Wellenlängenabhängigkeit der Inaktivierung durch ultraviolettes Licht bei SARS

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 9706 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Ultraviolette (UV) Bestrahlung bietet eine wirksame und bequeme Methode zur Desinfektion pathogener Mikroorganismen. Allerdings verursacht UV-Bestrahlung Protein- und/oder DNA-Schäden; Daher sind weitere Erkenntnisse über die Leistung verschiedener UV-Wellenlängen und ihre Anwendungen erforderlich, um Risiken für den menschlichen Körper zu verringern. In diesem Artikel haben wir die Wirksamkeit der UV-Inaktivierung der SARS-CoV-2-Omicron-Varianten BA.2 und BA.5 in einer flüssigen Suspension bei verschiedenen UV-Wellenlängen mithilfe der 50 % Gewebekultur-Infektionsdosis-Methode (TCID50) und quantitativer Polymerase bestimmt Kettenreaktionstest (qPCR). Die Inaktivierungswirksamkeit von 220-nm-Licht, das als sicher für den menschlichen Körper gilt, war sowohl für BA.2 als auch für BA.5 ungefähr die gleiche wie die von gesundheitsgefährdendem 260-nm-Licht. Basierend auf den mit den TCID50- und qPCR-Methoden ermittelten Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten gegenüber der UV-Wellenlänge wurden die Aktionsspektren ermittelt, und BA.2 und BA.5 zeigten nahezu die gleichen Spektren. Dieses Ergebnis legt nahe, dass beide Varianten die gleichen UV-Inaktivierungseigenschaften aufweisen.

Angesichts des weltweiten Ausbruchs des schweren akuten respiratorischen Syndroms Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) und des Aufkommens seiner neuen Varianten besteht ein großer Bedarf an der Entwicklung und Demonstration effizienter Desinfektionstechnologien zum Schutz vor verschiedenen pathogenen Viren und Bakterien1,2,3 . In diesem Fall bieten Impfstoffe einen wirksamen Schutz vor der Infektion. Die Wirksamkeit und Bereitstellungsgeschwindigkeit dieser Impfstoffe gegen künftig neu auftretende SARS-CoV-2-Varianten ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht klar4. Daher ist es wichtig, zusätzliche Strategien zur Minderung der Risiken für die öffentliche Gesundheit während der Phase vor der Impfstoffentwicklung gegen neu auftretende Krankheitserreger auszuarbeiten.

Die Desinfektion durch ultraviolette (UV) Bestrahlung stößt auf besonderes Interesse, um die Übertragung von SARS-CoV-2 zu reduzieren, da UV-Bestrahlung eine wirksame und bequeme Methode zur Inaktivierung pathogener Mikroorganismen, einschließlich SARS-CoV-25,6,7,8,9, darstellt. 10. Insbesondere der Wellenlängenbereich von 200 bis 235 nm, der oft als Fern-UVC bezeichnet wird, hat als neuartige Desinfektionswellenlänge zunehmend Aufmerksamkeit erregt. Fern-UVC-Licht zeigt eine starke keimtötende Wirkung auf pathogene Viren und Bakterien11,12,13,14,15 und hat sich aufgrund der starken Absorptionswirkung der Stratum Corneum-Schicht als harmlos für Säugetierzellen erwiesen16,17,18,19, 20. Allerdings ist sein Sicherheitsprofil in Säugetierzellen viel weniger gründlich dokumentiert, und es gibt zahlreiche Berichte, die darauf hinweisen, dass Fern-UVC-Licht nicht so sicher ist wie Bestrahlung weit über den Schwellenwerten21,22,23,24,25,26, da es erhebliche Schäden verursacht Epidermiszellen, was zur Bildung von Erythemen und Cyclopyrimidin-Dimeren führt21,22,23,24,26.

Darüber hinaus variiert die Inaktivierungsdosis, die Berichten zufolge eine bestimmte logarithmische Reduktion erreicht, stark zwischen etwa 1 und 20 mJ/cm25,10,27,28,29,30,31,32,33,34. Solche Inkonsistenzen können durch unterschiedliche Versuchsbedingungen und verwendete Versuchsaufbauten verursacht werden. Beispielsweise wurden viele Lichtquellen wie UV-LEDs, KrCl-Excimer-Lampen und Metalldampfentladungslampen zur Inaktivierung von SARS-CoV-25,14,27,28,29,30,31,32,33 verwendet ,34; Aufgrund der Unterschiede sowohl bei den Stämmen von SARS-CoV-2 als auch bei den experimentellen Bedingungen wie dem Spektrum der Lichtquellen ist es jedoch schwierig, die Höhe der Dosis und die Inaktivierungswirksamkeit für diese verschiedenen UV-Wellenlängenbereiche zu vergleichen. Daher besteht ein erheblicher Bedarf an systematischen Experimenten mit unterschiedlichen UV-Wellenlängen und ohne Abweichungen bei anderen experimentellen Bedingungen.

In diesem Artikel beschreiben wir die Inaktivierungswirksamkeit der SARS-CoV-2-Omicron-Varianten BA.2 und BA.5 in einer Virussuspension als Funktion der UV-Wellenlänge mit einer Bandbreite von 10 nm, basierend auf der Konstruktion einer UV-Wellenlängen-abstimmbaren Strahlungsquelle . Wir verwendeten die Standardmethode mit einer 50-prozentigen Gewebekultur-Infektionsdosis (TCID50) und einen quantitativen Polymerase-Kettenreaktionstest (qPCR), um UV-Schäden am viralen Genom nachzuweisen. Wir haben eine starke Korrelation zwischen TCID50 und qPCR gefunden. Basierend auf den mit den TCID50- und qPCR-Methoden bestimmten Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten im Vergleich zur UV-Wellenlänge wurden die Wirkungsspektren von BA.2 und BA.5 bestimmt, und diese beiden Varianten zeigten nahezu die gleichen Spektren. Dieses Ergebnis legt nahe, dass beide Varianten die gleichen UV-Inaktivierungseigenschaften aufweisen und dass die Wirkungsspektren von SARS-CoV-2 quantitativ durch die Absorptionsspektren von RNA und Protein erklärt werden konnten, wobei die Proteinschicht die RNA vor UV-Licht schützt.

