Вирусы и методы борьбы с помощью УФ излучения
Что такое вирус?
Вирус (рис 1.)- это облигатный паразит, который использует ресурсы хозяина и не может существовать вне хозяина. Они разрушают клетки хозяина вызывая тем самым физиологические изменения в организме. Вирус перестраивает скелет клетки с целью создания условий для своего размножения. Мы поговорим о том, как уничтожить вирус практически его же методом, разрушить и вызвать мутации в его структуре и не дать ему размножаться.
Сердце вируса находится в защитной белковой оболочке которая называется Капсид. Капсид выполняет следующие функции:
- Защита генетического материала (ДНК или РНК) вируса от механических и химических повреждений.
- Определение потенциала к заражению клетки.
- На начальных стадиях заражения клетки: прикрепление к клеточной мембране, разрыв мембраны и внедрение в клетку генетического материала вируса.
Для того чтобы убить вирус нужно воздействовать на его геном(1) вызвав необратимые изменения в структуре. Этого можно достигнуть путём облучения бактерицидным ультрафиолетом.
Рисунок 1.
Бактерицидным считается ультрафиолетовое излучение с длинами волн 205нм — 315нм. К слову, поверхности земли достигает только длинноволновое УФ излучение от солнца – свыше 290нм, всё остальное, ниже 290нм, поглощается земной атмосферой.
Наибольшее влияние на структуру вируса оказывает УФ излучение с длиной волны 254нм (коротковолновый ультрафиолет UVC). Квантово-оптический закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна гласит, что при поглощении одного фотона происходит одна элементарная реакция. Соответственно фотон (квант УФ излучения) должен проникнуть в геном вируса и вызвать реакцию изменяющую структуру вируса. Длина волны 254 нм совпадает с пиком бактерицидной эффективности (рис 2.) и такие кванты света наиболее активно поглощаются ДНК и РНК вируса, вызывая необратимые химические реакции и мутации что приводит к его гибели.
Рисунок 2.
В ближайшее время мы ожидаем рост производства установок для обеззараживания воздуха. Большинство изготовителей обеззараживателей воздуха применяет люминесцентные бактерицидные лампы, мы же предполагаем, что применение УФ диодов с минимальным потреблением мощности и максимальной отдачей в УФ спектре наиболее подходит для этой цели. Благодаря УФ диодам можно значительно уменьшить габариты установки для очистки воздуха, снизить энергопотребление, учитывая, что такие установки практически постоянно в работе, увеличить надёжность и срок службы.
(1) Геном — геном содержит биологическую информацию, необходимую для построения и поддержания организма. Большинство геномов построены из ДНК, но вирусы могут содержать как ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота) так и РНК (Рибонуклеиновая кислота).
(2) Бактерицидная эффективность — количественная оценка действия бактерицидного излучения (205нм-315нм), выраженная в процентах, как отношение числа погибших микроорганизмов к их к начальному уровню до облучения
