Принцип действия импульсной ультрафиолетовой дезинфекции: разбор под микроскопом

Отметка на термометре в +170℃ способна убить большинство микробов в воздухе, но даже тогда некоторые из них способны выживать в космическом вакууме. В то время +130℃ – человеческий предел. Чтобы не играть со смертью, ученые придумали сотни способов безопасной для человека дезинфекции. Один из них – импульсный УФ-обеззараживатель. Вместе с экспертами компании «Мелитта» разбираемся, что это и как работает.

Что делать с бактериями вокруг нас?

Каждый день в наш организм попадает около 14 килограмм воздуха, что в несколько раз больше потребляемой среднестатистическим человеком пищи. При этом на один кубометр приходится больше 20 тысяч бактерий. Как с ними бороться? На ум приходят самые распространенные варианты. Для очистки поверхностей – пылесос, протирка поверхностей растворами химических препаратов. Для обеззараживания воздуха – фильтры тонкой очистки.

Чтобы справиться с загрязнением помещения без дополнительного оборудования, ВОЗ рекомендует делать ежедневную влажную уборку и минимум раз в три дня хвататься за пылесос. Но это достаточно трудоемкий процесс, и он не гарантирует 100% эффект.

Фильтры тонкой очистки установлены в некоторых моделях современных сплит-систем, но они не уничтожают пылевые частицы, а только ловят их. Озонаторы воздуха борются с размножением бактерий в помещении, однако только когда концентрация их превышает допустимую норму для человека.

Можно распылить в воздухе мелкодисперсный аэрозоль шестипроцентной перекиси водорода или другого дезинфицирующего спрея, который оседает на поверхностях в помещении. Но и в этом случае полное обеззараживание невозможно. Эффект таких аэрозолей основан на воздействии образующегося из перекиси водорода радикала кислорода. А в воздухе и на поверхностях остается вода Н20, которая является идеальной средой для плесени, микобактерии туберкулеза и синегнойной палочки. Методика распыления дезсредства предполагает предварительную герметичность помещения на момент обработки, отсутствие людей, а общее время его обработки занимает 3–4 часа.

Или как вам обеззараживание препаратами хлора? Возможно, вариант неплохой, но вспомните аромат помещений при посещении вами, а еще лучше вашими родителями больничных стационаров, который будет стоять в вашей квартире. А если у вас в помещении новорожденные дети, больные, астматики? После такой очистки придется гуглить, как избавиться от такого запаха без зажигалки. Еще наши далекие предки прибегали к помощи солнечного света. Например, дезинфекция вещей солнцем. Открыть все окна, поставить как можно больше вещей под его лучи и долго ждать.

Но есть технология, нейтрализующая патогенные микроорганизмы за меньшее время. УФ-излучение является на сегодняшний день одним из лучших методов борьбы с патогенными микроорганизмами. Его генерируют ртутные лампы низкого давления, которые встраиваются в установки закрытого и открытого типа. Первые используются только для обеззараживания воздуха в присутствии людей, вторые – в отсутствие людей для одновременного обеззараживания воздуха и рабочих поверхностей.

Несмотря на то, что эти лампы являются самыми эффективными источниками бактерицидного ультрафиолета, они имеют и ряд существенных недостатков:

• Эффективность обеззараживания существенно зависит от используемой дозы и продолжительности воздействия. Недостаточность дозы и времени облучения приводят к образованию устойчивых штаммов с меньшей восприимчивостью к уф-облучению.
• Многолетнее применение монохромного УФ-излучения ртутных ламп и дезсредств вызвало появление защищенного сообщества клеток – биологических пленок, стойких к такому классу воздействия.
• Запыленность лампы обеспечивает защиту микроорганизмов от УФ-лучей, снижая эффективность обеззараживания.

Импульсный УФ- обеззараживатель

Для повышения эффективности обеззараживания российские ученые в конце XX века предложили инновационную плазменно-оптическую технологию обеззараживания воздуха и поверхностей и установки на ее основе. Она имеет существенные принципиальные отличия от традиционных ртутных ламп низкого давления и называется импульсный УФ- обеззараживатель.

