รังสีอัลตราไวโอเลต ( Ultraviolet Radiation : UV ) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้น ช่วงต่อจากแสงสีม่วง (ระหว่างVisible Spectrum กับ X-ray) เป็นรังสีที่ตาคนมองไม่เห็น และไม่สามารถรับรู้ได้ แบ่งเป็นสามประเภท ดังนี้ 1. UV-A ช่วงความยาวคลื่น 315 nm – 400 nm ส่องเข้ามาในชั้นบรรยากาศมากที่สุดสามารถ ผ่านทะลุกระจกได้ ส่งผลกระทบต่อผิวหนังมนุษย์ โดยทำลายคอลลาเจนใต้ผิวหนัง ก่อให้เกิดรอยเหี่ยวย่น จุดด่างดำ 2. UV-B ช่วงความยาวคลื่น 280 nm – 315 nm ส่องเข้ามาในชั้นบรรยากาศเล็กน้อย ไม่สามารถผ่านทะลุกระจกได้ส่งผลกระทบกับผิวไหม้ แสบร้อน 3. UV-C ช่วงความยาวคลื่น 100 nm – 280 nm แทบจะไม่ทะลุชั้นบรรยากาศเข้ามาเลย เป็นช่วงคลื่นที่มีพลังงานสูงมีอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่มีประโยชน์ในการใช้ฆ่าเชื้อโรคได้ดี การใช้รังสี UV ในการกำจัดเชื้อโรค มีการนำรังสี UV มาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันหลายอย่าง แต่การนำรังสี UV มาใช้ในการกำจัดเชื้อโรคจะใช้รังสี UV-C ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุด ในการทำลายเชื้อโรค ทั้งเชื้อไวรัส เชื้อรา และ แบคทีเรีย ซึ่งการใช้แสง UV-C ในการกำจัดเชื้อแต่ละชนิดจะใช้เวลาต่างกัน การใช้แสง UV ในการกำจัดเชื้อโรค เรียกว่า UVGI หรือ GUV ซึ่ง UVGI และ GUV อ้างอิงถึงสิ่งเดียวกัน UVGI ย่อมาจาก ultra violet germicidal irradiation “การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อทำลายเชื้อโรค” ในขณะที่ GUV ย่อมาจาก germicidal ultra violet “การทำลายเชื้อโรค ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต”  

ในช่วง 1 เดือนที่ผ่านมาหลายๆท่านคงจะเห็นผลิตภัณฑ์ เกี่ยวกับฆ่าเชื้อโรคมากมายหนึ่งในนั้นคือแสงยูวีที่มีขายกันตามท้องตลาด ไม่ว่าจะเป็นตลับแสงยูวีที่ใช้ฆ่าเชื้ออุปกรณ์ส่วนตัว หรือเครื่อง อบขวดนมลูกและของเล่นที่มีแสง UV ฆ่าเชื้อด้วย หรือจะเป็นหุ่นยนต์ที่ใช้แสงยูวี ในการฆ่าเชื้อตามโรงพยาบาล วันนี้เรา จะมาหาคำตอบและเฉลยความลับของแสง UV กัน     ความจริงแล้ว แสงจากดวงอาทิตย์นั้น มีส่วนประกอบของความยาวคลื่นหรือสเปกตรัมของแสงในหลากหลายส่วน ตั้งแต่รังสีแกมมา เอกซเรย์ UV แสงสีรุ้ง อินฟราเรด Microwave และ Radio Wave ทั้งหมดนี้คือคลื่นที่แสงอาทิตย์ ผลิตออกมาส่งตรงมายังโลกของเราแต่สายตาของเราจะมองเห็นเพียงแค่แสงสีรุ้งเท่านั้น อย่างไรก็ตามด้วยความโชคดีที่โลกของเรามีชั้นบรรยากาศและชั้นโอโซนที่สามารถปกป้อง สิ่งมีชีวิตบนโลกให้ ห่างไกลอันตรายจากสามรังสีแรกได้ คือ รังสีแกมมา เอกซเรย์และ UV แต่ในความเป็นจริงแล้ว จะมีรังสี UV บางส่วนที่สามารถตกลงมาถึงพื้นโลกได้     โดยในกลุ่มของรังสี UV จะแบ่งออกเป็นอีก 3 ชนิดย่อย คือ UV A (315-400 นาโนเมตร), UV B (280-315 นาโนเมตร) และ UV C (200-280 นาโนเมตร) โดยในธรรมชาตินั้นแสง UVA สามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศ ลงมาได้สู่ผิวโลกได้มากถึง 95% UV B สามารถทะลุผ่านบรรยากาศ ลงมาได้สู่ผิวโลกได้เพียง 4 เปอร์เซ็นต์ แต่ส่วน UVC นั้นจะไม่สามารถลงมาสู่ ชั้นพื้นผิวโลกได้เลย