การฆ่าเชื้อบนพื้นผิวมีหลายวิธี นอกเหนือจากการใช้น้ำยาฆ่าเชื้อพ่นหรือเช็ดบนพื้นผิว การใช้รังสีเป็นอีกวิธีหนึ่งที่สามารถทำลายเชื้อที่อยู่บนพื้นผิวได้ โดยรังสีที่นำมาใช้สำหรับฆ่าเชื้อคือ รังสียูวีซี (UVC)
รังสียูวีซีเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่น 100-280 นาโนเมตร รังสียูวีซีมีความสามารถในการทำลายเชื้อโรคหรือเรียกว่า Ultraviolet Germicidal Irradiation ซึ่งทำลายเชื้อโรคไม่ว่าจะเป็น แบคทีเรีย ไวรัส ราเส้นใย ยีสต์ เป็นต้น โดยจะทำลายโครงสร้างกรดนิวคลีอิกซึ่งเป็นองค์ประกอบของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอของเชื้อโรคที่ความยาวคลื่น 260-265 นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่ดีเอ็นเอของดูดซับได้ดีที่สุด
ในธรรมชาติจะไม่พบรังสียูวีซีเนื่องจากรังสีชนิดนี้ไม่สามารถผ่านชั้นโอโซนมายังผิวโลกได้ การใช้รังสีชนิดนี้เพื่อทำลายเชื้อจึงต้องใช้แหล่งกำเนิดรังสี ได้แก่ UVC-LEDs หลอดปรอท เป็นต้น
ภาพจาก :
https://www.hpcismart.com/images/website/ManChemNews/DIR_76/F_63466.jpg ประสิทธิภาพการทำลายเชื้อ ประสิทธิภาพของรังสียูวีซีในการทำลายเชื้อขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ได้รับ ความเข้มและความยาวคลื่นของรังสี สำหรับการฆ่าเชื้อในอากาศหรือพื้นผิวสามารถประเมินประสิทธิภาพจากปริมาณรังสีหรือ UV dose ซึ่งเป็นปริมาณรังสีที่เชื้อสัมผัส ถ้าเชื้อจุลินทรีย์ล่องลอยอยู่ในอากาศผลของรังสีจะเทียบเท่าค่า UV dose แต่ถ้ามีฝุ่นละอองล่องลอยในอากาศร่วมด้วย ปริมาณรังสีที่สัมผัสกับเชื้อจุลินทรีย์อาจลดลง จึงต้องใช้ระยะเวลาในการทำลายเชื้อนานขึ้น
UV dose (หน่วยไมโครวัตต์วินาทีต่อตารางเซ็นติเมตร; µWs/cm
2) สามารถคำนวนโดยนำค่าความเข้มของรังสีหรือ UV intensity (หน่วยไมโครวัตต์ต่อตารางเซ็นติเมตร; µW/cm
2) คูณด้วยระยะเวลาที่สัมผัสรังสีหรือexposure time (หน่วยวินาที; seconds) จากการศึกษาพบปริมาณรังสียูวีซีที่ใช้ทำลายเชื้อชนิดต่างแสดงดังตารางที่ 1
การทดสอบประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโคโรนาไวรัสที่ทำให้เกิดอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรงหรือ SARS-CoV ด้วยรังสียูวีซีที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร ระยะห่าง 3 เซนติเมตร ความเข้มแสง 4016 µW/cm
2 สามารถกำจัดเชื้อได้หมดภายในเวลา 15 นาที หากใช้ความเข้มแสง 90 µW/cm
