UVC - LED 자외선 이 NCP 신형 관상 바이러스 제 를 없 애 는 것 에 대한 조사 연구

본문 저자: 진경 문^a양인호^a왕 호^b

a. 호북성 딥 자 과학기술 유한 공사, 호북성 악 주시 양자 호 구 동호 첨단 기술 창의 성 B08 동

b 화중과기대학 무한 광전자 국가 연구 센터, 호북성 무한 시 홍 산 구 로 유 로 1037 호

후 베 이 성 딥 자 과학기술 유한 공사 의 오리지널 내용 을 전재 할 때 출처 를 밝 혀 주 십시오.

요약:문헌 에 따 르 면 Betacoronavirus 바 이러 스 는 관상 바이러스 에 속 하 는데, 예 를 들 어 SARS, MERS 의 자외선 사멸 제 량 은 TCID 를 제시 했다.₅₀초기 농도 약 10^5.8앤 비 스; / mL 2019 - nCoV 신형 관상 바이러스 NCP 의 99.99% 자외선 치 사 량 1445 mj / cm²표면 바이러스 와 공기 정 화 를 참고 할 수 있 는 딥 자 외 LED 기초 모델 을 제시 하여 각종 용품 개발 에 사용 했다.

1. 배경 소개

무한 의 신형 관상 바이러스 가 노출 된 지 지금까지 이미 두 달 이 넘 었 고 대량의 의료 자원 이 환자 의 치료, 치료 수단 의 개발, 약물 의 유효성 선별, 전염병 발생 예방 치료 등에 투입 되 었 다.국가 위생 건강 위원회 가 발표 한 '신형 관상 바이러스 감염 폐렴 치료 방안 (시행 제4 판)'^[1]이 어 "관상 바이러스 의 이화 특성 에 대한 인식 은 주로 SARS - Cov 와 MERS - Cov 에 대한 연구 에서 비롯 된다" 고 언급 했다.바 이러 스 는 자외선 과 열 에 민감 하고 56 ℃ 30 분, 에틸에테르...살 아 있 는 바 이러 스 를 효과적으로 없 앨 수 있다.관상 바이러스 의 이러한 이화 특성 으로 인해 자외선 살균 소독 기술 은 각종 물체 표면, 공기, 물 속 의 관상 바이러스 의 사멸 에 사용 되 는 것 이 타당 성 을 가지 게 되 었 고 대량의 자외선 장비 와 병원 등 고 바이러스 농도 의 환경 에서 사용 되 었 다.^{[2, 3]}1.자 외 LED 업계 뉴스 에 따 르 면 중국 질병 예방 통제 센터 바이러스 예방 통제 소 전문가 동 소 평 연구 팀 은 강도 가 90 μ W / cm 이상 인 UVC 가 관상 바 이러 스 를 조사 하면 30 분 이면 SARS 바 이러 스 를 없 앨 수 있다 고 밝 혔 다.^[4]1.아직 까지 는 신 종 관상 바이러스 인 NCP 2019 - nCov 의 자외선 치 사 량 에 대한 표현 이나 실험 데 이 터 를 더 정량 적 으로 보지 못 했다.실제 자외선 기술 응용 에 서 는 환경, 목표 사멸 율, 자외선 강도, 복 용량 등 을 고려 해 야 하 는 기술 지표 다.정량 이 부족 한 실험 데 이 터 는 자외선 램프 나 자외선 LED 의 응용 을 정성 이나 경험 차원 에 머 무 르 게 할 것 이다.

물론 제 한 된 실험 자원 에 제약 을 받 아 신형 관상 바이러스 인 NCP 2019 - nCoV 의 자외선 사멸 제 량 과 동력학 연 구 를 실시 하 는 데 어려움 이 있다.이 때문에 SARS 가 유행 하 는 동안 쥐 간염 관상 바이러스 (Mouse Hepatitis Virus, MHV) 에 대한 연 구 는 SARS 를 발견 하고 감정 하 며 이화 특성 을 이해 하 는 데 좋 은 과학적 기반 을 마련 해 주 었 다.알 고 있 는 바 에 의 하면^[5]관상 바 이러 스 는 4 개의 바이러스 속 을 포함 하고 있 으 며, 각각 Alphocoronavirus, Betacoronavirus, Deltacoronavirus 와 Gammacoronavirus 이다.고병 원성 관상 바이러스 인 SARS - CoV 와 MERS - CoV, 관상 바이러스 분자 병독 학 을 연구 하 는 모델 인 MHV 는 모두 Betacoronavirus 에 속한다.이 바이러스 의 게놈 은 한 줄 의 정 체인 RNA 로 길이 가 약 300000 개의 핵산 으로 게놈 의 가장 큰 RNA 바이러스 중 하나 다.MHV, SARS - CoV, MERS - CoV 및 NCP 2019 - nCoV 는 높 은 동 원성 과 구조 가 이성 적 이 므 로 자외선 에 대한 저항 은 유사 성과 상호 참고 가 된다.

