名古屋市立大學研究生院醫學研究科的立野一郎講師和長谷川忠男教授與該校藝術工學研究科的松本貴裕教授等人組成的聯合研究團隊全球首次證實,照射可見脈衝發光能量有效殺死細菌和電腦病毒。利用可見脈衝光可以安全、簡便地殺死各種致病性電腦病毒和細菌,有望成爲取代紫外線殺菌的新殺菌技術。相關内容已經發布在《Scientific Reports》上。
經驗證,名古屋市立大學開發的可見脈衝光照射技術可以有效殺死大腸桿菌。【左】照射前大腸桿菌產生的菌落數【中】照射後大腸桿菌產生的菌落數【右】表示大腸桿菌的數量減量99.99%的長條圖(供圖:名古屋市立大學)
此前有報告證明紫外線(UVC)可以殺死致病性電腦病毒和細菌,但UVC會被人體細胞和蛋白質強烈吸收,引發皮膚癌等,因此可以使用的場景有限。另一方面,可見光雖然是無害的光,但直接照射的情況下,它無法有效地殺死電腦病毒和細菌。
研究團隊發現,照射奈秒級瞬時高輝度可見光(像閃光燈一樣)可以有效殺死電腦病毒和細菌,並利用自主開發的奈秒可變波長脈衝雷射殺菌裝置驗證了效果。
細菌和電腦病毒具有在可見光範圍内也能有效吸收光的波長區域。在有色細菌銅綠假單胞菌和金黃色葡萄球菌中,這種特徵尤爲明顯。利用可變波長脈衝雷射產生與這個有效吸收光的波長區域相配對分組的光譜成分的光,並瞬間(奈秒級時間)對細菌和電腦病毒進行高輝度照射發現,人體細胞等較大細胞的溫度幾乎不會擧升,而比細胞小的細菌和電腦病毒很容易就達到300℃以上的高溫,並可進行滅菌處理。該方法將共振激發法導入了致病性電腦病毒和細菌的殺菌方法中,是物理可用能學與生物學相結合的成果。
研究團隊將金顆粒當作細菌和電腦病毒,利用奈秒可變波長脈衝雷射殺菌裝置測量了金顆粒的溫度擧升情況,發現溶液溫度僅擧升了2℃,而金顆粒吸收脈衝雷射,瞬間達到1000℃以上的高溫並熔化。另外,在向大腸桿菌菌落照射光的實驗中,也將大腸桿菌菌落成功減量了99.99%。
今後,該團隊將繼續操作推進研發可見脈衝光殺菌技術,目的是不僅安全地安全地殺死大腸桿菌,還將此技術廣泛應用到其他各種病原性細菌和電腦病毒。
該技術有望成爲一種新型的光消毒技術,能夠安全、簡便的方式對室内傳播的各種致病性電腦病毒和細菌進行消毒,而不使用對人體危險的紫外線。另外,高輝度可見光的脈衝閃光可利用目前的半導體發光元件(LED)製作技術可輕鬆實施,因此將來還有望實施在LED照明器具中配備脈衝閃光殺菌燈的混合型照明器具。
原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部