ما هو ضوء الأشعة فوق البنفسجية؟
الأشعة فوق البنفسجية هي أشعة كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية أقصر من الضوء المرئي ولكنها أطول من الأشعة السينية. يتم تصنيف الأشعة فوق البنفسجية إلى عدة نطاقات للأطوال الموجية ، مع اعتبار الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة (UV-C)" ؛ ومبيد الجراثيم UV" ؛. الأطوال الموجية بين حوالي 200 نانومتر و 300 نانومتر تمتصها الأحماض النووية بقوة. يمكن أن تؤدي الطاقة الممتصة إلى عيوب بما في ذلك ثنائيات البيريميدين. يمكن أن تمنع هذه الثنائيات التكاثر أو يمكن أن تمنع التعبير عن البروتينات الضرورية ، مما يؤدي إلى موت الكائن الحي أو تعطيله.
100 نانومتر إلى 200 نانومتر
الأشعة فوق البنفسجية البعيدة أو الأشعة فوق البنفسجية الفراغية (تنتشر هذه الأطوال الموجية في الفراغ فقط)
200 نانومتر إلى 280 نانومتر
UVC - مفيد للتطهير والاستشعار
280 نانومتر إلى 315 نانومتر
UVB - مفيد للعلاج والتطبيقات الطبية
315 نانومتر إلى 400 نانومتر
UVA (أو "بالقرب من الأشعة فوق البنفسجية") - مفيدة للطباعة والمعالجة والطباعة الحجرية والاستشعار والتطبيقات الطبية
التاريخ
في عام 1878 ، نشر آرثر داونز وتوماس ب. بلانت ورقة بحثية تصف تعقيم البكتيريا المعرضة للضوء قصير الموجة ، وقد كانت الأشعة فوق البنفسجية طفرة معروفة على المستوى الخلوي لأكثر من 100 عام. مُنِح نيلز فينسن جائزة نوبل للطب عام 1903 لاستخدامه الأشعة فوق البنفسجية ضد مرض الذئبة الشائع ، مرض السل في الجلد.
يعود استخدام الأشعة فوق البنفسجية لتطهير مياه الشرب إلى عام 1910 في مرسيليا بفرنسا ، وتم إغلاق المصنع النموذجي بعد وقت قصير بسبب ضعف الموثوقية. في عام 1955 ، تم تطبيق أنظمة معالجة المياه بالأشعة فوق البنفسجية في النمسا وسويسرا ؛ بحلول عام 1985 تم استخدام حوالي 1500 مصنع في أوروبا. في عام 1998 تم اكتشاف أن البروتوزوا مثل الكريبتوسبوريديوم والجيارديا كانت أكثر عرضة للأشعة فوق البنفسجية مما كان يعتقد سابقا. وقد فتح هذا الطريق أمام استخدام واسع النطاق لمعالجة المياه بالأشعة فوق البنفسجية في أمريكا الشمالية. بحلول عام 2001 ، كان أكثر من 6000 محطة لمعالجة المياه بالأشعة فوق البنفسجية تعمل في أوروبا.
كيف يعمل التطهير من الأشعة فوق البنفسجية؟
كما يتضح من الدراسات والتقارير البحثية المتعددة ، عندما تتعرض الكائنات البيولوجية لضوء الأشعة فوق البنفسجية العميقة في نطاق 200 نانومتر إلى 300 نانومتر ، يتم امتصاصها بواسطة الحمض النووي ، والحمض النووي الريبي ، والبروتينات.
يمكن أن يؤدي امتصاص البروتينات إلى تمزق جدران الخلايا وموت الكائن الحي. من المعروف أن الامتصاص بواسطة الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (على وجه التحديد عن طريق قواعد الثايمين) يتسبب في تعطيل خيوط اللولب المزدوج أو الحمض النووي الريبي من خلال تكوين ثايمين الثايمين. إذا تم إنشاء ما يكفي من هذه الثنائيات في الحمض النووي ، فإن عملية تكرار الحمض النووي تتعطل ، ولا يمكن للخلية التكاثر.
الخلايا التي لا يمكن أن تتكاثر ولا يمكن أن تصيب.
من المقبول على نطاق واسع أنه ليس من الضروري قتل مسببات الأمراض بالأشعة فوق البنفسجية ، بل استخدام ما يكفي من ضوء الأشعة فوق البنفسجية لمنع الكائن الحي من التكاثر. إن جرعات الأشعة فوق البنفسجية المطلوبة لمنع التكاثر هي أوامر أقل من المطلوب للقتل ، مما يجعل تكلفة العلاج بالأشعة فوق البنفسجية لمنع العدوى قابلة للتطبيق تجارياً.
