición UV. Los valores k se desarrollan utilizando los primeros 2 puntos para SARS-CoV-2 WIV04 y los primeros 3 puntos para los otros virus. Esto se debe a que el título de la tercera dosis de pequeño a grande en SARS-CoV-2 WIV04 alcanza el límite inferior (1 Lg TCID50/0,1 ml), mientras que en los demás virus aparece para la 4ª dosis. Una vez que se obtiene k, la dosis requerida para la eficiencia de inactivación indicada, por ejemplo, 90 %, 99 %, 99,9 % y 99,99 %, también se puede calcular utilizando η = 1−e−kD. El tiempo requerido para la eficiencia de inactivación indicada se calcula usando D = I∙t.

Las absorciones y reflexiones de los medios MEM y la placa de 6 pocillos se incluyen como material complementario 1. El porcentaje de energía absorbida en los medios MEM es del 39,69 % en nuestro análisis experimental. La dosis de láser absorbida Dabsorbed podría calcularse como Dabsorbed = 39.69% Dirradiated donde Dirradiated es la dosis de láser irradiada. La constante de tasa de UV absorbida se puede calcular fácilmente como absorbida = kirradiada/39,69%. Para simplificar, no hicimos la conversión y solo usamos Dirradiated y kirradiated como D y k en el siguiente análisis.

Para verificar la efectividad y calcular la constante de velocidad de UV dependiente de la especie, se probó la inactivación de los virus con láser de 266 nm en una serie de tiempos de exposición, como se muestra en la Fig. 3. Los datos sin procesar y el cálculo de los experimentos de inactivación se incluyeron como complemento. Material 2. En primer lugar, la inactivación de los virus SARS-CoV-2 WIV04 y SARS-CoV-2 delta se informa en la Fig. 3a,b. El láser pulsado de 266 nm pudo lograr una inactivación de ~99% (que corresponde a una disminución de ~2 Lg TCID50/0,1 ml) en 1 s y una inactivación completa (hasta 1 Lg TCID50/0,1 ml) después de 5 s. Este es nuestro primer paso para confirmar la validez del enfoque láser. En segundo lugar, se usó SINV para verificar la efectividad de los virus que no son SARS-CoV-2, como se muestra en la Fig. 3c. SINV es un virus de ARN con envoltura monocatenario de ~ 70 nm con un genoma de 11,7 kb, que es comparable al SARS-CoV-2 (virus de ARN con envoltura monocatenario de 100 ~ 150 nm, genoma de 27 ~ 32 kb). El láser pulsado de 266 nm pudo lograr una inactivación del ~ 99 % en 1 s y una inactivación completa después de 10 s. Finalmente, el tipo de virus en los experimentos de verificación se amplió a ADN con envoltura (PRV), ARN sin envoltura (EV71) y ADN sin envoltura (PPV). Los resultados mostraron el logro de aproximadamente el 99% de inactivación de estos cuatro virus después de 1 s de irradiación y la inactivación completa después de 10 s, como se muestra en la Fig. 3d-f. Juntos, estos resultados muestran que los seis virus probados son altamente susceptibles a la irradiación láser UV pulsada de 266 nm.

Título del inóculo de virus con respecto a la dosis de irradiación. Las muestras de inóculo de virus se irradiaron con un láser de 266 nm en una serie de tiempos de exposición y, a continuación, se realizó el análisis de títulos mediante titulación de virus. (a) virus SARS-CoV-2 WIV04, (b) virus delta SARS-CoV-2, (c) SINV, (d) PRV, (e) EV71 y (f) PPV.

Para dar a entender la aplicabilidad de este método en el mundo real, se calcularon las constantes de tasa UV, las dosis y los tiempos de exposición para lograr varios niveles de reducción, como se muestra en la Tabla 2. La constante de tasa UV es el parámetro central en el diseño del sistema de desinfección. La susceptibilidad microbiana a la luz ultravioleta se evalúa utilizando la constante k de velocidad de UV, que correlaciona la eficiencia de inactivación con la dosis de UV. Cada tipo de virus corresponde a un k particular. Los valores altos de la constante de velocidad implican una dosis más baja requerida para una cierta eficiencia de inactivación y viceversa. Las dosis requeridas para alcanzar los diferentes niveles de reducción fueron comparables a las obtenidas en diversas publicaciones utilizando lámparas UV y LED16,21,26,27,28. Esto indica la susceptibilidad del SARS-CoV-2 y otros virus al láser pulsado de 266 nm. Un láser pulsado de 266 nm con alta irradiación (generalmente de 2 a 3 órdenes de magnitud más alta que la irradiación de las lámparas UV y los LED) puede ser una estrategia prometedora para la desinfección de alta velocidad.