VeroE6/TMPRSS2-Zellen (aus den Nieren der Afrikanischen Grünen Meerkatze gewonnene Zellen, die menschliches TMPRSS2 exprimieren) wurden von der Zellbank der Japanese Collection of Research Bioresources (JCRB) (#JCRB1819) erhalten. Die Zellen wurden in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium (DMEM, glukosearm, Sigma-Aldrich, #D6046) kultiviert, ergänzt mit 10 % fötalem Rinderserum (Gibco, #10270-106), Penicillin/Streptomycin (Sigma-Aldrich, #P0781). und 1 mg/ml G418 (Wako, #070-06803) bei 37 °C mit 5 % CO2. Die Zellkonzentration betrug etwa 1,4 × 105 Zellen/cm2.

Zwei Arten von SARS-CoV-2-Varianten, Omicron BA.2 (hCoV-19/Japan/TKYS02037/2022) und Omicron BA.5 (hCoV-19/Japan/TKYS14631/2022), wurden vom Tokyo Metropolitan Institute of Public erhalten Gesundheit. Diese Viren wurden in VeroE6/TMPRSS2-Zellen vermehrt, die in Medium A (DMEM mit Penicillin/Streptomycin und 1 mg/ml G418) zur Infektion kultiviert und 3 Tage lang bei 37 °C mit 5 % CO2 inkubiert wurden. Nach der Infektion wurde der virushaltige Überstand gesammelt und die Zelltrümmer durch 5-minütige Zentrifugation bei 3000 U/min (= 1700 g) entfernt. Die Virusvorräte wurden dann aliquotiert und bis zur Verwendung bei –80 °C gelagert. Wir haben die virale Infektiosität mit der Standardmethode TCID50 gemessen, um den Virustiter der gesammelten Virusproben zu bestimmen. Die TCID50/ml-Werte wurden 4 Tage nach der Infektion mit der Behrens-Karber-Methode35 berechnet. Der Virustiter von BA.2 betrug 4,9 × 105 TCID50/ml und der von BA.5 betrug 2,1 × 105 TCID50/ml.

SARS-CoV-2-RNA wurde aus den gesammelten Virusproben jeder Vertiefung mit TRIzol-Reagenz gemäß dem Protokoll des Herstellers extrahiert. RT‒qPCR für SARS-CoV-2 wurde mit einem PrimeScript RT Reagent Kit mit gDNA Eraser (Takara Bio Inc., #RR047A) gemäß dem Protokoll des Herstellers durchgeführt. qPCR wurde unter Verwendung von TB Green Premix Ex Taq (Takara Bio Inc., #RR420A) gemäß dem Protokoll des Herstellers durchgeführt. Die folgenden Primer wurden verwendet: qCoV2 vorwärts, 5´-GCCTCTTCTCGTTCCTCATCAC-3´; qCoV2 umgekehrt, 5´-AGCAGCATCACCGCCATTG-3´; Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase (GAPDH) vorwärts, 5´-ACACCCACTCCTCCACCTTT-3´; und GAPDH umgekehrt, 5´-TAGCCAAATTCGTTGTCATACC-3´. Die thermischen Zyklen wurden wie folgt durchgeführt: anfängliche Denaturierung bei 95 °C für 30 s, 40 Denaturierungszyklen bei 95 °C für 5 s und abschließendes Tempern/Verlängern bei 60 °C für 30 s. Für BA.2 betrug der Wert des Schwellenzyklus (Ct) ohne UV-Bestrahlung Ct = 13 und der mit UV-Bestrahlung (260 nm, 18 mJ/cm2) Ct = 16. Für BA.5 betrug Ct = 13 ohne UV Bestrahlung und Ct = 17 bei UV-Bestrahlung (260 nm, 18 mJ/cm2). In beiden Fällen verwendeten wir GAPDH als Referenzgen und sein Ct-Wert betrug 27. Als Farbstoff zum Färben der DNA verwendeten wir SYBR@ FAM für die Fluoreszenzdetektion. Wir haben die Fluoreszenzintensität auf Stufe 10 eingestellt (Thermal Cycler Dice Real Time System Software, Thermo Fisher Scientific Inc. Massachusetts, USA), um alle Ct-Werte zu bestimmen. Alle Experimente mit SARS-CoV-2 wurden in einer Sicherheitseinrichtung der Biosicherheitsstufe 3 (BSL3) an der Universität Kumamoto durchgeführt.

Wir verwendeten UV-Bestrahlung von 200 bis 260 nm, um Virussuspensionen zu inaktivieren. Für jede Wellenlänge variierten wir die Dosis von 0 bis 18 mJ/cm2. Für jede Wellenlänge und Dosis wurden insgesamt 600 μl Virussuspension (200 μl Virusstamm, gemischt mit 400 μl PBS) bestrahlt. VeroE6/TMPRSS2-Zellen wurden einen Tag vor der Infektion sowohl in 96-Well-Platten für TCID50-Assays als auch in 24-Well-Platten für qPCR ausplattiert. Unmittelbar vor den Infektionsexperimenten wurde das Medium auf VeroE6/TMPRSS2-Zellen abgesaugt und 50 μl des Mediums A in jede Vertiefung gegeben. Zur Bestimmung der viralen Infektiosität verwendeten wir die TCID50-Methode. Inaktivierte Virus- oder Kontrollvirussuspensionen wurden in die erste Säule ausplattiert, und dann wurden die dreifach verdünnten Suspensionen nacheinander in die angrenzenden Säulen ausplattiert. Diese Verdünnungsplattierung wurde für alle 96 Vertiefungen durchgeführt. Die ausplattierten 96 Vertiefungen wurden eine Stunde lang bei 37 °C inkubiert. Nach der Inkubation wurden die viralen Überstände abgesaugt und 100 μl Medium B (DMEM, ergänzt mit 10 % FBS, Penicillin/Streptomycin und 1 mg/ml G418) für die Kultur in jede Vertiefung gegeben. Die Platte wurde vier Tage lang bei 37 °C in 5 % CO2 inkubiert. Zytopathische Effekte (CPEs) wurden unter einem Hellfeldmikroskop (10 ×) als Vakuolisierung des Zytoplasmas, Zellrundung und Ablösung bewertet. Die TCID50/ml-Werte wurden nach der Behrens-Karber-Methode35 berechnet. Die Integrität des viralen Genoms wurde mithilfe der quantitativen Reverse-Transkription-Polymerase-Kettenreaktion (RT‒qPCR) analysiert. Wir verwendeten die gleichen inaktivierten Virussuspensionen wie im TCID50-Assay ohne Verdünnung. Eine 100-μl-Virussuspension wurde auf VeroE6/TMPRSS2-Zellen in einer Multiwell-Schale mit 24 Vertiefungen ausplattiert. Diese Platte wurde eine Stunde lang bei 37 °C in 5 % CO2 inkubiert. Nach der Inkubation wurden die Virusüberstände abgesaugt und dann 500 μl des Mediums B in jede Vertiefung gegeben. Diese Platte wurde einen Tag lang bei 37 °C in 5 % CO2 inkubiert. SARS-CoV-2-RNA wurde aus den gesammelten Virusproben jeder Platte mit TRIzol-Reagenz (Thermo Fisher, #15,596,018) extrahiert. Alle experimentellen Ergebnisse werden als Mittelwerte über 3 Wiederholungen angegeben.

