Hvordan dræber UVC-lys bakterier og vira?

Effekten af UVClys har været kendt i over 100 år og blev allerede beskrevet i Danmark i 1903, som en mulighed mod tuberkulose (Lupis vulgaris) af den danske Nobelprisvinder Niels Ryberg Finsen. 

UVC bliver i dag brugt til desinfektion i en lang række brancher. UVC bliver bl.a. brugt i vandværker i Europa til desinfektion af drikkevand og af medicinproducenter til at sikre, at medicin ikke kontamineres under produktion.  

Men hvad er UVC-lys og hvordan dræber det bakterier og vira? Det spørgsmål forsøger vi at besvare her.  

Hvad er UV-lys?

Al radioaktivitet er en form for energi, som oftest er usynlig for det menneskelige øje. UV-stråling er blot én form for radioaktivitet i det elektromagnetiske spektrum. Andre typer for radioaktivitet kan fx være radiobølger som sender signal til mobilen eller mikrobølger som bruges i mikrobølgeovne.  

UV er kortbølget lys og defineres som lyset mellem 100 og 400 nm. Nm er enheden man beskriver de forskellige bølgelængder for lys i og refererer til bølgelængden i nanometer. 

Den mest almindelige form for UV-stråling er sollys, der producerer tre hovedtyper af UV-stråler: 

  • UVA – lys fra 320-400 nm 
  • UVB – lys fra 280-320 nm 
  • UVC – lys fra 200-280 nm 

Jo kortere bælgelængden er, jo hurtigere bliver lyset stoppet af de molekyler, der er i luften, som fx ilt, kvælstof osv. Når solen udsender disse forskellige bølgelængder, betyder det derfor, at det kun er UVA og UVB, der når igennem ozonlaget og atmosfæren ned til jordoverfladen. 90% af UVA når overfladen, mens kun 5% UVB og intet UVC når jordoverfladen.  

Hvad er UVC-lys?

UVC-lys har den højeste energi i UV-spektrummetAllerede fra omkring 300 nm oplever man, at UVlys er skadelig for celler. Det er derfor, at man kan få øjenskader og solforbrænding af UVB lys 

Det er dog først, når vi kommer ned i UVC under 280 nm, at vi har den kraftige effekt på de forskellige patogene (bakterier, vira, gær og skimmelsvampe). Derfor betegnes UVC lys fra 220 nm til 280 nm som ”Germical light”. 

Solens UVC-lys når ikke jordoverfladen, da det bliver blokeret af ozonlaget. Den eneste måde hvorpå mennesker kan udsættes for UVC-stråling, er fra en kunstig kilde som en pære eller laser. I dag skelner man imellem to hovedtyper af UVC:

  1. Den traditionelle UVC-teknologi der arbejder med lys omkring 260 nm 
  2. Far-UVC på 222 nm som er en relativ ny teknologi og er ved at blive undersøgt som alternativ/supplerende mulighed for anvendelse af UVC 

Hvordan dræber UVC-lys bakterier og vira?

UVC dræber mikroorganismer ved at trænge ind i cellerne og ødelægge de hydrogenbindinger, der er i henholdsvis DNA og RNAHerefter inaktiveres mikroorganismen. Man har fundet, at dette sker mest optimalt ved en bølgelængde omkring 260 nm. Dette kan dog variere, afhængig af de forskellige patogene, hvorfor det kan være en fordel at have en naturlig lysspredning mellem 240 og 280 nm. 

Dette betyder, at afhængig af det enkelte patogens opbygning af RNA og DNA, vil det kræve forskellige mængder energi at ødelægge disse bindinger. Det er derfor vigtigt at kende netop den dosis, der skal til at ødelægge det patogen, man ønsker at inaktivere. Dette kan variere meget. 

Der er bakterier, der let kan inaktiveres med en lav dosis på fx 20 J/m2, men der er også bakterier, der kræver over 500J/m2. Det samme gælder for vira, hvor forskellene kan være meget store. Kigger vi på gær og skimmelsvampe, kan der være behov for dosis på helt op til 10.000 J/m2. 

Inaktiveringsgrad 

Det er altså UVC-dosen, som et UV-produkt afgiver, der er afgørende for, hvor effektiv desinfektionen er. Når man arbejder med inaktivering af bakterier og vira, arbejder man altid med, hvor stor en del af en given koloni, man kan inaktivere 

Når man kigger på standardtal for anvendelse af UVC, er disse typisk opgjort ved en effekt på 90%. Dette betyder, at oplyste dosis er nødvendig for at opnå en 90% reduktion af en population.  

Til sammenligning har vi her data fra International Ultraviolet Association på nogle almindelige vira og bakterier:  

Navn

Hepatitis A

Murine norovirus

Polio (type 1)

Salmonella (typhimuriumspp.)

Ebola (Reston, Sudan, Zaire)

Influenza A

Rhinovirus (B, C)

Nødvendig UV-dosis for 90% reduktion (J/m2) 

60 

76 

70 

40 

54 

23 

125