Desinfecção de SARS

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8229 (2023) Citar este artigo

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A irradiação UV é uma ferramenta eficiente para a desinfecção de vírus em geral e especificamente do coronavírus. Este estudo explora a cinética de desinfecção das variantes SARS-CoV-2 do tipo selvagem (semelhante à cepa Wuhan) e três variantes (Alpha, Delta e Omicron) por LED UV de 267 nm. Todas as variantes mostraram redução média de mais de 5 logs no número de cópias a 5 mJ/cm2, mas a inconsistência foi evidente, especialmente para a variante Alpha. Aumentar a dose para 7 mJ/cm2 não aumentou a inativação média, mas resultou em uma diminuição drástica na inconsistência da inativação, tornando esta dose o mínimo recomendado. A análise da sequência sugere que a diferença entre as variantes é provavelmente devida a pequenas diferenças na frequência de motivos de sequência de nucleotídeos extra-sensíveis a UV específicos, embora essa hipótese exija mais testes experimentais. Em resumo, o uso de UV-LED com sua simples necessidade de eletricidade (pode ser operado a partir de uma bateria ou painel fotovoltaico) e flexibilidade geométrica pode oferecer muitas vantagens na prevenção da disseminação do SARS-CoV-2, mas a dose mínima de UV deve ser cuidadosamente considerado.

A eficiência da irradiação ultravioleta (UV) depende de vários fatores, como dose de UV, irradiância, fonte de irradiação, microrganismo e tipo de cepa, matriz e comprimento de onda de UV. Os diodos emissores de luz ultravioleta (LEDs UV) emitem luz ultravioleta em comprimentos de onda específicos com largura de banda relativamente estreita na metade do máximo (FWHM). Por exemplo, LED UV ou comprimentos de onda de mercúrio policromático na faixa germicida mostraram menor eficácia em comprimentos de onda UV mais altos1,2, enquanto discrepâncias da lei de reciprocidade de dose-tempo foram encontradas para LED UV de diferentes comprimentos de onda e mecanismos de dano UV (Ref.3; ver também Tabela 2).

A irradiação UV é eficiente na inativação de vírus em vários ambientes, como soluções aquosas1,4, em superfícies5,6 e no ar/bioaerossóis7,8. A irradiação UV também foi considerada eficiente na inativação dos coronavírus humanos (por exemplo, hOC431) e do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV2)9,10. No entanto, os surtos de SARS-CoV-2 são caracterizados pelo rápido aparecimento de variantes11,12, tornando complicadas as comparações entre estudos feitos em diferentes variantes de SARS-CoV-2. Nosso estudo anterior examinou o impacto dos comprimentos de onda do LED UV em uma cepa de coronavírus humano (hCV-431). Aqui examinamos a sensibilidade de quatro variantes diferentes do SARS-CoV-2 (tipo selvagem, Alfa, Delta e Omicron) ao comprimento de onda germicida UV-LED com pico de emissão em 267 nm.

Os espectros UV-LED exibiram emissão de pico em 267 nm com largura de banda FWHM estreita de 12 nm (Fig. 1).

Espectros de emissão do LED UV de 267 nm usado neste estudo.

Na dose zero (sem exposição a UV), foi encontrada uma variação entre os números iniciais de cópias do vírus das diferentes variantes, mas a análise ANOVA unidirecional não revelou nenhuma diferença estatisticamente significativa (F3,60 = 0,2941, p = 0,83). O tempo de irradiação e a curva de resposta à dose (fluência) de diferentes variantes de SARS-CoV-2 para LED UV de 267 nm são apresentados na Fig. 2. A primeira inativação estatisticamente significativa para as variantes wt, Delta e Omicron exigiu exposição a 2 mJ/cm2, enquanto a variante Alpha exigiu 5 mJ/cm2 (Fig. 2b), com doses mais altas resultando em platô até a dose máxima (10 mJ/cm2). Curiosamente, a variabilidade na eficiência de inativação foi dependente da dose e da variante de UV, conforme evidenciado pelo tamanho das barras de erro (Fig. 2) e pelo grande coeficiente de variação, especialmente para a variante Alpha (Tabela 1). Essa variabilidade nas doses mais baixas deve desempenhar um papel ao projetar um sistema de desinfecção para mitigar os coronavírus e uma dose de UV-LED de 7 mJ/cm2 é recomendada. Além disso, a irradiância incidente do LED foi baixa neste caso - no entanto, LEDs mais potentes (levando a um fluxo radiante mais alto em um determinado tempo de exposição) podem mitigar o risco nessa variabilidade e devem ser examinados.