Abbildung 1a zeigt die wellenlängenabstimmbare UV-Lichtquelle, die zum Vergleich der Wirksamkeit des Fern-UV-Lichtbereichs (200–230 nm) und des Tief-UV-Lichtbereichs (DUV) (230–260 nm) verwendet wird. Als breitbandige Emissionsquelle wurde eine lasergesteuerte Lichtquelle (LDLS EQ-99X, Energetiq Technology, Inc. Wilmington, USA) verwendet, die Strahlung von 170–2100 nm emittiert. Die Emission wurde mithilfe eines UV-Bandpassfilters von 200 bis 260 nm (200 nm, 220 nm, 240 nm und 260 nm) mit einer Bandbreite von 10 nm (Edmond Optics Japan, Tokio, Japan) ausgewählt. Das in Abb. 1b dargestellte Spektrum der UV-Strahlung, der das Virus ausgesetzt war, wurde mit einem Spektrometer über eine optische Faser gemessen. Die Virussuspension (600 μl) wurde in eine einzelne Vertiefung (10 mm Durchmesser) einer Mikroplatte (48 Vertiefungen) gegeben und während der UV-Bestrahlung wurde die Virussuspension mit einem Mikroplattenschüttler (TM-1FN, AS ONE Corp.) geschüttelt. Osaka, Japan). Die Bestrahlungsstärke der UV-Strahlung, der das Virus ausgesetzt war, wurde gemessen, indem eine UV-verlängerte Si-Fotodiode mit einer Apertur von 10 mm (S120VC, Thorlabs Inc. New Jersey, USA) an der Oberfläche der Virussuspension angebracht wurde.

(a) Optischer Aufbau des wellenlängenabstimmbaren UV-Inaktivierungssystems, (b) Transmissionsspektrum und (c) Absorptionsspektren von mit PBS verdünntem DMEM. Als breitbandige Emissionsquelle wurde eine laserbetriebene Lichtquelle verwendet, die Strahlung von 170–2100 nm emittiert, und die Emission wurde mithilfe eines UV-Bandpassfilters von 200 bis 260 nm mit einer Bandbreite von 10 nm ausgewählt. Wir haben eine DMEM:PBS = 1:2-Lösung (blaue Linie) verwendet, da die Absorption zwischen 200 und 260 nm ungefähr gleich groß ist.

Im Allgemeinen wird Medium A verwendet, um die Lebensfähigkeit und Infektiosität des Virus aufrechtzuerhalten. Dieses Medium enthält Proteine und Aminosäuren, die UV-Licht stark absorbieren36,37,38. Um die Viruspartikel aus dem Medium A zu extrahieren, kann eine Ultrazentrifugation mit anschließendem Pufferaustausch eingesetzt werden. Es wird jedoch auf verschiedene Probleme hingewiesen, beispielsweise auf die Freisetzung des S-Proteins während der Ultrazentrifugation39,40,41. Um die korrekte Lebensfähigkeit und Infektiosität im Vergleich zur UV-Bestrahlung zu messen, wurde daher die Absorption der Viruslösung durch PBS-Verdünnung angepasst42. Die Absorptionsspektren von mit PBS verdünntem DMEM wurden mit einem UV-sichtbaren Spektrometer durch eine optische Faser (BIM-6002A, Brolight Technology Corporation, Hangzhou, China) gemessen. Hier wurden alle Absorptionsspektren mit einer spektral kalibrierten 150-W-Xenon-Standardlichtquelle mit einer Emissionswellenlänge von 185 bis 2000 nm (L7810-03, Hamamatsu Photonics Corporation, Hamamatsu, Japan) und einer Quarzglaszelle mit optischer Strahlung kalibriert Für die Absorptionsmessungen wurde eine Pfadlänge von 1 cm (T-3-ES-10, Tosoh Quartz Corporation, Tokio, Japan) verwendet. Wie in Abb. 1c gezeigt, zeigte DMEM Absorptionspeaks bei etwa 230 nm und 280 nm, die auf Proteine oder Aminosäuren in DMEM zurückzuführen waren. Die Absorption von PBS (nicht gezeigt), das NaCl, KCl und Natriumphosphat enthält, war bei allen Wellenlängen (200–300 nm) viel niedriger als 0,1 cm−1. Um den Einfluss der Absorption durch DMEM-Komponenten zu vermeiden, könnte die Virussuspension mit PBS verdünnt werden. Allerdings würde in diesem Fall auch der Virustiter sinken. Daher verwendeten wir eine DMEM:PBS = 1:2-Lösung (blaue Linie), bei der die Absorption bei 200 nm, 220 nm, 240 nm und 260 nm keine signifikant unterschiedlichen Größen aufwies (α200 nm = 0,12 cm−1, α220 nm = 0,32 cm−1, α240 nm = 0,30 cm−1 und α260 nm = 0,35 cm−1). Die hier verwendete Virussuspension hatte eine Höhe (L) von 0,6 cm. Die Strahlungsintensität, der das Virus ausgesetzt war, unterschied sich zwischen der oberen und unteren Schicht um bis zu 30 %; zB 30 µW/cm2 für die obere Schicht und 20 µW/cm2 für die untere Schicht bei der Wellenlänge von 260 nm. Um die effektive Bestrahlungsstärke (Ie) korrekt zu bestimmen, haben wir daher den Reflexionsverlust (R) an der Grenzfläche Luft/Suspension abgezogen und den Absorptionseffekt in Höhenrichtung als gemittelt