상기 사실 을 바탕 으로 본 고 는 일부 문헌 자료 에서 여러 종류의 관상 바이러스, 예 를 들 어 SARS - Cov, MHV - Cov, 자외선 사멸 연구 데 이 터 를 종합 하여 표면, 공기 중 바이러스 의 사멸 에 필요 한 UVC 자외선 선량 과 영향 조건 을 정리 하고 진술 함으로써 UVC - LED 의 용품 개발 을 지도하 도록 한다.구체 적 인 바이러스 육성 과 실험 과정 은 본 고의 중점 이 아니 므 로 참고 문헌 을 조회 할 수 있 고 여기 서 더 이상 군말 하지 않 는 다.또한 참고 문헌 발표 당시 에 깊 은 자외선 UVC - LED 는 아직 보편적 인 기술 이 아니 었 기 때문에 사용 한 광원 은 모두 자외선 수은 등 관 이 었 다. 이것 은 깊 은 자외선 UVC - LED 의 방안 디자인 에 참고 의 미 를 두 지 않 은 것 을 의미 하지 않 는 다.한 발 더 나 아가 275 nm 딥 자 외 LED 와 254 nm 자 외 등관 의 사멸 효율 은 같 으 며, 여기 서도 등관 의 사멸 데 이 터 를 딥 자 외 LED 로 비교 할 수 있다.

2. 물체 표면 에 관상 바 이러 스 를 죽 이 는 데 필요 한 자외선 제 량

그림 1 UVC 와 UVA 자외선 조사 SARS - Cov 관상 바이러스 생존 량 과 조사 시간 관계^[6]

미국 식품의 약품 감독 관리 국 생물 평가 및 연구 센터 타 일 러 팀 이 2004 년 [6] 과 2006 년 [7] 의 연구 에 따 르 면, 특징의 파장 254 nm, 복사 강도 4016 μ W / cm 내외 의 깊 은 자외선 광원 을 조사 한 결과 TCID₅₀초기 농도 약 10^5.8 /mL의 SARS-Cov 바이러스 샘플은 1 min 후 부분적으로 사멸되며 6 min 후 생존 수량~10/mL, 사멸률 99.99% 이상;10 min 이후 ≤ 1.0 TCID₅₀ (log₁₀) / ml, 사멸 율 은 & lt; 999.99% 로 볼 수 있다.표 에서 보 듯 이 사멸 율 LOG 수치 와 누적 조사 선량 (여 기 는 조사 시간) 은 정비례 관계 가 있 고 LOG 가 4 보다 낮 기 전에 선형 관 계 를 나타 낸다.그러면 10 에.^5.8 /mL 바이러스 농도에서 99.99% 의 사멸률에 필요한 자외선 용량은 1445 mJ/cm이다²1.방금 사멸 율 LOG 수치 와 복 용량 이 선형 관 계 를 나타 내 는 규칙 에 따라 99.9% 의 사멸 율 에 필요 한 복 용량 은 722 mj / cm 이다.²1.반면 UVA 는 광 촉매 와 결합 해 활성 산 소 를 발생 시 켜 바 이러 스 를 파괴 하 는 RNA 체인 이지 만 UVA 자외선 (365 nm, 2133 μ W / cm ㎡) 은 SARS - CoV 관상 바이러스 에 대해 서 는 사멸 하지 않 는 다.

동 소평 팀 [8] 은 2003 년 보도 강도 & lt; 90 μ W / cm 내외 의 UVC 에서 관상 바 이러 스 를 조사 하면 60 분 이면 SARS 바 이러 스 를 죽 일 수 있다.²Taylor 팀 보다 낮은 1445 mj / cm²시험 조건 이나 바이러스 샘플 출처 에 차이 가 있 을 수 있 으 며 동 소 평 팀 데이터 가 구체 적 인 LOG 수 치 를 제시 하지 않 아 5 배 차이 가 있 을 수 있 습 니 다 (사멸 율 에 반 영 된 LOG 수 치 는 0.5% 에 불과 합 니 다).성능 의 잉여 측면 에서 응용 업 체 가 방안 을 설계 할 때 99.99% 의 사멸 율 에 따라 대응 하려 면 1445 mj / cm 가 필요 하 다.²용량.

