紫外線は、表面の効果的な滅菌と消毒を提供する上で大きな期待を示しています. ただし、すべての UV ライトが滅菌および消毒の目的に有効というわけではありません。 この記事では、さまざまなタイプの UV ランプと、UVGI (紫外線殺菌放射照度) で効果的に機能する技術と機能しない波長範囲について説明します。
さまざまな種類の紫外線
可視光と同様に、紫外線はスペクトル上の幅広い波長で構成されているため、さまざまな紫外線について説明するときは、より具体的に説明する必要があります。 確認する必要がある仕様は、ナノメートル (nm) で測定される波長です。 紫外線の波長は 100 nm から 400 nm の範囲であり、これは可視スペクトル全体 (400 nm から 800 nm) とほぼ同じ幅です。 可視光（630nm＝赤、530nm＝緑、460nm＝青など）には波長によってさまざまな種類があるように、紫外線にも波長によって性質の異なるさまざまな種類があります。
紫外線エネルギーは波長によって分類され、次のタイプに分類されます。
- UV-A: 315-400 nm
- UV-B: 280-315 nm
- UV-C: 100-280 nm
おそらく、目にする可能性のある最も一般的なタイプの紫外線ランプは、スペクトルの UV-A 領域で発光するものです。 UV-A 放射は、特定の物質が蛍光を発するか「光る」までは見えません。 多くの蛍光塗料、鉱物、および「ブラックライト」効果製品は、UV-A 波長エネルギーに敏感です。 UV-A 放射は紫外線エネルギーの中で最も弱い形ですが、特に目に見えないため、過度の露出では有害であるため注意が必要です。
多くの UV LED 製品は UV-A 範囲で発光し、一般にブラックライトと呼ばれます。 たとえば、Waveform Lighting の realUV™ LED 製品は 365 nm と 395 nm で発光し、蛍光、硬化、ブラックライト アートワークなどのさまざまなアプリケーションで使用されています。 これらの製品は確かに紫外線と見なされていますが、その波長は 360 ナノメートル以上と長すぎます。 これらの波長は、殺菌または滅菌用途に有効であることが示されていないため、使用しないでください。
UV-B 放射は、UV-A 放射よりも波長が短く、一般的に UV-A よりも強いです。 UV-A と UV-B の両方が自然の太陽光に存在しますが、UV-B は日焼けや皮膚がんを引き起こす主な波長です。 より強力なエネルギーポテンシャルにもかかわらず、ウイルス、バクテリア、およびカビを殺菌および不活性化する UV-B の能力は非常に限られていることが示されています。
代わりに、LED を使用した紫外線滅菌システムをうまく実装するには、スペクトルの UV-C 部分で発光する UV LED を特に探す必要があります。 これは、DNA および RNA 分子がこれらの波長に反応する方法によるもので、病原体が無菌になり、繁殖できなくなります。 したがって、Waveform Lighting の cleanUV™ LED 製品など、特に殺菌用途向けに校正された UV-C 波長を持つ製品を検索する必要があります。
なぜUV-Cでなければならないのですか？
殺菌用途に正しい波長の紫外線を使用することが絶対的に重要である理由は、病原体が不活性化されるメカニズムによるものです。 DNA と RNA は、ウイルス、バクテリア、カビなどの微視的な生物や病原体を含む、生命の構成要素です。 この遺伝物質がなければ、病原体は繁殖できず、最終的に感染コロニーの死に至ります。
DNA 分子は、アデニン (A)、シトシン (C)、グアニン (G)、およびチミン (T) と呼ばれる核酸で構成されています。 (ウラシルは RNA のチミンを置き換えます)。 確固とした繰り返しの研究により、チミンが特定の紫外線波長にさらされると、分子が紫外線エネルギーを吸収し、化学結合の変化を受けることがわかりました. この化学結合構成の変化は、病原体の複製を妨げる DNA 配列の変化をもたらします。
チミン (およびウラシル) は、265 ナノメートルまたはその付近の波長で特に敏感な吸収スペクトルを持っています。 300 ナノメートルより長い波長では、吸収はほとんどありません。 吸収スペクトルは、下のチャートの影付きの白い曲線で示されています。
スペクトル チャートが示すように、チミンとウラシUV-A およびより長い波長の UV 製品が一般的に入手しやすいため、多くの人が蛍光ブラックライトが殺菌用途に有効かどうかを尋ねます。 UVGI理論によれば、これらのより長い波長の製品はDNA配列の分解を引き起こすことができず、効果的な滅菌にはなりません.ルは UV-A 波長に反応せず、300 ナノメートル以下の波長を除くほとんどの UV-B 波長に反応しません。
UV-A などのより長い波長が機能しないことは確かですか?
UV-A およびより長い波長の UV 製品が一般的に入手しやすいため、多くの人が蛍光ブラックライトが殺菌用途に有効かどうかを尋ねます。 UVGI理論によれば、これらのより長い波長の製品はDNA配列の分解を引き起こすことができず、効果的な滅菌にはなりません.
研究によると、不活化に寄与する可能性のあるフリーラジカルの生成など、UV-A 波長への曝露で発生する可能性のある他の光化学プロセスがあることが示されています。 暴露時の熱発生などの他のメカニズムも、非 UV-C 放射が消毒をもたらす可能性のある潜在的な手段となり得る。 しかし、一般的には、幅広いウイルス、バクテリア、カビを確実かつ一貫して不活化できる波長帯は UV-C だけであることが研究によって示されています。