Dabei ist I0 die an der obersten Schicht gemessene Bestrahlungsstärke. Der Reflexionsverlust wurde mithilfe der Fresnel-Gleichung43 bestimmt und R beträgt ungefähr 0,02 bis 0,03, da wir davon ausgehen, dass der Brechungsindex der Suspension einen ähnlichen Wert wie Wasser hat44,45. Basierend auf der durch Gl. ermittelten Bestrahlungsstärke. (1) wurde die Dosis durch Änderung der UV-Bestrahlungsdauer von 0 bis 18 mJ/cm2 (0 mJ/cm2, 3 mJ/cm2, 6 mJ/cm2, 9 mJ/cm2 und 18 mJ/cm2) variiert.

Alle Protokolle wurden von der Ethikkommission der Fakultät für Biowissenschaften der Universität Kumamoto überprüft und genehmigt (Genehmigungsnummer 49).

Die Inaktivierung von SARS-CoV-2 Omicron BA.2 und BA.5 mithilfe der wellenlängenabstimmbaren UV-Lichtquelle ist in Abb. 2(a; 200 nm), (b; 220 nm), (c; 240 nm) und dargestellt (d; 260 nm) als Funktion der UV-Dosis. Laut Vergleich von Abb. 2b, d zeigen Omicron BA.2 und BA.5 ungefähr die gleiche Verringerung der viralen Infektiosität (ausgefüllte Kreise) und der RNA-Amplifikation (ausgefüllte Quadrate) für beide 220 nm (BA.2: dunkelgrün, BA.5: hellgrün) und 260 nm (BA.2: dunkelrot, BA.5: hellrot) UV-Bestrahlung. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Varianten BA.2 und BA.5 nahezu die gleichen Inaktivierungseigenschaften durch UV-Strahlung aufweisen. Die Tatsache, dass die mit 220-nm-Licht erzielten Inaktivierungsraten ungefähr die gleichen Werte aufweisen wie die mit 260-nm-Licht, unterstreicht die Bedeutung der Desinfektion durch Fern-UVC-Licht, da Fern-UVC-Licht als sicheres keimtötendes Licht für den Menschen besondere Aufmerksamkeit auf sich zieht Körper16,17,18,19,20.

Inaktivierung von SARS-CoV-2 BA.2 und BA.5 mithilfe der wellenlängenabstimmbaren UV-Lichtquelle. Inaktivierung bei (a) 200 nm (BA.2; blau), (b) 220 nm (BA.2; dunkelgrün, BA.5; hellgrün), (c) 240 nm (BA.2; orange) und (d) 260 nm (BA.2; dunkelrot, BA.5; hellrot) als Funktion der UV-Dosis. Ausgefüllte Kreise zeigen die durch den TCID50-Assay erhaltene virale Infektiosität und ausgefüllte Quadrate zeigen die durch qPCR bestimmte Verringerung der RNA-Amplifikation, wobei das relative Verhältnis zu denen nicht exponierter Kontrollen verwendet wurde. Die Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten bei jeder Wellenlänge wurden durch lineare Regressionslinien bestimmt (durchgezogene Linie: TCID50, gestrichelte Linie: qPCR). Diese linearen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten für jede Wellenlänge sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Abbildung 2 zeigt eine Korrelation zwischen der Verringerung der viralen Infektiosität (ausgefüllte Kreise) und der Verringerung der RNA-Amplifikation (ausgefüllte Quadrate) für diese Wellenlängen der UV-Bestrahlung. Die höchste Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstante (Γ, cm2/mJ) wurde bei 260 nm erhalten; für die Infektiosität der Zellkultur betrug die Rate von BA.2 0,40 (p < 0,05) und die von BA.5 0,38 (p < 0,05); Für den qPCR-Assay zur Analyse von 111-bp-Fragmenten betrug die Rate von BA.2 0,25 (p < 0,05) und die Rate von BA.5 0,23 (p < 0,05). Diese linearen Inaktivierungsratenkonstanten (cm2/mJ) für jede Wellenlänge sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Wie in Abb. 2 und Tabelle 1 gezeigt, unterscheiden sich die erhaltenen Raten zwischen TCID50 und qPCR. Es besteht jedoch eine Korrelation zwischen diesen Geschwindigkeitskonstanten. Es wird angenommen, dass sowohl der Unterschied als auch die Korrelation zwischen TCID50- und qPCR-Raten auf der Tatsache beruhen, dass der TCID50 die Anzahl infektiöser Viren misst, während der qPCR sowohl nichtinfektiöse als auch infektiöse Viren misst.

Abbildung 3a zeigt die spektrale Empfindlichkeit (Aktionsspektren) der Inaktivierung von SARS-CoV-2 Omicron BA.2 (rote Kreise) und Genomschäden (rote Quadrate) sowie der Inaktivierung von Omicron BA.5 (orange Kreise) und Genomschäden (orange Quadrate). bestimmt durch Berechnung der Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten relativ zu ihren Spitzenwerten bei 260 nm. Sowohl die durch TCID50-Assays erhaltenen spektralen Empfindlichkeiten als auch die durch qPCR-Assays erhaltenen spektralen Empfindlichkeiten stimmen überein, wenn die durch qPCR erhaltenen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten mit 1,6 multipliziert werden, was die Korrelation zwischen diesen Methoden zeigt. Bemerkenswert ist, dass die erhaltene spektrale Empfindlichkeit nahezu identisch mit der von Schuit et al.7 erhaltenen ist.