Mediante ANOVA unidireccional con la prueba posterior de Tukey en los valores de k, encontramos que existe una diferencia estadísticamente significativa (P < 0,0001) entre los seis tipos de virus. En especial, los valores k de SARS-CoV-2 WIV04 (Adj. P < 0,0001 para todas las comparaciones) y SARS-CoV-2 delta (Adj. P < 0,00153 para todas las comparaciones) son significativamente más altos que los de SINV, PRV, EV71 y VPP respectivamente. En particular, el SARS-CoV-2 WIV04 exhibió valores k significativamente más altos que el delta del SARS-CoV-2 (Adj. P < 0.0001). Está demostrado que el SARS-CoV-2 mostró una mejor sensibilidad de inactivación con láser de 266 nm entre los seis tipos de virus, mientras que el SARS-CoV-2 WIV04 se desempeñó mejor. No hubo diferencias significativas (Adj. P > 0,06846 para todas las comparaciones) en los valores de k entre el grupo SINV, PRV, EV71 y PPV, lo que indica una sensibilidad cercana a la inactivación del láser de 266 nm entre ellos. Por ANOVA unidireccional, no hubo diferencia significativa (P = 0,13951) entre el virus de ADN y ARN. Además, mediante ANOVA unidireccional, no hubo diferencia significativa (P = 0,16562) entre el virus envuelto y el no envuelto.

Primero, propusimos que un láser de 266 nm puede ser un buen candidato para la desinfección segura y rápida de virus según los cálculos y una comparación entre láseres, LED y lámparas. A continuación, mostramos el rendimiento ultrarrápido y la alta efectividad de la inactivación con láser pulsado de 266 nm del virus SARS-CoV-2 a través de experimentos. El láser pulsado de 266 nm pudo lograr una inactivación de ~ 99 % en un tiempo de exposición de 1 s para los virus SARS-CoV-2 WIV04 y SARS-CoV-2 delta. SINV (ARN con envoltura), PRV (ADN con envoltura), EV71 (ARN sin envoltura) y PPV (ADN sin envoltura) también son muy susceptibles a la irradiación láser UV pulsada de 266 nm, lo que indica un efecto universal de la desinfección con láser UV. La inactivación ultrarrápida del SARS-CoV-2 y otros virus se atribuye a la alta irradiancia del láser en relación con las lámparas y los LED. Finalmente, se calcularon las constantes de la tasa UV, las dosis y los tiempos de exposición para lograr varios niveles de reducción y se pueden usar como parámetros centrales en el diseño de sistemas de desinfección futuros u otras aplicaciones. Este trabajo indica una perspectiva prometedora de que la inactivación con láser de 266 nm es lo suficientemente rápida como para desinfectar el aire que fluye en un solo paso. Se deben realizar más experimentos de verificación, como desinfección por aerosol y pruebas en cámara. La duración del pulso y la tasa de repetición pueden influir en la eficiencia de inactivación y generar diferencias en el mecanismo de inactivación, lo que vale la pena investigar en el futuro.

Para desarrollar aún más los láseres como un método práctico de desinfección ultrarrápida y aplicarlos a los sistemas HVAC del mundo real, el área pequeña de un rayo láser (resultado en áreas o volúmenes de desinfección pequeños) sigue siendo una de las principales limitaciones (el otro problema principal es el costo) . La solución debería ser la expansión y la conformación del rayo láser. El precio de esto es la gran disminución de la irradiancia (inversamente proporcional al cuadrado del radio del punto). Para compensar la disminución de la irradiancia, se debe aumentar la potencia del láser (lo que agravará aún más el problema de los costos). Por lo tanto, generar una zona activa de láser que cumpla con el volumen y la dosis de desinfección diseñados a un costo razonable es la clave del éxito en el desarrollo del láser para que sea un método práctico de desinfección. Lo que hay que hacer es un diseño óptimo de la conformación del haz para lograr una gran área activa, una mínima pérdida de potencia de la selección de componentes ópticos y una reducción del costo del láser por vatio.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual se incluyen en este artículo publicado y sus archivos de información complementarios. Todos los datos generados o analizados durante este estudio están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019. Consultado el 10 de mayo de 2022.

