Forskere beskriver et unikt system til at teste, hvor godt smalle bølgebånd af UV-lys dræber bakterier

Forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har udviklet et unikt system til at måle effektiviteten af ​​smalbånds lysemitterende dioder (LED'er) eller andre lyskilder i ultraviolette bølgelængder til at dræbe skadelige bakterier.

Systemet giver en platform for forskere og producenter til at udføre test i henhold til protokoller udviklet af et National Institutes of Health (NIH)-NIST-panel, som offentliggjorde en konsensusramme for evaluering af ultraviolet (UV) effektivitet i 2021.

Forskerne beskriver det nye system i SPIE Journal of Biomedical Optics og forklarer, at det består af et LED-array, en optisk fibersamling, der kan scannes hen over en 2-tommer (5 cm) petriskål, præcise strøm- og temperaturkontroller og evnen til at rumme væske- eller agarmedier.

Systemets optiske samling indeholder et spektrometer, der sikrer, at bølgelængden og irradiansniveauerne er korrekte, et digitalkamera til at dokumentere bakteriekoloniens tæthed på tværs af petriskålen, og en højhastigheds lineær aktuator, der bevæger fiberen i et programmerbart mønster hen over agarpladen for at skabe det ønskede eksponeringsmønster.

Forskerne målte effektiviteten af ​​UV-lys (265 nanometer) til inaktivering af methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) og Escherichia coli (E. coli), almindelige årsager til hud-, bløddels- og urinvejsinfektioner, når agarpladerne bevæger sig nedenunder lyset for at skabe en "dræbskurve", der afslører, hvor hurtigt en bestemt dosis UV-lys dræber MRSA og E. coli.

Mens denne undersøgelse fokuserede på UV-LED'er, der udsender lys ved en bølgelængde på 265 nanometer, kan systemet bruges til at teste andre UV-kilder, såsom kviksølvlamper eller excimerlamper. Med passende optiske modifikationer kan målemetoden udvides til længere eller kortere bølgelængder, inklusive synligt og infrarødt lys.

Systemets kompakte 11 x 9 x 5,5 tommer (28 x 23 x 14 cm) bordpladedesign gør det velegnet til forskellige forsknings-, udviklings- og produktionsmiljøer.

NIST har til hensigt at gøre det ultraviolette (UV)-C LED-bestrålingsmetrologisystem tilgængeligt for forskere og standardudviklingsorganisationer til evaluering af UV-lyskilder. Systemet giver også producenterne mulighed for at demonstrere effektiviteten af ​​UV-C LED'er og andre lys.

NIST-systemet er en af ​​flere indsatser, som agenturet har udviklet for at understøtte effektiv brug af UV-lys til bakteriedræbende teknologier, herunder en UV-radiometerkalibreringstjeneste, et UV LED-spektroradiometer og adskillige videnskabelige publikationer.