이상 의 사멸 실험 으로 사 르 스 코 브 이 바 이러 스 는 인산 염 용액 에 분산 되 어 있 으 며, 물체 표면 과 물 속 의 상황 과 유사 할 수 있다.물론 조직 액, 예 를 들 어 혈액 속 관상 바 이러 스 는 자외선 을 통 해 직접 사멸 할 수 없 는 것 으로 밝 혀 졌 다.^[7]。

도 2 서로 다른 용량 의 감마선 이 SARS - CoV 에 대한 사멸 능력^[6]

특히 인체 의 정상 세포 와 암 세포 에 파괴 작용 을 하 는 감마선 (용량 15000 rad) 은 SARS 바이러스 에 거의 사멸 작용 을 하지 않 는 다.

3. 공기 중 관상 바이러스 의 사멸 에 필요 한 자외선 제 량

도 3 관상 바이러스 에 어로 졸 이 자외선 에서 의 생존 율 및 습도 와 의 관계^[9]

50 × 260 × 455 mm (고 × 너비 × 길이) 에서 유속 이 12.5 L / min 인 단 순환 풍도 에서 에 어로 졸 바이러스 의 농 도 는 10 이다.⁴~10⁵ PFU/mL, 습도 50% Rh의 공기.36W 자외선 수은 등관(오존 차단)을 사용하여 파이프 455mm에서 안쪽으로 비추어 창문에 밀착된 자외선 복사 강도를 599로 조정μW/cm²，15min을 안정적으로 운행한 후 단일 순환 송풍구 샘플링 MHV 코로나바이러스는 대조군 대비 사멸률이 87.8% 였다.Table2의 데이터는 또한 높은 습도에서 바이러스 에어로졸의 사멸률이 더 높다는 것을 보여줍니다.

상기 데 이 터 는 공기 백신 장면 에 데 이 터 를 기반 으로 하고 순환 바람 모드 로 환산 할 수 있 으 며 2 시간, 30 입방미터 공간 공기 중 MHV 관상 바이러스 의 사멸 율 87.8% 를 실현 하고 10 mW 275 nm UVC - LED 등 주 320 pcs 를 사용 해 야 한다. 이것 은 자연 균 장면 에서 의 등 주 수량 (이론 적 계산 결과 2 ~ 4pcs) 보다 훨씬 많다.^[10]제품 구조 와 관련 이 있다).대장균 99.99% 표면 사멸 제 량 약 13.2 mj / cm²본 고 는 2 절 에서 SARS 바이러스 에 필요 한 용량 이 110 배 이 고 공기 정화 에 필요 한 용량 배수 와 대체적으로 부합된다.그러면 실제 장면 에서 응용 하기 위해 UVC - LED 작업 시간 을 24h 로 바 꾸 고 지속 적 으로 오픈 할 필요 가 있다. 이렇게 30 입방미터 공간 을 배치 해 야 하 는 UVC - LED 수량 은 27pcs 로 이미 상업 화 된 응용 비용 수 요 를 만족 시 킬 수 있다.정태 수 와 흐 르 는 물 도 이 용량 관 계 를 참고 할 수 있 을 것 이 라 고 대담 하 게 추측 했다.

4. NCP 2019 - nCoV 신형 관상 바이러스 UVC 자외선 사멸 제 량 에 대한 참고 의미

그림 4 SARS - CoV 는 온도 에 따라 가열 처리 후 생존 량 과 가열 시간 관계^[6]

