Nichia ha anunciado el desarrollo de un innovador dispositivo de irradiación LED diseñado para evaluar la sensibilidad de la radiación ultravioleta (UV), incluyendo la inactivación de microorganismos.
El dispositivo permitiría una evaluación altamente precisa y repetible de la sensibilidad UV, teniendo en cuenta las características eléctricas y de temperatura de los LED, la irradiancia en la superficie irradiada, el ángulo del haz, la reflexión de los materiales circundantes y la temperatura de la muestra.
El dispositivo, que puede ajustarse a trece longitudes de onda diferentes de luz UV de 250 nm a 365 nm, fue utilizado por el Departamento de control microbiano de la Escuela de Posgrado de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Tokushima para evaluar la sensibilidad UV de los microorganismos.
Evaluación efectiva de la inactivación de microorganismos
En los últimos años, la inactivación de microorganismos mediante la utilización de luz UV ha sido objeto de numerosos estudios. Mientras que las lámparas de mercurio y los láseres de longitud de onda ajustable han sido ampliamente utilizados con este propósito, los LED ultravioleta (UV LED) han ganado popularidad debido a su flexibilidad de diseño y a la variedad de longitudes de onda disponibles.
Sin embargo, debido a la falta de un sistema de evaluación adecuado, las condiciones de irradiancia varían de un estudio a otro, lo que ha generado cierta confusión y dificultad para integrar una evaluación efectiva de la inactivación de microorganismos. Ante esta situación, Nichia ha desarrollado un dispositivo de irradiación LED UV basado en condiciones estrictas de irradiación. Además, el sistema permite la selección y evaluación de LED con múltiples longitudes de onda máximas que van desde 250 nm hasta 365 nm para que se puedan comparar los LED UV con varias longitudes de onda.
La evaluación de la sensibilidad UV se centra principalmente en cómo cambian los objetos en respuesta a la fluencia (dosis de UV), que es el producto de la irradiancia y el tiempo de irradiación. Por lo tanto, es necesario determinar con precisión la irradiancia en la superficie objetivo y controlar de manera precisa el tiempo de irradiación. Nichia ha tenido en cuenta diversos factores para lograr esto, evitando la incertidumbre en los resultados de evaluación.
Uno de los factores clave es la temperatura de unión del LED UV, la cual afecta su salida y varía en diferentes longitudes de onda. Para abordar este problema, el dispositivo de irradiación LED de Nichia cuenta con un disipador de calor refrigerado por agua alrededor del LED UV, evitando así el aumento de la temperatura en el chip del LED.
Además, se han medido por separado las características de cada longitud de onda de los LED UV, ya que los valores de las características eléctricas y de temperatura dependen de la longitud de onda pico del LED UV. Teniendo en cuenta este factor, el dispositivo está diseñado para evaluar la sensibilidad a los rayos UV con alta confiabilidad en un amplio rango de longitudes de onda, desde 250 nm hasta 365 nm.
Otro aspecto importante abordado en el desarrollo del dispositivo es la uniformidad de la irradiancia y la eliminación de los efectos de la reflexión y la luz dispersa en el interior del dispositivo. Esto se logra mediante el diseño de una estructura que proporciona una distribución de irradiancia más uniforme hacia el objeto y está libre de los efectos de la reflexión y luz parasita dentro del dispositivo. . Los resultados muestran que la distribución de irradiancia hacia el objeto objetivo es aproximadamente del 98% de uniformidad en un área objetivo de 35 mm de diámetro. (figura 3).
De este modo, este nuevo dispositivo de irradiación LED está diseñado para tener en cuenta todos los factores, como las características eléctricas de temperatura de los LED, la irradiancia en la superficie irradiada, la distribución de la irradiancia, el tiempo de irradiación, el ángulo del haz, las reflexiones de los materiales circundantes y la temperatura de la muestra.
Además de la evaluación de la sensibilidad a los rayos UV en microorganismos, el dispositivo permite evaluar el impacto de la luz UV en materiales y organismos vivos con diferentes longitudes de onda. Esto resulta útil para examinar el uso de la luz UV en diversos campos de la sociedad.
En cuanto a los planes futuros, Nichia y la Universidad de Tokushima realizarán pruebas utilizando el dispositivo desarrollado en un curso de investigación conjunto llamado «Investigación sobre el control de microorganismos», dirigido por el profesor Akira Takahashi. Se espera que los resultados de esta investigación contribuyan a la comercialización de equipos de control de infecciones, al avanzar en la selección de LEDs, el diseño de dispositivos y los métodos de irradiación adecuados para cada objetivo y aplicación específicos en espacios habitados por seres humanos.
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