เนื่องจากถูกปิดกั้นด้วย ชั้นบรรยากาศและชั้นโอโซน ดังนั้นจึงเป็นไปได้ยากมาก หากเราเพียงแค่ยืนตากแดด เพื่อต้องการจะได้รับรังสี UV C เพื่อที่จะฆ่าเชื้อโรค แต่ก่อนที่เราจะได้รับรังสียูวีเพื่อฆ่าเชื้อโรคนั้นเราอาจจะต้องได้รับรังสีอย่างอื่นและเป็นอันตรายถึงแก่ชีวิตเสีย ก่อนหรือไม่ก็อาจจะเป็นลมแดดเนื่องจากความร้อนผิวไหม้เนื่องจากได้รับรังสีอินฟราเรดและเป็นมะเร็งผิวหนัง เพราะได้รับรังสี UVA ที่มากเกินไป นอกจากนี้ด้วยคุณสมบัติของ UVA และ UVB นั้นมีความสามารถในการทะลุทะลวงลงไปชั้นใต้ผิวหนังของเรา ได้มากกว่าปกติ ทำให้เซลล์ทุกเซลล์ของเราจะได้รับรังสีอย่างเต็มๆ หากถามว่ายูวีไปฆ่าเชื้อโรคได้อย่างไร…. จริงๆแล้วรังสี

การฆ่าเชื้อบนพื้นผิวมีหลายวิธี นอกเหนือจากการใช้น้ำยาฆ่าเชื้อพ่นหรือเช็ดบนพื้นผิว การใช้รังสีเป็นอีกวิธีหนึ่ง ที่สามารถทำลายเชื้อที่อยู่บนพื้นผิวได้ โดยรังสีที่นำมาใช้สำหรับฆ่าเชื้อคือ รังสียูวีซี (UVC) รังสียูวีซีเป็นคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่น 100-280 นาโนเมตร รังสียูวีซีมีความสามารถในการทำลายเชื้อโรคหรือเรียกว่า Ultraviolet Germicidal Irradiation ซึ่งทำลายเชื้อโรคไม่ว่าจะเป็น แบคทีเรีย ไวรัส ราเส้นใย ยีสต์ เป็นต้น โดยจะทำลายโครงสร้างกรดนิวคลีอิกซึ่งเป็นองค์ประกอบของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอของเชื้อโรคที่ความยาวคลื่น 260-265 นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่ดีเอ็นเอของดูดซับได้ดีที่สุด ในธรรมชาติจะไม่พบรังสียูวีซีเนื่องจากรังสีชนิดนี้ไม่สามารถผ่านชั้นโอโซนมายังผิวโลกได้ การใช้รังสีชนิดนี้ เพื่อทำลายเชื้อจึงต้องใช้แหล่งกำเนิดรังสี ได้แก่ UVC-LEDs หลอดปรอท เป็นต้น ประสิทธิภาพการทำลายเชื้อ ประสิทธิภาพของรังสียูวีซีในการทำลายเชื้อขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ได้รับ ความเข้มและความยาวคลื่นของรังสี สำหรับการฆ่าเชื้อในอากาศหรือพื้นผิวสามารถประเมินประสิทธิภาพจากปริมาณรังสีหรือ UV dose ซึ่งเป็น ปริมาณรังสีที่เชื้อสัมผัส ถ้าเชื้อจุลินทรีย์ล่องลอยอยู่ในอากาศผลของรังสีจะเทียบเท่าค่า UV dose แต่ถ้า มีฝุ่นละอองล่องลอยในอากาศร่วมด้วย ปริมาณรังสีที่สัมผัสกับเชื้อจุลินทรีย์อาจลดลง จึงต้องใช้ระยะเวลา ในการทำลายเชื้อนานขึ้น UV dose (หน่วยไมโครวัตต์วินาทีต่อตารางเซ็นติเมตร; µWs/cm2) สามารถคำนวนโดยนำค่าความเข้มของ รังสีหรือ UV intensity (หน่วยไมโครวัตต์ต่อตารางเซ็นติเมตร; µW/cm2) คูณด้วยระยะเวลาที่สัมผัสรัง สีหรือexposure time (หน่วยวินาที; seconds) การทดสอบประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโคโรนาไวรัสที่ทำให้เกิดอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรงหรือ SARS-CoV ด้วยรังสียูวีซีที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร ระยะห่าง 3 เซนติเมตร ความเข้มแสง 4016 W/cm2 สามารถกำจัดเชื้อได้หมดภายในเวลา 15 นาที หากใช้ความเข้มแสง 90 µW/cm2 ที่ระยะห่าง 80 เซนติเมตร จะต้องใช้เวลา 60 นาที จึงจะทำลายเชื้อได้หมด จะเห็นว่าประสิทธิภาพการทำลายเชื้อขึ้น อยู่กับความเข้มแสงยูวีซี ระยะห่างของแหล่งกำเนิดแสง และระยะเวลา ดังนั้นการใช้แสงยูวีซีเพื่อทำลายเชื้อ ให้ได้ประสิทธิผลต้องคำนึงถึงปัจจัยดังกล่าวร่วมด้วย   ความปลอดภัยต่อร่างกาย รังสียูวีซีเมื่อสัมผัสกับผิวหนังสามารถทำให้ผิวหนังไหม้และเกิดมะเร็งผิวหนังได้ หากสัมผัสกับ ตาอาจทำให้เกิดอาการกระจกตาอักเสบ การมองเห็นภาพผิดปกติ หรือทำให้ตาบอดได้

