科学探索|NIST科学家正寻找用于消灭冠状病毒的最佳紫外线灯( 二 ) NIST科学家正寻找用于消灭冠状

在这项研究中，NIST的合作者与NBACC的生物学家合作，他们的研究为诸如炭疽和埃博拉病毒等生物威胁的生物防卫计划提供了参考。
"NBACC能够做的是培养病毒，浓缩它，并去除其他一切，"米勒说。"我们试图得到一个明确的信息，即我们需要多少光来灭活SARS-CoV-2病毒。"
在这项研究中，该小组在不同的悬浮液中测试了病毒。除了使用唾液模拟物，科学家们还把病毒放在水中，看看在一个"纯净"的环境中会发生什么。他们将病毒悬浮液作为液体和钢铁表面的干燥液滴进行了测试，这代表了感染者可能打喷嚏或咳嗽产生的其他物质。
NIST的工作是将激光的紫外线照射到样品上。他们正在寻找杀死90%的病毒所需的剂量。
有了这个装置，该合作项目能够测量病毒对16种不同波长的反应，从紫外线的极低端，即222纳米，一直到可见波长范围的中间部分，即488纳米。研究人员将更长的波长包括在内，因为一些蓝光已被证明具有消毒特性。
在一个安全的实验室里，将激光照射到样品上并非易事。在BSL-3实验室的研究人员穿戴磨砂服和带呼吸器的头罩。离开实验室需要洗一个长长的澡，然后再换上便服。
昂贵的激光器这样的设备也将不得不经历一个相当严格的消毒程序。
"这有点像一扇单向的门，"米勒说。"从该实验室出来的任何东西都必须经过焚烧、高压灭菌[热灭菌]，或用过氧化氢蒸汽进行化学消毒。因此，把我们价值12万美元的激光器带进去并不是我们想要使用的选择。"
相反，NIST的研究人员设计了一个系统，将激光器和一些光学器件放在实验室外的走廊里。他们通过一根4米长的光缆将光输送到实验室门下的密封处。负压使空气从走廊流向实验室，并防止任何材料漏回实验室。

文章图片

研究人员的设置概览。激光器被放置在实验室外的一个走廊里。一根光纤将激光穿过门下的开口，进入放置SARS-CoV-2样本的房间。
该激光器一次只产生一个波长，而且是完全可调的，因此研究人员可以产生他们喜欢的任何波长。但是，由于光的弯曲角度取决于它的波长，他们必须创建一个棱镜系统，以改变光进入光纤的角度，使其正确排列。改变出口角度需要手动转动他们创造的一个旋钮来调整棱镜的位置。他们试图使这一切尽可能简单，用最少的移动部件。
Schuit说："NIST团队想出的设备使我们能够快速测试非常广泛的不同波长，所有这些都是在非常受控和精确的波段。如果我们在没有那个系统的情况下试图做同样数量的波长，我们将不得不调试一堆不同类型的设备，每个设备都会产生不同宽度的波段。它们会需要不同的配置，而且会有很多额外的变数。"
操纵光线需要镜子和透镜，但研究人员在设计时尽可能少使用，因为每一个都会导致紫外线强度的损失。
对于必须进入实验室将光纤的光投射到病毒样本上的材料，该团队试图使用廉价的部件。"我们3D打印了很多东西，"NIST物理学家Steve Grantham说，他和NIST的Thomas Larason是该团队的关键成员。"所以，没有什么是真正昂贵的，如果我们不再使用它，也不是什么大问题。"
甚至在激光区和实验室内部之间的交流也很困难，因为人们不能随意进出，所以他们采用了一个有线对讲系统。
米勒说，尽管有这些挑战，但该系统出乎意料地运作良好，特别是考虑到他们只有几个月的时间来组装它。"米勒说："有几个方面我们可能可以改进，但我认为我们的收获将是最小的。