Tormenta, N. et al. Inactivación rápida y completa de SARS-CoV-2 por irradiación ultravioleta-C. ciencia Rep. 10, 22421. https://doi.org/10.1038/s41598-020-79600-8 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, R., Li, Y., Zhang, AL, Wang, Y. & Molina, MJ Identificación de la transmisión aérea como la ruta dominante para la propagación de COVID-19. proc. nacional Academia ciencia EE. UU. 117, 14857–14863. https://doi.org/10.1073/pnas.2009637117 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chía, PY et al. Detección de contaminación del aire y superficies por SARS-CoV-2 en habitaciones hospitalarias de pacientes infectados. Nat. común 11, 2800. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16670-2 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

van Doremalen, N. et al. Aerosol y estabilidad superficial del SARS-CoV-2 en comparación con el SARS-CoV-1. N. ingl. J.Med. 382, 1564–1567. https://doi.org/10.1056/NEJMc2004973 (2020).

Artículo PubMed Google Académico

Lu, J. et al. Brote de COVID-19 asociado con aire acondicionado en restaurante, Guangzhou, China, 2020. Emerg. Infectar. Dis. 26, 1628–1631. https://doi.org/10.3201/eid2607.200764 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Li, Y. et al. Probable transmisión aérea de SARS-CoV-2 en un restaurante mal ventilado. Construir. Reinar. 196, 107788. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.107788 (2021).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Almilaji, O. Papel de la recirculación de aire en la propagación de COVID-19 a bordo del crucero Diamond Princess durante un período de cuarentena. Calidad del aire del aerosol. Res. 21, 200495. https://doi.org/10.4209/aaqr.200495 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Correia, G., Rodrigues, L., da Silva, MG & Gonçalves, T. Vía aérea y mal uso de los sistemas de ventilación como factores no despreciables en la transmisión del SARS-CoV-2. Medicina. Hipótesis 141, 109781. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.109781 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang, S. et al. Estimación del número reproductivo del nuevo coronavirus (COVID-19) y el tamaño probable del brote en el crucero Diamond Princess: un análisis basado en datos. En t. J. infectar. Dis. 93, 201–204. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.02.033 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lewis, D. Por qué la OMS tardó dos años en decir que el COVID se transmite por el aire. Naturaleza 604, 26–31. https://doi.org/10.1038/d41586-022-00925-7 (2022).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

https://www.who.int/news-room/questions-and-answers/item/coronavirus-disease-covid-19-cleaning-and-disinfecting-surfaces-in-non-health-care-settings. Consultado el 2 de abril de 2022.

https://www.engineeringtoolbox.com/duct-velocity-d_928.html. Consultado el 24 de septiembre de 2022.

https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/uv-disinfection-market-217291665.html. Consultado el 10 de mayo de 2022.

Hessling, M., Hones, K., Vatter, P. y Lingenfelder, C. Dosis de irradiación ultravioleta para la inactivación del coronavirus: revisión y análisis de los estudios de fotoinactivación del coronavirus. GMS Hig. Infectar. Control 15, Doc08. https://doi.org/10.3205/dgkh000343 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

Heilingloh, CS et al. Susceptibilidad del SARS-CoV-2 a la radiación UV. Soy. J. infectar. Control 48, 1273–1275. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2020.07.031 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Académico

https://www.acsh.org/news/2020/04/15/covid-19-uv-led-can-kill-999-coronavirus-30-seconds-14719. Consultado el 10 de mayo de 2022.