В нем используются лампы, представляющие собой кварцевую трубку, плотно запаянную с двух концов электродами. Внутри нее находится безопасный инертный газ ксенон. При включении установки происходит электрический разряд в несколько тысяч ампер внутри самой колбы, который нагревает ксенон до 10 000-15 000℃. В этот момент образуется ксеноновая плазма, которая генерирует мощную вспышку света, близкую по спектральному составу к Солнцу.

Импульсными ксеноновыми лампами генерируется сплошной спектр излучения, который перекрывает всю УФ-область от 190 до 400 нанометров. Их мощность в десятки тысяч раз выше бактерицидных ртутных ламп. Сам характер воздействия – импульсно-периодический, объект обеззараживания обрабатывается непрерывно с регулируемой частотой следования вспышек.

Облучение в области спектра 190-235 нанометров импульсными ксеноновыми лампами резко активизирует многочисленные фотодеструктивные повреждения генетического материала. Внутриклеточной мишенью жесткого УФ-излучения импульсных ксеноновых ламп являются белки, аминокислоты и жиры, имеющие максимум поглощения в области 180-190 нанометров, причем поглощение уменьшается практически до нуля к 240 нанометров. Разрушение аминокислотных остатков в ферментах приводит к снижению барьерных функций клетки и подавлению активности процессов репарации.

Важнейшую роль в метаболизме клетки играют биологические мембраны, выполняющие барьерную функцию. Из компонентов мембран наиболее выраженной чувствительностью к УФ-облучению являются ненасыщенные жирные кислоты с максимумом спектрального поглощения в области короче 220 нанометров. Процесс их фотоокисления характеризуется цепной реакцией и выражается в виде повреждения мембран и других компонентов бактериальной клетки: фотоинактивация белков, фотодеструкция различных коферментов и других систем, встроенных в мембрану.

Такие УФ-установки имеют ряд преимуществ в сравнении с традиционными бактерицидными облучателями:

• Уничтожают все виды микроорганизмов и вирусов с эффективностью 99,99%.
• Импульсный режим работы позволяет точно дозировать и контролировать бактерицидную дозу, мгновенно перестраивать мощность или длительность работы в зависимости от условий эксплуатации установки.
• Отсутствие ртути в импульсных лампах и протионовая защита обеспечивают экологическую чистоту проведения дезинфекционных мероприятий.
• Возможность работы в широком температурном диапазоне от -300 до +300℃ значительно расширяет диапазон возможного применения импульсных установок.
• Низкая трудоемкость и короткое время (от 1 минуты) обработки помещений. Для работы установок обеззараживания с ртутными лампами независимо от их мощности требуется время на их прогрев, а импульсные лампы включаются мгновенно, без задержек.

Правила выбора импульсной УФ-установки

При выборе модели обеззараживателя нужно отталкиваться от нескольких параметров:

• Количество и объем обрабатываемых помещений.
• Назначение помещений.
• Возможность работы установки в отсутствие людей.

Два из них отвечают за обработку воздуха — бактерицидный и экстренный, четыре за обеззараживание поверхностей — бактерицидный, спороцидный, туберкулоцидный и фунгицидный. НПП «Мелитта» предлагает в своем магазине УФ-установки, которые предназначены для экстренного и планового обеззараживания. Все дезинфекторы этой серии обрабатывают помещения шестью разными способами.

Импульсные УФ-установки имеют ряд преимуществ:

• Защита от вирусов и бактерий, в том числе в период массовых заболеваний
• Обеззараживание помещений с высокой эффективностью за 24 часа
• Уничтожение всех видов патогенных микроорганизмов и вирусов в воздухе и на поверхностях
• Соответствие цены и качества
• Увеличение срока годности продукции

Такая установка пригодится абсолютно всем. Конечно, первые в этом списке помещения медицинских учреждений, но обработка офисных, производственных, учебных, гостиничных и других помещений, особенно в условиях высокого трафика людей, так же необходима. Для дома можно взять переносные установки в виде кейса от НПП «Мелитта». Проводить обработку можно в обеденный перерыв, в начале и конце рабочего дня, в специально выделенные технические перерывы. Ведь вам нужно выделить всего от 1 до 5 минут, чтобы устройство полностью обеззаразило помещение. Главное, не надо забывать: во время их обработки вход людям и животным в них запрещен.