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病毒來勢洶洶，消毒手段少不了

更新時間：2021-12-17

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戴口罩仍是阻斷病毒傳播的有效方式，加拿大多倫多綜合醫院（University Health Network）的Lothar Lilge等人研究了7款不同過濾式口罩傳播的數值模擬，以確定紫外線殺菌滅活的適用性。

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實驗背景

常見的消毒方法有物理法和化學法兩大類。紫外線消毒法屬物理法，原理是通過紫外線破壞細菌病毒中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結構，造成生長性細胞死亡或再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。

值得一提的是，紫外線分為短波紫外線UVC(200～280nm)、中波紫外線UVB(280～320nm)及長波紫外線UVA(315-400nm)，只有UVC能達到消毒的效果。

除波長外，紫外線輻射到每個口罩的劑量也決定了消毒效果。因此，對于紫外輻照過程中的監測很有必要。模塊化光譜儀是實時監測紫外燈輻照過程的良好工具。在此應用中，我們將介紹如何應用光譜儀來檢測紫外消毒燈。

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實驗測量

為驗證紫外線殺菌滅活的實用性，基于7款3M口罩(1805, 9105s , 1860, 8110s, 8210，1870+和9210)，使用海洋光學USB4000光纖光譜儀、CC-3-UV余弦矯正器、XSR系列光纖搭建實驗測試系統。

在測量紫外燈前首先需對光譜儀進行絕對輻射校準。因為未校準的光譜縱坐標為Counts計數值，校準過后的光譜縱坐標為μW/nm可計算其能量值，如下圖所示??。

在紫外光譜250-300nm范圍內，基于蒙特克羅光衰減建模，對口罩每層的光吸收和光散射系數量化，仿真模擬以確定輻照時間及劑量。下圖為3M 1870+（左列）和3M 9105s（右列）N95口罩在波長254nm、260nm、280nm 和 290 nm處的光散射和吸收系數。

圓形、三角形和正方形分別代表外層、內層和過濾層。

實驗建立了 4 個測試模型，不同型號的N95口罩對其適用性差異較大。然而，為實現一致、快速和*的殺菌，光源位置需要與呼吸器形狀配對，且需在紫外波長處確定要照射的口罩模型的光學特性，以根據此處所述的光子分布模擬確定所需的最短曝光時間。

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參考文獻

[1] Lilge L , Manalac A , Weersink M , et al. Light propagation within N95 Filtered Face Respirators: A simulation study for UVC decontamination[J]. Journal of Biophotonics.