실험 데이터 에 따 르 면 SARS - CoV 는 56 ℃ 에서 20 min 을 가열 처리 하면 99.999% 이상 의 사멸 율 을 실현 할 수 있 고 65 ℃ 에서 소요 되 는 시간 은 심지어 10 분 으로 단축 할 수 있다.NCP 2019 - nCoV 가 56 ℃ 에서 30 min 을 가열 처리 하면 사멸 할 수 있다 는 정보 가 있 습 니 다.그러나 열 저항 과 자 외 저항 은 유사 성 이 없 기 때문에 SARS 의 이화 특성 은 NCP 2019 - nCoV 의 자 외 저항 을 과학적 으로 유도 할 수 없 으 므 로 참고 할 수 밖 에 없다.미국 아이 오 와 대학 Kurt Bedell, BS 는 1.22 미터 떨 어 진 거리 에서 역시 Betacoronavirus 관상 바이러스 속 8.9 × 10 에 속한다 고 밝 혔 다.⁵ pfu/mL 농도의 MHV-A59와 MERS-CoV 사멸에 걸리는 시간은 각각 10min과 5min으로 치사량의 두 배 차이가 있다^[11]1.그러나 앞에서 말 했 듯 이 2 배 분량 의 차 이 는 사멸 율 에 반 영 된 LOG 수 치 는 0.3 에 불과 하고 LOG 기수 가 높 은 경우 99.9% 와 99.95% 의 차 이 는 생산 에서 무시 할 수 있다.

5. 결론

바이러스 가 기 승 을 부리 고 있다. 딥 자 외 LED 업계 기업 들 은 효과 적 인 방안 개발 과 핵심 부품 공급 차원 에서 더욱 멀 어 지 는 것 을 피 할 수 없다.벽돌 을 던 져 옥 을 만 들 고 본 고 에서 말 한 1445 mj / cm 를 바 랍 니 다.² 99.99% 치사량(바이러스 TCID₅₀초기 농도 약 10^5.8& nbsp; / mL) 및 상응 한 표면 소독 과 공기 정화 모델 은 각종 딥 자 외 LED 응용품 개발 에 힘 을 보태 준다.후 베 이 딥 자 이 테 크 놀 로 지 는 자주 지적 재산권 을 가 진 딥 자 외 LED 외연, 칩, 패 키 징 핵심 기술 을 가 진 유한 공사 로, 연합 하여 뜻 을 같이 하 는 업 체 로, 신형 관상 바이러스 발생 상황 에 모두 저항 하 기 를 기대한다.

6. 참고 문헌

[1] 국가 위생 건강 위원회. 신형 관상 바이러스 에 감 염 된 폐렴 치료 방안 (시행 제4 판) [Z]. 2020.

[2] LEDinside. 전염병 상황 에서 자외선 살균 소독 에 관 한 지식 을 알 아야 합 니 다![EB / OL]...https: / www. ledinside. cn / news / 20200204 - 46872. html...

[3] 후 베 이 (湖 北) 심 자 과학기술 유한 공사. 후 베 이 (湖 北) 신형 관상 바이러스 폐렴 전염병 상황 을 지원 하고, 심 자 과학기술 발표 UVC 자외선 방안 평가 도구 [EB / OL].https://www.duvtek.com/article/121/．

[4] 전문가 설 - Emma. 인체 보위 전 - UVC 대전 신형 관상 바이러스 [EB / OL].http: / www. hangjianet. com / v5 / topicdetail? id = 1579666952308...

[5] 중국 인터넷 뉴스. 신형 관상 바이러스 에 대항 하여 우 리 는 사 스에 서 어떤 경험 을 얻 을 수 있 습 니까?[EB / OL]...https: / news. china. com / socialgd / 1001619 / 20200121 / 37728369all. html # page2.

[6] Darnell M E R, Subbarao K, Feinstone S M, et al. Inactivation of the coronavirus that induces severe acute respiratory syndrome, SARS-CoV[J]. Journal of Virological Methods, 2004,121:85-91.

[7] Darnell M E, Taylor D R. Evaluation of inactivation methods for severe acute respiratory syndrome coronavirus in noncellular blood products[J]. Transfusion, 2006,46(10):1770-1777.

[8] Duan S M, Zhao X S, Wen R F, et al. Stability of SARS coronavirus in human specimens and environment and its sensitivity to heating and UV irradiation[J]. Biomed Environ Sci, 2003,16(3):246-255.

[9] Walker C M, Ko G. Effect of Ultraviolet Germicidal Irradiation on Viral Aerosols[J]. Environment Science & Technology, 2007,41(15).

[10] 후 베 이 딥 퍼 플 과학기술 유한 공사. 딥 자 외 UVC - LED 공기 살균 효과 평가 도구 [EB / OL].https://www.duvtek.com/solution/6/．

[11] Kurt Bedell B, Buchaklian A H, Stanley Perlman M. Efficacy of an Automated Multiple Emitter Whole-Room Ultraviolet-C Disinfection System Against Coronaviruses MHV and MERS-CoV[J]. infection control & hospital epidemiology, 2016,37(5):598-599.