การฆ่าเชื้อบนพื้นผิวมีหลายวิธี นอกเหนือจากการใช้น้ำยาฆ่าเชื้อพ่นหรือเช็ดบนพื้นผิว การใช้รังสีเป็นอีกวิธีหนึ่ง ที่สามารถทำลายเชื้อที่อยู่บนพื้นผิวได้ โดยรังสีที่นำมาใช้สำหรับฆ่าเชื้อคือ รังสียูวีซี (UVC) รังสียูวีซีเป็นคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่น 100-280 นาโนเมตร รังสียูวีซีมีความสามารถในการทำลายเชื้อโรคหรือเรียกว่า Ultraviolet Germicidal Irradiation ซึ่งทำลายเชื้อโรคไม่ว่าจะเป็น แบคทีเรีย ไวรัส ราเส้นใย ยีสต์ เป็นต้น โดยจะทำลายโครงสร้างกรดนิวคลีอิกซึ่งเป็นองค์ประกอบของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอของเชื้อโรคที่ความยาวคลื่น 260-265 นาโนเมตร ซึ่งเป็นความยาวคลื่นที่ดีเอ็นเอของดูดซับได้ดีที่สุด ในธรรมชาติจะไม่พบรังสียูวีซีเนื่องจากรังสีชนิดนี้ไม่สามารถผ่านชั้นโอโซนมายังผิวโลกได้ การใช้รังสีชนิดนี้ เพื่อทำลายเชื้อจึงต้องใช้แหล่งกำเนิดรังสี ได้แก่ UVC-LEDs หลอดปรอท เป็นต้น ประสิทธิภาพการทำลายเชื้อ ประสิทธิภาพของรังสียูวีซีในการทำลายเชื้อขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ได้รับ ความเข้มและความยาวคลื่นของรังสี สำหรับการฆ่าเชื้อในอากาศหรือพื้นผิวสามารถประเมินประสิทธิภาพจากปริมาณรังสีหรือ UV dose ซึ่งเป็น ปริมาณรังสีที่เชื้อสัมผัส ถ้าเชื้อจุลินทรีย์ล่องลอยอยู่ในอากาศผลของรังสีจะเทียบเท่าค่า UV dose แต่ถ้า มีฝุ่นละอองล่องลอยในอากาศร่วมด้วย ปริมาณรังสีที่สัมผัสกับเชื้อจุลินทรีย์อาจลดลง จึงต้องใช้ระยะเวลา ในการทำลายเชื้อนานขึ้น UV dose (หน่วยไมโครวัตต์วินาทีต่อตารางเซ็นติเมตร; µWs/cm2) สามารถคำนวนโดยนำค่าความเข้มของ รังสีหรือ UV intensity (หน่วยไมโครวัตต์ต่อตารางเซ็นติเมตร; µW/cm2) คูณด้วยระยะเวลาที่สัมผัสรัง สีหรือexposure time (หน่วยวินาที; seconds) การทดสอบประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโคโรนาไวรัสที่ทำให้เกิดอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรงหรือ SARS-CoV ด้วยรังสียูวีซีที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร ระยะห่าง 3 เซนติเมตร ความเข้มแสง 4016 W/cm2 สามารถกำจัดเชื้อได้หมดภายในเวลา 15 นาที หากใช้ความเข้มแสง 90 µW/cm2 ที่ระยะห่าง 80 เซนติเมตร จะต้องใช้เวลา 60 นาที จึงจะทำลายเชื้อได้หมด จะเห็นว่าประสิทธิภาพการทำลายเชื้อขึ้น อยู่กับความเข้มแสงยูวีซี ระยะห่างของแหล่งกำเนิดแสง และระยะเวลา ดังนั้นการใช้แสงยูวีซีเพื่อทำลายเชื้อ ให้ได้ประสิทธิผลต้องคำนึงถึงปัจจัยดังกล่าวร่วมด้วย   ความปลอดภัยต่อร่างกาย รังสียูวีซีเมื่อสัมผัสกับผิวหนังสามารถทำให้ผิวหนังไหม้และเกิดมะเร็งผิวหนังได้ หากสัมผัสกับ ตาอาจทำให้เกิดอาการกระจกตาอักเสบ การมองเห็นภาพผิดปกติ หรือทำให้ตาบอดได้