(a) Spektrale Empfindlichkeit (Aktionsspektren) der Inaktivierung von SARS-CoV-2 BA.2 und BA.5 (BA.2: rote Kreise, BA.5: orange Kreise) und der Genomschädigung (BA.2: rote Quadrate, BA .5: orangefarbene Quadrate), erhalten durch Berechnung der Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten relativ zu ihren Spitzenwerten bei 260 nm. Sowohl die durch den TCID50-Assay als auch durch qPCR erhaltenen spektralen Empfindlichkeiten stimmen überein, nachdem die durch qPCR erhaltenen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten mit 1,6 multipliziert wurden. Zum Vergleich ist auch die durch CFU-Experimente ermittelte spektrale Empfindlichkeit von E. coli (blaue Raute) dargestellt. Die durchgezogene blaue Linie und die durchgezogene rote Linie sind theoretisch angepasste Aktionsspektren für SARS-CoV-2 (rote Linie) und E. coli (blaue Linie), die durch Gewichtung des Absorptionskoeffizienten der Proteinschicht (gestrichelte braune Linie) mit dem der DNA ermittelt wurden oder RNA (gestrichelte grüne Linie), wobei die Aktionsspektren für SARS-CoV-2 durch αSARS (λ) = αDNA (λ)–1,1 × αPROTEIN (λ) (rote Linie) und αE angepasst werden. Coli (λ) = αDNA (λ)–0,85 × αPROTEIN (λ) (blaue Linie). (b) UV-Bestrahlungsstärke (mW/cm2)-Abschirmungsmodell für eine Proteinschicht, um den Unterschied in der spektralen Empfindlichkeit zwischen SARS-CoV-2 und E. coli unter 240 nm zu erklären.

Zum Vergleich ist in dieser Abbildung auch die spektrale Empfindlichkeit von Escherichia coli (E. coli) dargestellt, die durch ein Experiment mit koloniebildenden Einheiten (CFU) ermittelt wurde (blaue Raute). Die Abbildung zeigt ungefähr den gleichen Wert für die Inaktivierung von SARS-CoV-2 BA.2 und BA.5, die Schädigung des Genoms von SARS-CoV-2 BA.2 und BA.5 und die Inaktivierung von E. coli, nämlich über 240 nm. Diese Werte stimmen mit dem Absorptionsspektrum von RNA überein, das durch die grüne gestrichelte Linie47,48 dargestellt ist. Allerdings zeigen die Inaktivierungsratenkonstanten sowie die Genomschädigung deutliche Unterschiede zwischen SARS-CoV-2-Varianten und E. coli unterhalb von 240 nm.

Wenn wir bedenken, dass sowohl RNA- als auch Proteinabsorption eine Rolle bei der Inaktivierung spielen, kann dieser Unterschied unterhalb des 240-nm-Bereichs quantitativ verstanden werden, indem man die Dicke der Proteinschicht berücksichtigt, die DNA oder RNA bedeckt, wie in Abb. 3b dargestellt. Das heißt, E. coli-DNA ist von einer dicken Proteinschicht bedeckt, während SARS-CoV-2-RNA von einer dünnen Proteinschicht bedeckt ist. Diese Proteinschicht absorbiert stark UV-Licht unterhalb von 240 nm (Schutzschildeffekt); Dadurch ist die UV-Bestrahlungsstärke (mW/cm2) von E. coli-DNA im Vergleich zu SARS-CoV-2-RNA deutlich reduziert. Die durchgezogene blaue Linie und die durchgezogene rote Linie in Abb. 3a sind theoretisch angepasste Aktionsspektren für SARS-CoV-2 (rote Linie) und E. coli (blaue Linie), die durch Gewichtung des Absorptionskoeffizienten der Proteinschicht (gestrichelte braune Linie) bestimmt wurden ) zu dem von DNA oder RNA (gestrichelte grüne Linie)47,48, wobei die Aktionsspektren für SARS-CoV-2 durch αSARS (λ) = αDNA (λ)–1,1 × αPROTEIN (λ) und αE angepasst werden. coli (λ) = αDNA (λ)–0,85 × αPROTEIN (λ). Insbesondere basiert die obige theoretische Analyse auf der Tatsache, dass die Anregung von Peptidbindungen sowohl bei der RNA-Modifikation als auch bei der bakteriellen Inaktivierung eine untergeordnete Rolle spielt, da Protein aus einer viel größeren Anzahl von Molekülen besteht als DNA und Protein bei Bedarf mithilfe genetischer Informationen repariert werden kann49 ,50,51.

Wie in Tabelle 1 gezeigt, haben wir die linearen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten (cm2/mJ) von BA.2 und BA.5 für jede UV-Wellenlänge bestimmt. Diese Werte wurden mit einer Virussuspension ermittelt und unterschieden sich deutlich von den Werten für das Coronavirus in Aerosolen12. Beispielsweise gibt es einen großen Unterschied zwischen der hier erhaltenen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstante bei 220 nm (Suspension: 0,28 cm2/mJ) und der von Buonanno et al. (Aerosol: 4–6 cm2/mJ)12. Es ist wahrscheinlich, dass einige physikalische und/oder biochemische Mechanismen für diesen großen Unterschied verantwortlich sind. Wir stellen hier fest, dass dieser große Unterschied zwischen Aerosol- und Flüssigkeitssuspensionen allgemein für viele Viren bekannt ist, wie z. B. SARS-CoV10,52, murines Hepatitisvirus (MHV)-Coronavirus53, Adenovirus Serotyp 2 (VR-846)53, Influenzavirus H1N113,54 und Bakteriophage MS253. Dieser Vergleich zeigt die eindeutige Steigerung der Wirksamkeit in Aerosolen im Vergleich zu flüssigen Suspensionen, unabhängig von der Größe des Virus (90–100 nm oder 30–40 nm), der Art der Nukleinsäure (DNA oder RNA) und der Virusstruktur (nackt oder umhüllt). Der Unterschied wird quantitativ auf der Grundlage der optischen Mie-Streuungstheorie55,56 verstanden. Unsere Berechnung zeigt, dass die Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstante im Aerosolzustand im Vergleich zu der in der flüssigen Suspension um den Faktor 10 erhöht ist. Die quantitative Bewertung des Verstärkungsfaktors als Funktion der Tröpfchengröße finden Sie in den Zusatzinformationen (Abb. S1). Der Mie-Streuungseffekt ist daher ein möglicher Kandidat, um diese signifikante Steigerung der UV-Bestrahlungsstärke innerhalb eines Aerosoltröpfchens zu erklären.