2 ที่ระยะห่าง 80 เซนติเมตร จะต้องใช้เวลา 60 นาที จึงจะทำลายเชื้อได้หมด จะเห็นว่าประสิทธิภาพการทำลายเชื้อขึ้นอยู่กับความเข้มแสงยูวีซี ระยะห่างของแหล่งกำเนิดแสง และระยะเวลา ดังนั้นการใช้แสงยูวีซีเพื่อทำลายเชื้อให้ได้ประสิทธิผลต้องคำนึงถึงปัจจัยดังกล่าวร่วมด้วย
ความปลอดภัย - ต่อร่างกาย
รังสียูวีซีเมื่อสัมผัสกับผิวหนังสามารถทำให้ผิวหนังไหม้และเกิดมะเร็งผิวหนังได้ หากสัมผัสกับตาอาจทำให้เกิดอาการกระจกตาอักเสบ การมองเห็นภาพผิดปกติ หรือทำให้ตาบอดได้ โดยยูวีจะทำลายจอตาหรือเรตินา ดวงตาสามารถทนต่อรังสียูวีซีที่ระดับความเข้ม 0.2 µW/cm2 เมื่อใช้งานจึงควรสวมแว่นตาที่สามารถป้องกันรังสียูวีซีได้ - ต่อพื้นผิววัสดุ
รังสียูวีซีสามารถทำลายพันธะเคมีของพลาสติก ทำให้อายุการใช้งานของพลาสติกลดลง รวมทั้งมีผลต่อฉนวนกันความร้อน หรือปะเก็นต่างๆ ที่ทำจากยาง ทั้งนี้พลาสติกส่วนใหญ่ที่ระบุว่าทนต่อรังสียูวีคือพลาสติกที่ผ่านการทดสอบโดยใช้รังสียูวีบี (UVB) ไม่ใช่การทดสอบด้วยรังสียูวีซี
การใช้รังสียูวีซีเพื่อฆ่าเชื้อ - การฆ่าเชื้อในอากาศ
สามารถใช้ฆ่าเชื้ออากาศที่อยู่ในระบบปิด ไม่มีการเคลื่อนไหวของอากาศ โดยจะต้องมีการออกแบบให้บริเวณที่ต้องฆ่าเชื้อสัมผัสกับรังสีอย่างทั่วถึง หรือใช้การหมุนเวียนอากาศให้ผ่านหลอดกำเนิดรังสี เป็นต้น - การฆ่าเชื้อในน้ำ
สามารถใช้ยูวีซีในการฆ่าเชื้อที่ปะปนอยู่ในน้ำได้โดยอาศัยการหมุนวนของน้ำผ่านหลอดกำเนิดรังสียูวีซีภายในระยะเวลาช่วงหนึ่งเพื่อให้รังสีทำลายเชื้อโรคได้หมด นอกจากนี้รังวียูวีซียังสามารถกำจัดคลอรีนหรือสารกลุ่มคลอรามีนที่ปะปนอยู่ในน้ำได้ด้วย อย่างไรก็ตามยูวีซีไม่สามารถกำจัดสารอินทรีย์ และอนินทรีย์หรืออนุภาคต่างๆ ที่ปะปนในน้ำได้ - การฆ่าเชื้อบนพื้นผิว
สามารถใช้รังสียูวีชีในการฆ่าเชื้อที่อยู่บนพื้นผิววัสดุ โดยรังสียูวีซีที่ใช้ต้องมีความเข้มของรังสี ระยะห่าง และระยะเวลาที่ใช้ต้องมีความเหมาะสมตามแต่ละชนิดของเชื้อที่ต้องการทำลายจึงจะสามารถทำลายเชื้อได้
เอกสารอ้างอิง - Vatansever et al. Can biowarfare agents be defeated with light?. Virulence 4,8 (2013): 796-825.
- M.E.R. Darnell et al. Inactivation of the coronavirus that induces severe acute respiratory syndrome, SARS-CoV. Journal of Virological Methods 121 (2004): 85–91
- Duan SM, et al. Stability of SARS coronavirus in human specimens andenvironment and its sensitivity to heating and UV irradiation. Biomed Environ Sci 16(2003), 246–255.
- UV sterilization of containers จาก https://patents.google.com/patent/WO2011153288A1/en (เข้าถึงเมื่อวันที่ 26 มีนาคม 2563)
