什么是光谱灵敏度？解释微生物对UV波长的敏感性差异

随着全球城市化的不断扩大，建立人口稠密的地区，到2030年，水基础设施的菌株预计将增加40％。这导致这些社区中水生疾病的事件增加。许多现有或正在开发的水净化系统通过使用UVC200 nm至300 nm的光有效地停用了这些致病性微生物。

这些系统传统上使用的低压汞灯在253.7 nm处具有单线发射。由于这项技术的成熟度，基于微生物对这种确切波长的响应，有大量的研究可用。但是，随着商业化UVC LED，了解微生物对其他UVC波长的敏感性对于设计有效的消毒系统至关重要。

微生物的光谱灵敏度定义为微生物在一定范围的波长上吸收光子作为波长的函数的相对能力。图1（下图）显示了引用253.7 nm低压汞灯的几种常见病原体的相对光谱灵敏度。

检查这些病原体，即原核生物（细菌）细胞大肠杆菌和MRSA，真核细胞（原生动物）（例如“加密型”（隐孢子虫）和类（如轮状病毒），例如轮状病毒，都表明每个人都具有独特的辐射吸收“ Gitderprint”。换句话说，它们根据其物理生物学在不同的波长下对光子的吸收不同。虽然不同，但每种病原体在265 nm附近表现出峰值吸收，并在UVB范围内迅速减少以上280 nm。对于大多数病原体，敏感性低于250 nm - 因此，250 nm至280 nm范围通常称为杀菌UVC范围。

主要方式UVC使病原体失活是细胞DNA中胸腺二聚体的产生 - 其表现为260 nm的峰吸收。但是，如图1所示，观察到的吸收峰和高度在微生物之间略长且不同。

那么，为什么这些吸收谱在病原体之间略有不同？这种变化是细胞蛋白的结果，特别是芳香氨基酸的存在，例如色氨酸和酪氨酸，它们的峰吸收接近280 nm。这些蛋白质中有更多或更少的细胞有效地筛选了核酸，并将作用光谱从260 nm转移到260 nm之间的点至270 nm之间，其中265 nm是最常见的峰。

鉴于这些差异，工程师在设计UVC消毒系统时该怎么办？最好的方法是了解目标微生物的光谱敏感性，并确保您已将所需的UV剂量调整为所使用的波长。但是，这并不总是可行或合理的，尤其是在设计目标微生物鸡尾酒时。在这些情况下，选择一个紫外线源，该紫外线源可在260 nm到270 nm的关键杀菌波长中提供显着排放，以确保最可预测的消毒性能。