Inagaki, H., Saito, A., Sugiyama, H., Okabayashi, T. y Fujimoto, S. Inactivación rápida del SARS-CoV-2 con irradiación LED UV profunda. emergente Microbio. Infectar. 9, 1744-1747. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1796529 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Minamikawa, T. et al. Evaluación cuantitativa de la inactivación del SARS-CoV-2 utilizando un diodo emisor de luz ultravioleta profundo. ciencia Rep. 11, 5070. https://doi.org/10.1038/s41598-021-84592-0 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lee, B. y Bahnfleth, WP Efectos de la ubicación de la instalación en el rendimiento y la economía de los sistemas de irradiación germicida ultravioleta en conductos para la desinfección del aire. Construir. Reinar. 67, 193–201. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.05.019 (2013).

Artículo Google Académico

Biasin, M. et al. La irradiación UV-C es muy eficaz para inactivar la replicación del SARS-CoV-2. ciencia Rep. 11, 6260. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85425-w (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Capítulo 17-Sistemas de lámparas ultravioleta. (2016).

Lednicky, JA et al. SARS-CoV-2 viable en el aire de una habitación de hospital con pacientes con COVID-19. En t. J. infectar. Dis. 100, 476–482. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.025 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lei, C., Yang, J., Hu, J. & Sun, X. Sobre el cálculo de TCID50 para la cuantificación de la infectividad del virus. Virol. Pecado. 36, 141–144. https://doi.org/10.1007/s12250-020-00230-5 (2021).

Artículo PubMed Google Académico

Criscuolo, E. et al. Inactivación rápida del SARS-CoV-2 por exposición a UV-C y ozono en diferentes materiales. emergente Microbios. Infectar. 10, 206–210. https://doi.org/10.1080/22221751.2021.1872354 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Inagaki, H. et al. Inactivación rápida de SARS-CoV-2 con irradiación LED UV profunda. emergente Los microbios infectan. 9, 1744–1747. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1796529 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Patterson, EI et al. Métodos de inactivación de SARS-CoV-2 para ensayos biológicos posteriores. J. infectar. Dis. 222, 1462–1467. https://doi.org/10.1093/infdis/jiaa507 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Ma, B. et al. Inactivación UV del SARS-CoV-2 en todo el espectro UVC: excimer KrCl*, vapor de mercurio y fuentes de diodos emisores de luz (LED). aplicación Reinar. Microbiol. 87, e01532–21. https://doi.org/10.1128/AEM.01532-21 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Central Google Scholar

Descargar referencias

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China [Concesión No. 81927805]; el Proyecto de Planificación de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Guangdong [Concesión No. 2018B090944001]; y el Proyecto Principal de Investigación Básica y Básica Aplicada de Guangdong [Subvención No. 2019B030302003]. Nos gustaría agradecer a todos los miembros del equipo del Centro Nacional de Recursos de Virus.

El Laboratorio Estatal Clave de Equipos y Tecnología de Fabricación Digital, Escuela de Ciencias Mecánicas e Ingeniería, Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, Wuhan, Hubei, China

Kexiong Sun, Han Wu, Xinyu Shao y Xiuquan Ma

GZ Photonics Technology Co., Ltd., Dongguan, Guangdong, China

pandilla niu

Laboratorio Estatal Clave de Virología y Centro Nacional de Recursos de Virus, Instituto de Virología de Wuhan, Academia de Ciencias de China, Wuhan, Hubei, China

Yanfang Zhang, Juan Yang y Danna Zhang

Laboratorio del Valle de la Óptica, Wuhan, Hubei, China

Xiuquan Ma

También puede buscar este autor en PubMed Google Scholar

KS y GN desarrollaron el láser. YZJY y DZ realizaron los experimentos. HW organizó el proyecto y analizó los resultados. XS creó el equipo. XM desarrolló la idea original.

Correspondencia a Han Wu.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso abierto Este artículo tiene una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, el intercambio, la adaptación, la distribución y la reproducción en cualquier medio o formato, siempre que se otorgue el crédito correspondiente al autor o autores originales y a la fuente. proporcionar un enlace a la licencia Creative Commons e indicar si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la regulación legal o excede el uso permitido, deberá obtener el permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Sun, K., Niu, G., Zhang, Y. et al. Inactivación ultrarrápida de SARS-CoV-2 con láseres de 266 nm. Informe científico 12, 18640 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-23423-2

Descargar cita

Recibido: 28 mayo 2022

Aceptado: 31 de octubre de 2022

Publicado: 04 noviembre 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-23423-2

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, un enlace para compartir no está disponible actualmente para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenido Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y Pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.