UVC radiation intensity dependence of pathogen decontamination rate: semiclassical theory and experiment

Abstract

A semiclassical (light classical and molecule quantum) model describing the dependence of DNA/RNA dimerization rate as function of the ultraviolet C (UVC) radiation’s intensity is proposed. Particularly, a nonlinear model is developed based on the Raman-like processes in quantum optics. The main result of the theory shows that the process of dimerization in the DNA/RNA depends strongly on the UVC light’s intensity, thus proving a possible quantum microscopical mechanism of the interaction of UV light with the DNA. To corroborate the theoretical findings, we realize some experiments, by which want to investigate how the inactivation rate of the yeast colonies depends on the intensity of the UVC irradiation. The experimental results evidence a nonlinear decreasing of the residual yeast colonies as a function of the intensity in the irradiation process. The possibilities to optimize the intensity of UVC radiation in the considered decontamination equipment by using metamaterials are studied. The application of such equipment in disinfection of fluids (air, water, droplets, etc.), as well for the SARS-CoV-2-infected aerosols, is discussed.

Topological Avenue for Efficient Decontamination of Large Volumes of Fluids via UVC Irradiation of Packed Metamaterials

“…To surpass the apparent limits connected with fluids and irradiation, we propose the use of a combination of big and small metamaterials. Big elements will allow the radiation to penetrate the fluid, while small elements optimally disperse the radiation towards deeper regions of the metamaterial [ 31 , 32 ].…”

Apresentação

“…A FBM emitindo no 655nm (vermelho) é capaz de regenerar papilas dérmicas através da migração aumentada e a secreção de exossomos mediados por Akt/GSK-3β/β-catenina, acelerando a recuperação da pele lesionada (ZHANG et al, 2022b Além dessas aplicações, realizadas diretamente nos pacientes, várias abordagens biofotônicas podem diminuir a carga de diferentes microrganismos, descontaminar ar e superfícies, e minimizar a geração de aerossóis e propagação de vírus por técnicas alternativas pouco invasivas, economizando tempo (BESEGATO et al, 2022). A luz ultravioleta C promove esses resultados, através da dimerização de bases pirimidina de DNA/RNA (ENAKI et al, 2022), minimizando custos e riscos frente aos métodos convencionais químicos, e tem demonstrado eficiência para todas as áreas da saúde, sendo uma aplicação que sugerimos fortemente (KIM et al, 2023).…”

O estado da arte da Biofotônica

“…Além dessas aplicações, realizadas diretamente nos pacientes, várias abordagens biofotônicas podem diminuir a carga de diferentes microrganismos, descontaminar ar e superfícies, e minimizar a geração de aerossóis e propagação de vírus por técnicas alternativas pouco invasivas, economizando tempo (BESEGATO et al, 2022). A luz https://www.nucleodoconhecimento.com.br/livros/ciencias-da-saude/cienciasda-saude-jan-fev-2023 DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/livros/1720 ultravioleta C promove esses resultados, através da dimerização de bases pirimidina de DNA/RNA (ENAKI et al, 2022), minimizando custos e riscos frente aos métodos convencionais químicos, e tem demonstrado eficiência para todas as áreas da saúde, sendo uma aplicação que sugerimos fortemente (KIM et al, 2023).…”