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|株式会社大興製作所| UV-LED、レーザー、紫外線ランプを光学技術と組み合わせてご提案

テクニカルノート

1. 紫外線の殺菌効果 

     (update 2020.11.26)

細菌やウイルスが持つDNAは5種類の塩基を持ち、それぞれアデニン(A)・チミン(T)・グアニン(G)・シトシン(C)と呼ばれており、
AとT、GとCが対になり二重らせん構造を形成しています。
そこに紫外線が当たると、光を吸収した塩基が離れてしまいチミン同士が結合します。
これを二量体と言いこれが形成されると、DNAが複製されず菌の増殖活動が止まります。これが殺菌(不活化)のメカニズムです。

不活化のメカニズム

不活化のメカニズム(図1)

また、DNAが吸収しやすい波長が260㎚付近と言わており、殺菌効果が一番高い波長と言えます。(図2)
従来の低圧水銀ランプは254㎚の波長しか出すことができなかったのですが、紫外線LEDは殺菌効果の高い波長を出すことができるため、 より殺菌に適した光源であることがわかります。

DNAの吸収スペクトル

DNAの吸収スペクトル(図2)

2. 殺菌効果の確認 

     (update 2021.02.04)

「1.紫外線の殺菌効果」では、紫外線LEDは殺菌に適した光源であることが確認できました。
今回は実際の製品で紫外線の効果を検証します。

菌やウィルスの殺菌(不活化)の効果は、積算光量で決まります。

紫外線積算光量(mJ/cm^2)=放射照度(mW/cm^2)×時間(sec)  と計算できます。

菌やウィルスによって不活化させる積算光量の値は異なりますが、例えば大腸菌を99.99%殺菌(不活化)するためには、6.5mJ/cm^2の紫外線量が必要です。
放射照度が2mW/cm^2の場合、積算光量(6.5mJ/cm^2)/放射照度(mw/cm^2)で計算でき、照射時間は3.25秒となります。


実際に当社のUV-Surface™において、殺菌(不活化)効果の確認を行いました。

 菌 種  30秒照射  180秒照射
  大腸菌  98.681%  99.993%
  黄色ブドウ球菌  99.389%  99.999%

上の表の通り、99.99%の殺菌(不活化)の効果があることが確認できました。