Nhiều bệnh truyền nhiễm, bao gồm COVID-19, lây lan bởi các mầm bệnh trong không khí.Các biện pháp kiểm soát môi trường hiệu quả là cần thiết mà lý tưởng là không phụ thuộc vào hành vi của con người.Một giải pháp tiềm năng là đèn excimer krypton clorua (KrCl) (thường được gọi là tia UVC xa), có thể khử hoạt hiệu quả các mầm bệnh trong không khí như coronavirus và cúm.Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi đèn KrCl được lọc để loại bỏ tia UV có bước sóng dài hơn, chúng không gây ra các phản ứng cấp tính trên da hoặc mắt, cũng như không làm chậm các tác động như ung thư da.Mặc dù có bằng chứng trong phòng thí nghiệm cho thấy ánh sáng tia cực tím xa có hiệu quả, nhưng bằng chứng trong các phòng quy mô lớn còn hạn chế.Lần đầu tiên chúng tôi chứng minh rằng Far-UVC được triển khai trong một buồng cỡ phòng có hiệu quả bất hoạt S. aureus dạng khí dung.Ở tốc độ thông gió trong phòng là 3 lần thay đổi không khí mỗi giờ (ACH), tải lượng mầm bệnh ở trạng thái ổn định đã giảm 98,4% bằng cách sử dụng 5 nguồn lọc, cung cấp thêm 184 lần thay đổi không khí tương đương (eACH).Mức giảm này đạt được bằng cách sử dụng bức xạ tia cực tím xa phù hợp với giới hạn ngưỡng tiếp xúc với da liên tục 8 giờ hiện tại của Hội nghị các nhà vệ sinh công nghiệp thuộc chính phủ Hoa Kỳ.Dữ liệu của chúng tôi cho thấy Far-UVC có thể hiệu quả hơn vi khuẩn chống lại các vi rút thông thường trong không khí, bao gồm cả SARS-CoV-2, và do đó phải là một kỹ thuật hiệu quả và "thực hành" để giảm lây truyền các bệnh trong không khí.Các phát hiện cung cấp dữ liệu quy mô phòng để hỗ trợ thiết kế và phát triển các hệ thống tia cực tím xa hiệu quả.Vi rút coronavirus hô hấp cấp tính nặng 2 (SARS-CoV-2), vi rút gây ra đại dịch COVID-19, có thể được truyền từ người này sang người khác hoặc nhiều người thông qua sự vận chuyển của vi rút1-4 trong các hạt trong không khí.Nguy cơ lây truyền SARS-CoV-2 trong không khí từ các sự kiện như vậy tăng lên trong môi trường trong nhà nơi có nhiều người tụ tập, đặc biệt nếu môi trường kém thông gió 5,6.Cũng đã được ghi nhận, mức độ lây truyền SARS-CoV-2 cao đã lấn át các hệ thống chăm sóc sức khỏe quốc gia, giết chết hàng triệu người và gây ra các vấn đề sức khỏe lâu dài.Tác động đối với nền kinh tế toàn cầu đã, đang và sẽ tiếp tục tàn khốc, kéo theo những lo ngại về phúc lợi và sức khỏe cộng đồng.Do đó, rõ ràng việc giảm thiểu hoặc ngăn chặn sự lây truyền của SARS-CoV-2 là một thách thức toàn cầu quan trọng và chưa từng có.Các biện pháp kiểm soát lây truyền bao gồm khóa cửa quốc gia, hạn chế tụ tập xã hội và kinh doanh, cải thiện hệ thống thông gió trong nhà, chiến dịch sức khỏe cộng đồng, che mặt bảo vệ và tiêm chủng.Các biện pháp kiểm soát này có tỷ lệ thành công khác nhau, mỗi cách đều có những thách thức riêng.Tiêm chủng là một trong những biện pháp hữu hiệu nhất để giảm tử vong và bệnh tật nghiêm trọng, mặc dù bằng chứng về hiệu quả của tiêm chủng trong việc giảm lây lan dịch bệnh là chưa rõ ràng7,8.Che mặt có thể là một biện pháp kiểm soát hiệu quả để giảm nguy cơ lây truyền qua đường không khí, nhưng phụ thuộc vào các lựa chọn hành vi của cá nhân và yêu cầu mức độ tuân thủ cao để đạt được tác động ở mức độ dân số đối với sự lây truyền9,10.Với sự phát triển kịp thời của đại dịch COVID-19, việc chấp nhận và áp dụng các biện pháp kiểm soát ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày là thấp, do đó làm tăng nhu cầu về các biện pháp hiệu quả không dựa vào các lựa chọn hành vi của con người11,12.Ngoài COVID-19, Tis cũng rất quan trọng;lây truyền qua đường không khí đã được công nhận là một cơ chế quan trọng đối với một loạt các bệnh nhiễm trùng do vi rút khác, bao gồm cúm, sởi, các coronavirus khác ở người (SARS-CoV, MERS-CoV) và vi rút hợp bào hô hấp (RSV) và các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn bao gồm bệnh lao và một số mầm bệnh gây nhiễm trùng bệnh viện13-15.