บทความเผยแพร่ความรู้สู่ประชาชน

อาจารย์ ดร.ผกากรอง วนไพศาล ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

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/cm2) สามารถคำนวนโดยนำค่าความเข้มของรังสีหรือ UV intensity (หน่วยไมโครวัตต์ต่อตารางเซ็นติเมตร; µW/cm2) คูณด้วยระยะเวลาที่สัมผัสรังสีหรือexposure time (หน่วยวินาที; seconds) จากการศึกษาพบปริมาณรังสียูวีซีที่ใช้ทำลายเชื้อชนิดต่างแสดงดังตารางที่ 1 
การทดสอบประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโคโรนาไวรัสที่ทำให้เกิดอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรงหรือ SARS-CoV ด้วยรังสียูวีซีที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร ระยะห่าง 3 เซนติเมตร ความเข้มแสง 4016 µW/cm2 สามารถกำจัดเชื้อได้หมดภายในเวลา 15 นาที หากใช้ความเข้มแสง 90 µW/cm2 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

แหล่งอ้างอิง/ที่มา

1. Vatansever et al. Can biowarfare agents be defeated with light?. Virulence 4,8 (2013): 796-825.
2. 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
3. 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.
4. UV sterilization of containers จาก https://patents.google.com/patent/WO2011153288A1/en (เข้าถึงเมื่อวันที่ 26 มีนาคม 2563)