Die bei 220 nm erhaltenen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten sind kleiner als die bei 260 nm erhaltenen. Wenn wir jedoch den Schwellenwert berücksichtigen, mit dem der menschliche Körper bestrahlt werden kann57,58, kann Fern-UVC-Strahlung (220 nm) im Vergleich zu Tief-UVC-Strahlung (260 nm) wirksam sein. Beispielsweise beträgt die Gesamtmenge an UV-Strahlung, die pro Tag eingestrahlt werden kann, 25 mJ/cm2 für 220 nm und 3 mJ/cm2 für 260 nm57,58. Die Multiplikation dieser Werte mit den hier erhaltenen Geschwindigkeitskonstanten ergibt eine Inaktivierungswirksamkeit von 3 Logarithmen bei 220 nm, während durch Bestrahlung bei 260 nm nur eine Inaktivierungswirksamkeit von 30 % erreicht werden kann. Unter Berücksichtigung des Sicherheitsniveaus für den menschlichen Körper kann Fern-UVC SARS-CoV-2 im Vergleich zum allgemein verwendeten UVC-Wellenlängenbereich (250–270 nm) wirksam inaktivieren.

Nach unserem Kenntnisstand ist dies die erste Untersuchung der Auswirkung der UV-Anfälligkeit von SARS-CoV-2 omicron BA.2 und BA.5. Wir haben die Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstante mit TCID50- und qPCR-Methoden als Funktion der UV-Bestrahlungswellenlänge bestimmt. Die spektrale Empfindlichkeit von SARS-CoV-2-Omicron-Varianten wurde aus diesen Inaktivierungsgeschwindigkeitskonstanten abgeleitet. Der Unterschied in den durch TCID50 und qPCR erhaltenen Inaktivierungsratenkonstanten ist ein Problem, das gelöst werden muss. Die Tatsache, dass die Inaktivierungswirksamkeit von 220-nm-Licht ungefähr der von 260-nm-Licht entspricht, zeigt einen vielversprechenden Aspekt, dass Fern-UVC-Licht verwendet werden kann, um die Übertragung von Viren durch die Luft auf einfache und sichere Weise zu verhindern.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

Cimolai, N. Desinfektion und Dekontamination im Kontext SARS-CoV-2-spezifischer Daten. J. Med. Virol. 94, 4654–4668 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Van Doremalen, N. et al. Aerosol- und Oberflächenstabilität von SARS-CoV-2 im Vergleich zu SARS-CoV-1. N. engl. J. Med. 382, 1564–1567 (2020).

Artikel PubMed Google Scholar

Cimolai, N. Umwelt- und Dekontaminationsprobleme für menschliche Coronaviren und ihre potenziellen Ersatzstoffe. J. Med. Virol. 92, 2498–2510 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

CDC. Varianten der Viren. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/variants/index.html. Abgerufen im Februar 2023.

Raeiszadeh, M. & Adeli, B. Eine kritische Überprüfung von UV-Desinfektionssystemen gegen den COVID-19-Ausbruch: Anwendbarkeit, Validierung und Sicherheitsüberlegungen. ACS Photonics 7, 2941–2951 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Gerchman, Y., Mamane, H., Friedman, N. & Mandelboim, M. UV-LED-Desinfektion von Coronaviren: Wellenlängeneffekt. J. Photochem. Photobiol. B. 212, 112044 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Schuit, MA et al. Die Inaktivierung von SARS-CoV-2 durch ultraviolette Strahlung und sichtbares Licht hängt von der Wellenlänge und der Probenmatrix ab. J. Photochem. Photobiol. B. 233, 112503 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hadi, J., Dunowska, M., Wu, S. & Brightwell, G. Kontrollmaßnahmen für SARS-CoV-2: Eine Übersicht über die lichtbasierte Inaktivierung einzelsträngiger RNA-Viren. Krankheitserreger 9, 737 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sellera, FP, Sabino, CP, Cabral, FV & Ribeiro, MS Eine systematische Scoping-Überprüfung von UV-C-Lichtsystemen (UVC) zur SARS-CoV-2-Inaktivierung. J. Photochem. Photobiol. 8, 100068 (2021).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Heßling, M., Hönes, K., Vatter, P. & Lingenfelder, C. Ultraviolette Bestrahlungsdosen zur Coronavirus-Inaktivierung – Überprüfung und Analyse von Studien zur Coronavirus-Photoinaktivierung. GMS Hyg. Infizieren. Kontrolle 15, Doc08 (2020).

PubMed PubMed Central Google Scholar

Welch, D. et al. Fern-UVC-Licht: Ein neues Instrument zur Kontrolle der Ausbreitung von durch die Luft übertragenen mikrobiellen Krankheiten. Wissenschaft. Rep. 8, 2752 (2018).

Artikel ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

Buonanno, M., Welch, D., Shuryak, I. & Brenner, DJ Fern-UVC-Licht (222 nm) inaktiviert in der Luft befindliche menschliche Coronaviren effizient und sicher. Wissenschaft. Rep. 10, 10285 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Narita, K. et al. Ultraviolettes C-Licht mit einer Wellenlänge von 222 nm inaktiviert ein breites Spektrum mikrobieller Krankheitserreger. J. Hosp. Infizieren. 105, 459–467 (2020).