Đèn cực tím diệt khuẩn (GUV) là một biện pháp kiểm soát đáp ứng các yêu cầu trên và có thành tích về mặt khoa học.Năm 1942, Wells và cộng sự đã chứng minh rằng ít lây truyền bệnh sởi và quai bị ở trẻ em trong các phòng học được chiếu xạ GUV ở các phòng phía trên so với nhóm đối chứng trong các phòng không có chiếu xạ GUV.Tương tự, Escombe và cộng sự đã chứng minh rằng sự lây truyền lao từ bệnh nhân sang chuột lang đã giảm hơn 70% khi sử dụng GUV buồng trên, với tỷ lệ nhiễm lao 35% ở nhóm chứng và 9,5% ở nhóm GUV.Tuy nhiên, một thách thức lớn với GUV 254 nm thông thường là tiếp xúc tình cờ ở người, có thể dẫn đến các phản ứng dạng cháy nắng có thể gây đau đớn ở da và giác mạc 17.Điều này hạn chế các GUV truyền thống đối với các hệ thống phòng trên được thiết kế tốt, phòng giam kín hoặc chiếu sáng cho các phòng không có người ở18.Ngay cả khi áp dụng theo cách này, việc vô tình phơi bày vẫn có thể xảy ra và ảnh hưởng đến việc áp dụng công nghệ19,20.Một giải pháp tiềm năng là "tia cực tím xa" hoặc bức xạ UV-C diệt khuẩn, thường nằm trong dải bước sóng 200 đến 230 nanomet.
Nguồn phổ biến của Far-UVC là đèn excimer krypton clorua (KrCl), phát ra chủ yếu ở bước sóng 222 nm và có phát xạ dư thấp trong toàn bộ vùng tử ngoại của phổ điện từ.Đặc tính diệt khuẩn của đèn KrCl excimer đã được chứng minh trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để vô hiệu hóa vi khuẩn Gram dương và Gram âm, vi khuẩn kháng thuốc, vi rút cúm và coronavirus ở người, bao gồm cả vi rút SARS-CoV-222-28.Điều quan trọng là, khi được lọc để giảm thiểu phát xạ tia cực tím ở bước sóng trên 230 nm, đèn chiếu tia cực tím xa KrCl ít gây ra các phản ứng cấp tính cho da và mắt hơn so với các nguồn GUV thông thường (254 nm), và cho đến nay ở động vật và con người các mô hình đã không cho thấy bất kỳ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe lâu dài 21,29-34.Mặc dù các kết quả trong phòng thí nghiệm rất đáng khích lệ, nhưng việc khử hoạt tính của mầm bệnh trong môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát ở quy mô phòng thí nghiệm không nhất thiết chuyển thành giảm lây truyền bệnh khi công nghệ được triển khai với những hạn chế "trong thế giới thực "35,36.Tiền lệ lịch sử của các GUV phòng cao hơn cung cấp một số niềm tin về tiềm năng của Far-UVC trong việc giảm lây truyền bệnh, nhưng vẫn còn nhu cầu chưa được đáp ứng đối với các đánh giá trong thế giới thực16,37.Những nghiên cứu như vậy rất phức tạp và phải được thực hiện trong một thời gian dài (thường ít nhất là 12 tháng).Một bước tịnh tiến đối với nghiên cứu trong thế giới thực là tiến hành các thí nghiệm trong các buồng aerosol lớn, có kích thước bằng phòng.Các phòng có diện tích như phòng này, với luồng không khí, nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát, được thiết kế để tái tạo môi trường phòng thực.Những không gian này đã được sử dụng để chứng minh tính hiệu quả của hệ thống GUV phòng trên và để nghiên cứu sự sống sót và sinh sôi của vi sinh vật 38-43.Tey cũng có thể cung cấp những hiểu biết quan trọng về việc sử dụng công nghệ trong những căn phòng nơi các cá nhân bị nhiễm bệnh có thể hiện diện trong thời gian dài, như thường thấy ở trường học, nơi làm việc, bệnh viện và cơ sở khách sạn.Với việc tiếp tục giải phóng các mầm bệnh trong không khí có kiểm soát, môi trường ở trạng thái ổn định sẽ đạt được và không khí trong nhà có thể được lấy mẫu định kỳ có hoặc không có kỹ thuật khử trùng không khí xung quanh, cung cấp một dấu hiệu gần đúng hơn với hiệu suất trong thế giới thực.Ở đây, lần đầu tiên, chúng tôi đã nghiên cứu hiệu quả của Far-UVC trong việc vô hiệu hóa các mầm bệnh trong không khí ở điều kiện trạng thái ổn định trong một buồng bioaerosol quy mô lớn trong phòng.
