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Nouveau système de décontamination anthrax tue rapidement et sans séquelles

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En octobre 2001, des lettres contenant des spores de charbon ont été envoyées aux bureaux de plusieurs médias d'information et de deux sénateurs américains, tuant cinq personnes et en infectant 17 autres. Effacement du Sénat immeuble de bureaux avec des spores du coût du gaz de dioxyde de chlore 27 millions de dollars, selon le Government Accountability Office. Nettoyage de l'extérieur de Brentwood installation postale Washington cost $ 130 millions et a pris 26 mois.

Des chercheurs du Georgia Tech Research Institute (GTRI), en collaboration avec basé à Austin Stellar Micro Devices, Inc (SMD) ont mis au point des prototypes d'une façon rapide et non perturbatrice et moins coûteuse que la méthode pourrait être utilisée pour décontaminer les dangers du bioterrorisme dans le futur .

Utilisation de modules de panneau plat qui produisent des rayons X et ultraviolets-C (UV-C) tenu simultanément, les chercheurs peuvent tuer les spores du bacille du charbon dans deux à trois heures sans séquelles. Le système a aussi la capacité de tuer des spores de charbon cachés dans des endroits comme les claviers d'ordinateur sans causer de dommages.

"Il s'agit certainement d'une amélioration par rapport aux précédentes techniques", a déclaré Brent Wagner, GTRI chercheur scientifique principal et directeur du Phosphor Technology Center of Excellence (PTCOE). "Le rayonnement UV-C attaques des spores sur les surfaces et les rayons X pénètrent par le biais de matériaux et de tuer les spores dans les fissures et les fentes."

X-ray irradiation est utilisée commercialement pour la stérilisation des produits médicaux et alimentaires en perturbant l'aptitude d'un micro-organisme à se reproduire. UV-C empêche la réplication, mais les deux types de rayonnements peuvent pénétrer dans la structure externe d'un spores du bacille du charbon à l'intérieur de détruire les bactéries.

L'actuel standard de décontamination - bioxyde de chlore gazeux - tue les micro-organismes en perturbant le transport des nutriments à travers la paroi de la cellule, mais ne peut pas atteindre caché spores. Hard surfaces doivent être nettoyées à de dures indépendamment de dioxyde de chlore liquide. En outre, les gens ne peuvent pas ré-entrer dans une pièce fumigés au bioxyde de chlore jusqu'à ce que le gaz est neutralisée avec de bisulfite de sodium et de la vapeur d'évent de l'édifice.

Le nouveau système de décontamination ressemble à une couche de rack avec des radiations modules disposés sur des anneaux à différentes hauteurs qui font face à l'émission de rayonnement vers l'extérieur à travers une pièce. Depuis les rayons X et UV-C sont létales à la densité de flux utilisé, le système fonctionne sans surveillance et est activé en dehors de l'espace affecté.

Lumière UV-C dans les modules sont produits en utilisant les propriétés optiques et électriques phénomène de cathodoluminescence. De nombreux faisceaux d'électrons sont générés par les tableaux de cathodes froides, chacun agissant comme le canon à électrons dans un tube cathodique.

"Quand un faisceau d'électrons frappe une poudre de phosphore, il luminesces et émet visibles et / ou non la lumière visible", a expliqué Hisham Menkara, chercheur principal en GTRI's Electro-Optical Systems Laboratory.

GTRI SMD s'est impliqué dans le projet, qui est financé par l'Air Force Research Laboratory's Small Business Innovation Research programme, parce que les PTCOE abrité UV-C luminophores créé et breveté par Sarnoff Corporation dans le milieu des années 1970.

"Nous savions que Georgia Tech avait experts en poudre en ce qui concerne les luminophores écrans plats et nous approchés pour développer de nouveaux luminophores décontamination pour notre but," a dit Mark Eaton, président et chef de la direction de SMD. "Nous avons eu la chance qu'ils avaient UV-C luminophores disponibles auprès des décennies plus tôt."

Avec l'Sarnoff phosphores dans la main, Wagner et Menkara déduite pour déterminer la meilleure émettant des UV-C phosphore et d'optimiser ses propriétés pour une utilisation avec des rayons X dans le SMD petit écran plat.

Pour trouver le meilleur phosphore que la lumière émise dans la région UV-C du spectre - longueurs d'onde inférieures à 280 nanomètres - les spectres d'émission de chaque phosphore a été mesuré par rapport à la courbe d'absorption de l'ADN. Cette courbe montre les longueurs d'onde optimale pour détruire l'ADN d'un organisme.

Après avoir enquêté sur de nombreux luminophores, les chercheurs ont choisi de phosphate de lanthane: praseodymium (LaPO4: Pr ou LAP: Pr) comme le moyen le plus efficace de phosphore, avec un rendement électrique près de 10 pour cent. Depuis l'émission UV ne tombe pas complètement dans le cadre de la courbe d'absorption de l'ADN, la relative «tuer l'efficacité» a été d'environ 50 pour cent.

Dans le laboratoire, le phosphore Menkara créée par le mélange de précurseurs d'oxyde de lanthane, de l'hydrogène et de phosphate praseodymium fluorure (La2O3, H3PO4 et PrF3, respectivement) dans un bécher en verre avec du méthanol (CH3OH) et le chlorure d'ammonium (NH4Cl). Séchage à l'air le mélange dans une hotte causé le méthanol s'évapore complètement.

La résultante gâteau a été écrasé en une poudre fine, chauffés dans un four à une température aussi élevée que 1250 degrés Celsius pendant deux heures et écrasée.

«Afin de déterminer les meilleures conditions pour produire le meilleur rendement phosphore, nous avons essayé différents précurseurs et terminé la cuisson sous différentes conditions atmosphériques et les températures», a expliqué Menkara.

Les résultats des tests ont montré que des températures plus élevées ont été plus efficaces et d'un tube de quartz plafonnées est le meilleur conteneur de tenir la poudre dans le four. Wagner et Menkara aussi constaté que l'ajout de fluorure de lithium (LiF) et de réduire la concentration accrue praseodymium cathodoluminescent les propriétés de la LAP: Pr phosphore.

Avec l'amélioration de phosphore, les tests de laboratoire menés par SMD ont montré que la combinaison de rayons X et UV-C du système de décontamination pourrait tuer des spores de charbon.

GTRI chercheurs espèrent développer de nouvelles UV-C phosphores qui peuvent atteindre cathodoluminescent efficacité supérieure à 10 pour cent avec un spectre d'émission qui permet d'accroître la couverture de la courbe d'absorption de l'ADN.

Avec l'accroissement de l'efficacité, des panneaux UV-C pourraient être utilisés pour la stérilisation du matériel médical ou de purification des applications.

"Nous sommes peut-être en mesure d'utiliser UV-C panneaux pour nettoyer les eaux usées, ce qui serait mieux que les lampes utilisées actuellement. Dans l'environnement où les feux doivent fonctionner, ils sont très difficiles à nettoyer, alors que les écrans plats peuvent être nettoyés avec un squeegee », A noté Eaton.

Une autre application potentielle est de tuer les virus dans les bâtiments utilisés pour héberger les poulets. Les méthodes actuelles s'agir de supprimer les poulets et d'élever la température dans les maisons de poulet pendant plusieurs jours pour désactiver le virus.

«Avec le combiné UV-C/X-ray système, vous pouvez activer le système pendant quelques heures, de tuer le virus et dès que vous l'éteignez, les poulets pourraient provenir en droit», a dit Wagner.

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Article adapté par Medical News Today de l'original du communiqué de presse.
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Source: Abby Vogel
Georgia Institute of Technology Research News

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