Artikel Google Scholar

Ma, B., Gundy, PM, Gerba, CP, Sobsey, MD & Linden, KG UV-Inaktivierung von SARS-CoV-2 im gesamten UVC-Spektrum: KrCl*-Excimer, Quecksilberdampf und Leuchtdiode (LED) Quellen. Appl. Umgebung. Mikrobiol. 87, e01532-e1621 (2021).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Welch, D. et al. Inaktivierungsraten für in der Luft befindliche menschliche Coronaviren durch niedrige Dosen von 222 nm Fern-UVC-Strahlung. Viren 14, 684 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Blatchley III, ER et al. Ferne UV-C-Strahlung: Ein neues Instrument zur Pandemiebekämpfung. Krit. Rev. Environ. Wissenschaft. Technol. 0, 1–21 (2022).

Google Scholar

Buonanno, M. et al. Keimtötende Wirksamkeit und Sicherheit der Haut von Säugetieren durch 222-nm-UV-Licht. Strahlen. Res. 187, 483–491 (2017).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Narita, K. et al. Wirkung von ultraviolettem C, das von einer KrCl-Excimerlampe mit oder ohne Bandpassfilter emittiert wird, auf die Epidermis von Mäusen. PLoS ONE 17, e0267957 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yamano, N. et al. Langfristige Auswirkungen von C-Sterilisationslampen mit ultravioletter Strahlung bei 222 nm auf Mäuse, die für ultraviolette Strahlung empfindlich sind. Photochem. Photobiol. 96, 853–862 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yamano, N. et al. Bewertung akuter Reaktionen auf Mäusehaut, die mit 222 und 235 nm UV-C bestrahlt wurde. Photochem. Photobiol. 97, 770–777 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Freeman, S. et al. Systematische Bewertung und Modellierung der SARS-CoV-2 UVC-Desinfektion. Wissenschaft. Rep. 12, 5869 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ong, Q., Wee, W., Dela Cruz, J., Teo, JW & Han, W. Die Exposition gegenüber fernem UVC im Bereich von 222 Nanometern führt zu DNA-Schäden und Transkriptionsveränderungen in Säugetierzellen. Int. J. Mol. Wissenschaft. 23, 9112 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Otake, M., Okamoto Yoshiyama, K., Yamaguchi, H. & Hidema, J. 222 nm ultraviolette Strahlung C verursacht größere Schäden an Schutzzellen und Epidermiszellen von Arabidopsis-Pflanzen als 254 nm ultraviolette Strahlung. Photochem. Photobiol. Wissenschaft. 20, 1675–1683 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Eadie, E., Barnard, IMR, Ibbotson, SH & Wood, K. Extreme Exposition gegenüber gefiltertem Fern-UVC: Eine Fallstudie†. Photochem. Photobiol. 97, 527–531 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Eadie, E. et al. Computermodelle deuten darauf hin, dass die DNA-Schädigung durch Kryptonchloridlampen mit Fern-UVC (222 nm) erheblich geringer ist als durch Sonneneinstrahlung. Photochem. Photobiol. 97, 1150–1154 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Woods, JA et al. Die Wirkung von 222-nm-UVC auf gesunde Probandenhaut. Photodermatol. Photoimmunol. Fotomed. 31, 159–166 (2015).

Artikel PubMed Google Scholar

Inagaki, H., Saito, A., Sugiyama, H., Okabayashi, T. & Fujimoto, S. Schnelle Inaktivierung von SARS-CoV-2 durch tiefe UV-LED-Bestrahlung. Emerg. Mikroben infizieren. 9, 1744–1747 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Heilingloh, CS et al. Anfälligkeit von SARS-CoV-2 gegenüber UV-Bestrahlung. Bin. J. Infizieren. Kontrolle 48, 1273–1275 (2022).

Artikel Google Scholar

Storm, N. et al. Schnelle und vollständige Inaktivierung von SARS-CoV-2 durch UV-C-Bestrahlung. Wissenschaft. Rep. 10, 22421 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Chiappa, F. et al. Die Wirksamkeit der ultraviolettes Licht emittierenden Technologie gegen Coronaviren: Eine systematische Überprüfung. J. Hosp. Infizieren. 114, 63–78 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Trivellin, N. et al. UV-basierte Technologien zur SARS-CoV2-Inaktivierung: Stand und Perspektiven. Elektronik 10, 1703 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Ma, B. et al. Inaktivierung von Coronaviren und Phagen Phi6 durch Bestrahlung über UVC-Wellenlängen. Umgebung. Wissenschaft. Technol. Lette. 8, 425–430 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Robinson, RT, Mahfooz, N., Rosas-Mejia, O., Liu, Y. & Hull, NM UV222-Desinfektion von SARS-CoV-2 in Lösung. Wissenschaft. Rep. 12, 14545 (2022).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Widera, M. et al. Bewertung der Stabilität und Inaktivierungsmethoden von SARS-CoV-2 im Kontext von Laborumgebungen. Med. Mikrobiol. Immunol. 210, 235–244 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kärber, G. Beitrag zur kollektiven behandlung pharmakologischer reihenversuche. Naunyn Schmiedebergs Arch. Exp. Pathol. Pharmakol. 162, 480–483 (1931).

Artikel Google Scholar

Beaven, GH & Holiday, ER Ultraviolette Absorptionsspektren von Proteinen und Aminosäuren. In Advances in Protein Chemistry (Hrsg. Anson, ML et al.) (Academic Press, 1952).

Google Scholar

Stoscheck, CM Quantifizierung von Proteinen. In Methods Enzymol (Hrsg. Deutscher, MP) (Academic Press, 1990).

Google Scholar

Porterfield, JZ & Zlotnick, A. Eine einfache und allgemeine Methode zur Bestimmung des Protein- und Nukleinsäuregehalts von Viren durch UV-Absorption. Virology 407, 281–288 (2010).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ke, Z. et al. Strukturen und Verteilungen von SARS-CoV-2-Spike-Proteinen auf intakten Virionen. Natur 588, 498–502 (2020).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Plavec, Z. et al. SARS-CoV-2-Produktion, Reinigungsmethoden und UV-Inaktivierung für Proteomik und Strukturstudien. Viren 14, 1989 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

James, KT et al. Neuartiger Hochdurchsatzansatz zur Reinigung infektiöser Virionen. Wissenschaft. Rep. 6, 36826 (2016).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Minamikawa, T. et al. Quantitative Bewertung der SARS-CoV-2-Inaktivierung mithilfe einer Leuchtdiode im tiefen Ultraviolett. Wissenschaft. Rep. 11, 5070 (2021).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hecht, E. Optics 5. Aufl. (Pearson Education Ltd, 2017).

