Wie funktioniert UVC

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UV-C Lampen eignen sich perfekt zur Desinfektion!

Wie funktioniert die UV-C Desinfektion?

UVC Strahlen sind Teil des natürlichen Sonnenlichts und verhindern die Vermehrung von Mikroorganismen, wie Viren, Bakterien, Hefe und Pilze in Wasser, in der Luft und auf Oberflächen.

Optische Strahlung

Strahlen unterscheiden sich durch ihre Frequenz. Radiowellen sind beispielsweise sehr langwellig, während optische Strahlen in den kurzwelligen Bereich gehören. Der Frequenzbereich der UV-Strahlung umfasst dabei nur einen sehr kleinen Teil des elektromagnetischen Spektrums.

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Ultraviolett-Strahlen (UV) sind kurzwellige Energien, die man in drei Bereiche unterteilt: UV-A (langwellig): 400 – 315 nm, UV-B (mittelwellig): 315 – 280 nm, UV-C (kurzwellig): 280 – 100 nm.

UVA

Die langwelligen UVA-Strahlen bewirken verschiedene photochemische Prozesse, haben eine kurzfristig pigmentbildende Wirkung (Sonnenbräune) und können indirekte DNA-Schäden und Melanome verursachen. UVA-Strahlen durchdringen Glas und transparente Kunststoffe. UV-A-Licht ist dem sichtbaren, violetten Licht am nächsten und wird umgangssprachlich auch als Schwarzlicht bezeichnet. Es ist weniger energiereich und findet Nutzen in der Aushärtung von Photopolymeren, in der Fotochemie oder auch in der Reprographie. Auch im Einsatz zur Insektenbekämpfung setzt man UV-A-Licht ein.

UVB

Die mittelwelligen UVB-Strahlen sind energiereicher als die UVA-Strahlen und zeigen eine verzögerte pigmentbildende Wirkung, die sich in einer vermehrten Melaninproduktion äussert (Sonnenbrand).

Ebenso ist UVB für die Bildung von Prävitamin D im menschlichen Körper verantwortlich. Diese Strahlung wird unter anderem für therapeutische Zwecke genutzt. Bereits normales Fensterglas ist für UV-B und kürzere UV-Strahlen nicht mehr durchlässig.

UVC

UVC-Strahlen sind kurzwelliger und energiereicher als UVA- und UVB-Strahlen. Sie umfassen den größten Teil des gesamten UV-Bereichs und haben im Bereich 253,7 nm einen stark keimtötenden Effekt. Wie die sichtbaren Wellenlängen des Lichts bewegen sich UVC-Strahlen nur geradlinig fort und nehmen mit zunehmender Entfernung von der Quelle in Ihrer Intensität ab.

UV-C-Licht findet Anwendung bei der Desinfektion von medizinischen Geräten, aber auch von Luft, von Wasser und von Lebensmitteln. UV-C-Licht tötet Viren, Keime und Bakterien ab und soll dabei für den Menschen bei richtiger Anwendung unbedenklich sein.

Warum tötet UVC- Strahlung Keime?

Das sehr energiereiche UV C Licht löst eine fotochemische Reaktion aus. Die Wellenlänge mit 253,7 nm wird von der Zell-Nukleinsäure absorbiert und führt, je nach Bestrahlungsdosis, zur Abtötung bzw. Schädigung der Viren, Keimen, Bakterien und Pilzsporen. Das UV C Licht wird daher zur gezielten Schädigung oder Inaktivierung von Mikroorganismen (wie z. B. Bakterien/Viren, Hefen und Schimmelpilzen) eingesetzt.
Die Doppelhelix-Struktur der DNS beruht auf einer Purin- und Pyrmidin-Basen Paarung. Diese sind die eigentlichen Informationsträger mit den Nukleinbasen Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin. Die Forschung der nachfolgenden Jahre ergab, dass die kurzwellige und energiereiche UVC-Strahlung primär bei den Thyminen einen photochemischen Effekt hervorruft. Diese dimerisieren, das bedeutet zwei nebeneinander liegende Informationsträger verketten oder verkleben. Durch die molekulare Veränderung der Basen wird die DNS derart beschädigt, dass der Prozess der Transkription, der für die Replikation der DNS und somit auch für die Zellteilung essentiell ist, nicht mehr stattfinden kann. Eine so ausreichend geschädigte Zelle stirbt in letzter Konsequenz ab.
Dosis und Wirkung

Die Wirksamkeit von UV-C bei der Inaktivierung von Mikroorganismen steht immer in direktem Zusammenhang mit der angewandten UV Dosis.

Grundsätzlich gilt: Je einfacher ein Mikroorganismus in seiner Struktur aufgebaut ist, desto problemloser lässt sich dieser mittels UV-Strahlung inaktivieren. Daher lassen sich Viren, Bakterien und bakterielle Sporen grundsätzlich wesentlich leichter zerstören, als komplexe Mikroorganismen wie beispielsweise Hefen und vegetative Pilzzellen (eukaryotische Zellen). Pilzsporen, deren DNS zudem noch durch eine pigmentierte Zellwand und ein konzentriertes Zytoplasma geschützt ist, können nur durch Einsatz erheblicher UV-Dosen inaktiviert werden. Um gründliche Desinfektion zu gewährleisten, ist intensives UV-Licht erforderlich. Je geringer der Abstand zu der behandelnden Fläche, desto wirksamer der Prozess.

Keine Resistenzbildung

Ein wichtiger Vorteil der physikalischen UV Desinfektion ist, dass diese keine Resistenzbildung hervorrufen kann.

Die UVC Entkeimung funktioniert auch dann, wenn Keime bereits eine Resistenzbildung gegen konventionelle Desinfektionsmaßnahmen wie zum Beispiel Alkohol oder Antibiotika erworben haben. Die UV Entkeimung funktioniert bei allen Mikroorganismen, egal ob es dabei um häufig auftretende Escherichia Coli Bakterien, SARS, Legionellen oder Schimmel handelt. Eine ausreichende UVC Dosis, langjähriges Anwendungs-Know-how und die dazu erforderliche UV Gerätetechnologie ist die Voraussetzung für den gewünschten Erfolg. Die Anzahl der wissenschaftlichen Nachweise der UV Desinfektion sind gerade in den letzten Jahren immer größer geworden.

Quellen und Referenzen:

https://www.bfs.de/DE/themen/opt/anwendung-alltag-technik/uv/uv-c-strahlung/uv-c-desinfektion.html?nn=12011418  (Deutsches Bundesamt für Strahlenschutz)

https://www.watt24.com/ratgeber/uv-lampen-desinfektion-leicht-gemacht/

https://www.sterilair.com/de/wissen.html

https://sterilsystems.de/technologie.html?gclid=EAIaIQobChMIpIi_y7WB7AIVArd3Ch0tIwNwEAAYAiAAEgJi_vD_BwE#

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