CONFERENCE
Projekta nosaukums: Ekoloģiskas dezinfekcijas iekārtas izstrāde, izmantojot UV gaismas diodes un ozonu
Projekta līguma numurs: 1.1.1.3/1/24/A/051
Projekta partneri: SIA “Biosan”, APP Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs
Projekta īstenošanas termiņš: 01.09.2025. - 31.08.2028. (36 mēneši)
Projekta kopējais finansējums: 656 455,14 EUR (ERAF 510 065,64 EUR; Valsts budžeta finansējums 89 934,35 EUR; privātais finansējums 41 094,10 EUR, t.sk. ieguldījums natūrā - LU 11 487,96 EUR, SIA “Biosan” 11 449,38 EUR, APP Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centrs 9 846,82 EUR)
Projekta zinātniskais vadītājs: LU Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultātes Atomfizikas un spektroskopijas institūta vadošā pētniece Gita Rēvalde
Projekta administratīvā vadītāja: Ginta Greble, e-pasts: ginta.greble@lu.lv
Projekta mērķis attīstīt inovatīvu pārnēsājamu un ekoloģisku dezinfekcijas iekārtu, kas apvieno ultravioleto (UV) gaismu emitējošās diodes (UV LEDs) un ozona tehnoloģijas, lai iegūtu augstas efektivitātes iekārtu dažādu virsmu un materiālu sterilizācijai. Atšķirībā no tradicionālajām, uz dzīvsudraba lampām balstītajām UV dezinfekcijas sistēmām, jaunā iekārta būs ilgtspējīga alternatīva, kas atbildīs ES regulai par dzīvsudrabu saturošu produktu pakāpenisku izņemšanu no tirgus līdz 2027. gadam. Piedāvātā tehnoloģija apvieno UV LED un ozona ģenerāciju, lai pastiprinātu dezinfekcijas efektivitāti. UV-C LED starojums (viļņu garumos 200-280 nm) ir zināms ar savu spēju izjaukt mikrobu DNS un RNS, savukārt ozons papildina šo procesu, iekļūstot porainos materiālos un deaktivizējot patogēnus ar oksidācijas palīdzību. Šī kombinācija izmanto tehnoloģiju atšķirīgās, bet savstarpēji papildinošās īpašības, nodrošinot izcilus dezinfekcijas rezultātus, kas nav sasniedzami, lietojot katru metodi atsevišķi. Papildus tiks pētīta arī UV-C un UV-A LED sinerģija.
Projekts ir starpdisciplinārs un apvieno ekspertīzes fotonikā, materiālzinātnē un mikrobioloģijā. Projekta komanda sadarbosies, lai dizainētu, testētu un veidotu dezinfekcijas iekārtas prototipu. Iekārtai paredzams plašs pielietojums veselības aprūpē, laboratorijās un publiskā vidē, risinot pieaugošo pieprasījumu pēc drošām, efektīvām un videi draudzīgām dezinfekcijas metodēm.
Projekta rezultāti:
- trīs zinātniskās publikācijas recenzētos žurnālos (viens kopā ar industrijas partneri);
- viena funkcionāla dezinfekcijas iekārta;
- viena licence tehnoloģijas pārnesei;
- validētas metodoloģijas izveide dezinfekcijai izmantojot UV LED un ozonu.
Galvenās projekta darbības rūpniecisko pētījumu ietvaros:
- Diožu gaismas avotu eksperimentālā diagnostika.
- Gaismas diožu apgaismojuma modelēšana.
- Patogēnu inaktivācijas testi ar izvēlētām UV gaismas diodēm.
- Patogēnu inaktivācijas testi uz dažādām materiālu virsmām, kombinējot gaismas diodes un ozonu.
- UV gaismas diožu/ozona prototipa iekārtas projektēšana un materiālu iegāde.
- UV gaismas diožu/ozona iekārtas izveide un uzlabošana.
- UV gaismas diožu/ozona iekārtas testēšana laboratorijas apstākļos.
- Projekta ietvaros radīto zināšanu izplatīšana mācību, publikāciju vai zinātības un tehnoloģiju pārneses veidā.
Projekta zinātnisko rezultātu pārskats:
Projekta darbības un paveiktais šajā atskaites periodā:
Darbība 2.d1. Diožu gaismas avotu eksperimentālā diagnostika
Izveidota primārā mērījumu shēma diožu apgaismojuma mērīšanai. Veikti pirmie mērījumi un datu apstrāde diožu virtenei ar maksimuma viļņa garumu 270 nm dažādos apgaismojamās virsmas attālumos un dažādam diožu skaitam. Sagatavots optisko komponenšu saraksts pilnas eksperimentālās shēmas izveidošanai.
Darbība 2.d2. Gaismas diožu apgaismojuma modelēšana
Izveidoti divi modeļi, kas aprēķina apgaismojumu no LED virtenēm, izmantojot Python programmu, 40cmx50cmx30cm lielā kastē, kur katrs LED ir aprakstīts kā punktveida objekts ar Lambertian izstarojumu neņemot vērā atstarošanos no sienām un ņemot vērā vienkārtīgu atstarošanos no sienām.
Darbība 2.d3. Patogēnu inaktivācijas testi ar izvēlētām UV gaismas
Tika apkopota un izanalizēta literatūra par UV-LED antibakteriālo darbību. Tika secināts, ka UV-C LED starojums galvenokārt izraisa DNS molekulas bojājumus, savukārt UV-B and UV-A darbība ir biežāk saistīta ar oksidatīvu stresu šūnās (ROS). Tika apkopotas potenciālās apstarošanas devas un baktēriju subtipi, kas varētu būt jūtīgi pret noteiktiem UV-LED viļņu garumiem. Literatūras dati norāda, ka Gram-negatīvas baktērijas ir jūtīgākas pret UV-C-LED ar pīķi 263-270 nm, kas korelē ar ciklobutāna pirimidīnu fotodimēru veidošanu DNS struktūrā. Adekvāti antibakteriālās iedarbības testi ietver no devas atkarīgas inaktivācijas līknes, lai sasniegtu 1–3 log10 samazinājumu. Tiek pieņemts, ka viļņu garumu kombinācija var sinerģiski palielināt antibakteriālo efektu, paplašinot jutīgo organismu spektru. Šie dati tiks izmantoti antibakteriālo testu metodikas izstrādē un optimizācijā.
Darbība 2.d5. UV gaismas diožu/ozona prototipa iekārtas projektēšana
Apkopotas un analizētas tehnoloģiskās prasības UV-C LED un ozona kombinētai dezinfekcijas kamerai. Tiek apzināts teorētiskais modelis gaismas avotu izvietojumam, atkarībā no LED diožu specifikas – LED bloku moduļi, vai atsevišķas vienības. Notiek tirgus izpēte par pieejamajiem UV-C diožu moduļiem (200–280 nm). Notiek saziņa ar piegādātājiem, kas spēj nodrošināt nepieciešamo UV spektra diapazonu. Ir gatavs UV LED gaismas moduļa bloks ar 70 LED vienībām 270-280 nm spektrā. Mērīšanas rezultāti atbilst moduļa specifikācijai.