Google Scholar

Hale, GM & Querry, MR Optische Konstanten von Wasser im Wellenlängenbereich von 200 nm bis 200 µm. Appl. Opt. 12, 555–563 (1973).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Smith, RC & Baker, KS Optische Eigenschaften der klarsten natürlichen Gewässer (200–800 nm). Appl. Opt. 20, 177–184 (1981).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

Matsumoto, T., Hoshiai, T., Tatsuno, I. & Hasegawa, T. Wirkungsspektren von Bakterien und Reinigung von Schadstoffwasser an Wasserhähnen mithilfe einer Wasserwellenleitermethode. Wasser 14, 1394 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Kowalski, W. Ultraviolet Germicidal Irradiation Handbook (Springer, 2009). https://doi.org/10.1007/978-3-642-01999-9.

Buchen Sie Google Scholar

Harm, W. Biologische Auswirkungen ultravioletter Strahlung (Cambridge University Press, 1980).

Google Scholar

Hunt, HD & Simpson, WT Spektren einfacher Amide im Vakuum-Ultraviolett. Marmelade. Chem. Soc. 75, 4540–4543 (1953).

Artikel CAS Google Scholar

Rosenheck, K. & Doty, P. Die Absorptionsspektren im fernen Ultraviolett von Polypeptid- und Proteinlösungen und ihre Abhängigkeit von der Konformation. Proz. Natl. Acad. Wissenschaft. USA 47, 1775–1785 (1961).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Lo, CW et al. UVC desinfiziert SARS-CoV-2 durch die Induktion einer Schädigung des viralen Genoms ohne erkennbare Auswirkungen auf die Morphologie und Proteine des Virus. Wissenschaft. Rep. 11, 13804 (2021).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ueki, H. et al. Eine 265-Nanometer-Hochleistungs-Tief-UV-Leuchtdiode inaktiviert SARS-CoV-2-Aerosole schnell. mSphere 7, e00941-21 (2022).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Walker, CM & Ko, G. Wirkung ultravioletter keimtötender Bestrahlung auf virale Aerosole. Umgebung. Wissenschaft. Technol. 41, 5460–5465 (2007).

Artikel ADS CAS PubMed Google Scholar

McDevitt, JJ, Rudnick, SN & Radonovich, LJ Aerosol-Anfälligkeit des Influenzavirus gegenüber UV-C-Licht. Appl. Umgebung. Mikrobiol. 78, 1666–1669 (2012).

Artikel ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Bohren, CF, Huffman, DR & DR,. Absorption und Streuung von Licht durch kleine Partikel (Wiley, 1983).

Google Scholar

Bott, A. & Zdunkowski, W. Elektromagnetische Energie in dielektrischen Kugeln. J. Opt. Soc. Bin. A 4, 1361–1365 (1987).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Amerikanische Konferenz der staatlich-industriellen Hygieniker. (Zugriff 2023, 20. April). Ultraviolette Strahlung: Dokumentation zu TLV® Physical Agents, 7. Auflage.

Sliney, DH & Stuck, BE Es besteht die Notwendigkeit, die Grenzwerte für die menschliche Exposition gegenüber ultravioletter UV-C-Strahlung zu überarbeiten. Photochem. Photobiol. 97, 485–492 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Die Autoren danken Hiroyuki Oshiumi (Universität Kumamoto) und Terumasa Ikeda (Universität Kumamoto) für ihre Ratschläge zu den Infektionsexperimenten. Alle Experimente mit SARS-CoV-2 wurden in einer BSL3-Eindämmungseinrichtung an der Kumamoto-Universität (Zulassungsnummer 20) durchgeführt. Diese Arbeit wurde durch einen Zuschuss für Forschung an der Nagoya City University (Zuschussnummer 2121102), einen Zuschuss für das Forschungsprogramm zu Hepatitis der Japan Agency for Medical Research and Development (AMED 20he0622003h0001), Intramural, unterstützt Stipendium für gemeinschaftliche Infektionsforschung am Joint Research Center for Human Retrovirus Infection der Kumamoto University und für das External Research Fund Acquisition and Activation Project der Kumamoto University.

Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie, Fakultät für Biowissenschaften, Universität Kumamoto, Kumamoto, 860-8556, Japan

Nahoko Fujimoto, Katsuya Nagaoka, Yasuhito Tanaka und Takahiro Matsumoto

Graduate School of Medical Sciences, Nagoya City University, Nagoya, 467-8601, Japan

Ichiro Tatsuno, Hisashi Oishi, Tadao Hasegawa und Takahiro Matsumoto

Fachbereich Physik, Fakultät für Naturwissenschaften, Shizuoka-Universität, Shizuoka, 422-8529, Japan

Makoto Tomita

Graduiertenschule für Design und Architektur, Nagoya City University, Nagoya, 464-0083, Japan

Takahiro Matsumoto

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NF ist der Erstautor. IT, MT und TM trugen zum Design des wellenlängenabstimmbaren UV-Inaktivierungssystems bei. NF, KN, HO, YT und TM führten die SARS-CoV-2-Omicron-BA.2-TCID50- und qPCR-Experimente durch. IT und TH führten die E. coli-Inaktivierungsexperimente durch. KN, YT und TH stellten Fachwissen für die Virusvorbereitung, -zählung und Infektiositätstests zur Verfügung. HO, TM und MT konstruierten und analysierten das Mie-Streuungsmodell, das die Verbesserung der Inaktivierungswirksamkeit in einem Aerosoltröpfchen beschreibt. Alle Autoren haben dieses eingereichte Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Takahiro Matsumoto.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Fujimoto, N., Nagaoka, K., Tatsuno, I. et al. Wellenlängenabhängigkeit der Inaktivierung von ultraviolettem Licht für SARS-CoV-2-Omicron-Varianten. Sci Rep 13, 9706 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36610-6

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Eingegangen: 01. November 2022

Angenommen: 07. Juni 2023

Veröffentlicht: 15. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36610-6

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