揭示SARS-COV-2的新线索
日本德岛大学新成立的医学和光子学部门正在研究使SARS-COV-2病毒（导致COVID-19）灭活的方法。
开发用于消毒和高通量测试的光基技术需要医学和光子学研究人员之间的密切合作。因此德岛大学（Tokushima University）成立了一个部门，将这些学科结合起来。其后LED光子学研究所（Post-LED Photonics, pLED）的工作已经取得了成果。
德岛医学院的一名免疫学教授Koji Yasutomo是这个新部门的负责人，他一直在带领这项合作，希望能够支持全球应对COVID-19大流行。
用深紫外光使病毒颗粒失活
光子学研究员Takeo Minamikawa表示，他们一直在研究利用深紫外光对SARS-CoV-2病毒进行灭活。他们知道这是一项很有前途的表面和液体消毒技术，但是为了使这项技术具有商业价值，首先需要量化有效灭活病毒所需的光照度。
紫外线（Ultraviolet, UV）光对病毒和皮肤细胞一样有害，使它们失去活性且无法复制。由于其结构和大小，DNA对波长为265纳米的光特别敏感，这恰好处于紫外线范围的中段。然而，虽然用紫外线照射含有病毒颗粒的液体似乎很简单，但关于究竟需要多少光量仍有许多未知数。
液体吸收光的影响，如何使用最实用和最节能的波长，以及在什么时候可以认为病毒是惰性的都需要考虑。在Minamikawa的团队进行研究之前，这些因素都没有被系统地量化过。
该团队开发了一种深紫外线（deep UV, DUV）照射装置，用于定量分析神奈川县公共卫生研究所（Kanagawa Prefectural Institute of Public Health）提供的SARS-CoV-2病毒株的灭活情况。他们与病毒学家Masako Nomaguchi合作，使用市售的DUV-LED研究了三个DUV波长（265、280和300纳米）对病毒颗粒的灭活功效，并量化了培养基对DUV-LED光的吸收，以确定病毒实际受到照射的光量。
他们发现，要灭活99.9%的SARS-CoV-2，需要总剂量为1.8、3.0和23 mJ/cm2的DUV，分别对应265、280和300纳米的波长。
Minamikawa表示，虽然280纳米需要几乎是265纳米两倍的辐照能量才能灭活SARS-CoV-2，但就能源效率、设备可用性和成本而言，它是最实用的灭活选择。
然而，Minamikawa指出，DUV-LED仍在开发中，其效率正在提高。即使在这种情况下，他们的数据仍然可以作为SARS-CoV-2灭活的通用标准，对开发DUV辐照装置和技术很有帮助。
该团队目前正在为包括病毒灭活在内的一系列应用开发DUV-LED光源。
以不同的方式行事
pLED成立于日本德岛大学（Tokushima University），旨在推动深紫外、红外和太赫兹波长的新光技术的创新和应用——这些光源在医学、材料科学和工程学领域非常有前景。
pLED研究所所长Takeshi Yasui解释到，日本还有其他将光子学和医学相结合的团体，但大多数都是使用可见光。他们合作的独创性在于使用深紫外、太赫兹和红外技术，这些技术都不太成熟，所以需要自己制作光源和探测器。世界上很少有研究小组在这个领域工作。
基于pLED新开发的一套技术，如表面等离子体共振（surface plasmon resonance, SPR）或光学频率梳（optical frequency combs），Yasui的团队正在开发一种光学生物传感方法，最终可用于快速检测特定病毒，如SARS-CoV-2和生物液体样品中的其它抗原。
Yasui表示，他们正在开发几种使用不同激光波长和/或不同光学配置的基于SPR的系统。例如，将纳米等离子体结构与SPR相结合，可以提高灵敏度，而近红外光在这方面的灵敏度比可见光更好。他们的最终目标是开发一种基于光子学的手持设备，可用于医疗点的快速、敏感和特异性抗原检测。
Yasutomo认为，有时检测少量的生物分子是非常困难的，特别是在血清中，所以像光子学这样的高灵敏度技术可能会使这种检测成为可能。在德岛大学有许多医学研究人员，他们期待与光子学研究人员进行长期而有益的合作。
在pLED进行合作研究的光子和医学科学家。
pLED的太赫兹发生器。
一位光子学科学家在pLED使用二次谐波发生显微镜观察胶原蛋白。
原文检索：
Shedding new light on sars-cov-2. (2021) Advertisement feature.
郭庭玥/编译
