UltraViolet ray

UV조사량은 UV강도 X 노출시간으로 나타내며 강도의 표현은 mW/Cm2 단위이다.

여기에 시간단위인 sec을 곱하면 mJ단위로 된다. ( 1mW X sec /Cm2 = 1mJ/Cm2 )

지금 현재 사용하고 있는 UV-crosslinker의 경우 0.40 J 로 맞춰져 있고 5분을 조사하였을때

0.40J/Cm2 = 0.40W/Cm2 X sec이되며 다시 바꾸면

400 mJ/Cm2 = 400mW/Cm2 X sec

120000mJ/Cm2 = 400mW/Cm2 X 300sec(5분조사)

보다 이해를 돕기위해...

네이버의 chesskhan님이 아주 설명을 잘 해주신 내용 첨부.

1. 300 ∼ 400 nm : 320 ∼ 380(대표 파장: 365) nm의 범위로서 자외선 중 파장이 가장 길기 때문에 Lang Wave 혹은 Black Light 라고 부르기도 하고 통칭 UV-A 라고 부르고 있습니다.

 

2. 280 ∼ 320 nm : 자외선 파장중에서 중간 부분이기 때문에 Middle Wave 라고 부르며 300 ∼ 320 nm 사이를 Suntanning Range 라 부릅니다. 특히 280 ∼ 320 nm 사이를 통칭 UV-B라 부르고 있습니다.

 

3. 180 ∼ 280 nm : 자외선 파장중 가장 짧은 파장을 갖는다 하여 Short Wave라 부르고 각종 미생물을 죽이는 효과가 있어서 Germicidal Range라 부르며 통칭 UV-C(대표 파장 : 253.7 nm)라 부릅니다. 또 100 ∼ 200 nm 사이는 오존(O3)을 형성시켜 주는 효과가 있어서 Ozone Forming Range(대표 파장 184.9nm)라고 부르고 있습니다.

 자외선이 살균을 한다는 말은 곧 미생물의 DNA의 핵산을 파괴하거나 변형시켜서 더이상 활성을 가지지 못하게 한다는 말이 될 것입니다. 그런데 자외선에 의한 미생물의 살균은 세포막을 투과한 자외선이 미생물의 DNA에 영향을 일으키는 것으로 미생물의 종류에 따라 다를 수 밖에 없습니다. 따라서 미생물을 살균하고자 한다면 필연적으로 미생물의 종류를 알아야 하며 대상물에 맞게 적용해야만 목적하는 살균을 이룰 수 있을 것입니다. 결국 살균의 궁극적인 기작은, 미생물의 세포의 핵산류의 자외선 흡수곡선은 자외선 살균효과의 파장특성과 거의 일치하는 것을 볼 때 살균선의 조사(照射)에 따라 살균선이 핵산류에 흡수되어 변화하고 신진대사에 장해를 일으켜서 미생물의 증식능력을 잃게하고 사멸하도록 한다고 보면 될 것입니다.

일단 살균선 253.7 nm에서 살균작용이 제일 뛰어나다는 것은 주지의 사실이고 이 파장에서는 예를 들어 저압수은 램프로 조사(照射)하였을 때에는 공기든 물에서든 살균효과는 공히 뛰어나다고 알려져 있습니다. 따라서 우리 주변에서 볼 수 있는 자외선 살균기는 대개 이 파장의 범위를 씁니다.

 (그림출처 : www.envitop.co.kr/02chumdan/01/img/sp1-2.jpg)

 

 

 

< 살균에 영향을 미치는 자외선의 조사(照射)범위 >

 

이 그래프의 세로 축은 광선의 흡수도, 곧 사멸되는 미생물의 개체수를 나타내고 가로축은 쬐어주는 자외선의 파장을 나타냅니다. 이 자료를 토대로 보면 질문자께서 궁금해 하시는 범위인 300 ∼ 400 nm에서 볼 때에 300 ∼ 350 nm 까지는 어느 정도 아주 미약하게마나 살균효과가 있기는 하지만 살균선 253.7nm을 놓고 볼 때에는 그 정도는 거의 없다고 봐도 무방하다는 것을 알 수 있습니다.

미생물의 살균은 아니지만, 사람에게서는 280∼320nm 파장의 자외선에 의하여 피부암이 발생하는 수가 있습니다. 또 240∼310nm 파장의 자외선은 사람 눈의 각막 상피에 흡수되며 수정체를 흥분시키거나 시력을 흐리고 눈의 피로를 초래합니다.

한편, 자외선의 살균효과는 이렇게 파장 뿐만이 아니라 방사 강도 및 조사(照射)시간과 관계가 있으며 균의 생존율은 조사량(방사강도×조사시간)에 대해 거의 지수관계적으로 감소합니다. 이것은 균종에 따라서 거의 동일하며, 파장 250∼260nm 부근이 가장 높습니다.

이 식은 균종/발육단계/환경조건이 같은 경우에 있어서 자외선 조사량과 생존율과의 관계를 나타낸 것입니다. 그러나 Q의 값은 동일 균종이라도 그 처한 환경에 따라 다른데, 비교적 건조한 상온공기 중의 대장균에 대한 Q의 값은 약 5μωmin /㎠이며, 습한 공기 중에는 그 2배 정도, 배지상에서는 3∼5배, 수중에서는 약 8배의 값이 된다고 알려져 있습니다.

 이 외에도 자외선 살균에 영향을 주는 요인으로는 습도의 증가(상대습도 60'C 에서 살균효율 100%, 상대습도 70'C 에서 살균효율 67%, 상대습도 80'C 에서 살균효율 60%), 기온의 저하(실온 20'C ~ 25'C 최적, 실온 15'C ~ 35'C 큰 차이 없음), 풍속의 증가(매초 2M이상 시 자외선 출력에 큰 영향) 등이 있습니다.

 한편, 질문자께서 말씀하신 300 ∼ 400 nm 범위에서는 살균이 아니라, 거꾸로 오히려 균이 다시 번식하는 광재활(광활성)이라는 현상이 생길 수 있는데 자외선의 조사(照射)를 받은 불활성화한 세균이, 조사 후에 곧바로 강렬한 빛(파장 350∼500 nm)을 충분히 받아 배양되면 상당수가 번식해가는 경우가 1948년에 발견되어 광재활(Photore activation) 이란 이름이 붙었습니다.

 이 현상이 일어나면 미생물에게 자외선을 조사(照射)한 후에 주어진 빛의 양이 어느 한도에 달할 때까지는 그 광선량에 비례한 광재활성을 나타내는 특징을 보입니다. 물론 균의 종류에 따라 광재활의 작용 스펙트럼의 파장은 다소 다릅니다만, 물론, 매우 다량의 살균선을 투여할 경우는 어떻게 하더라도 소생하지는 않습니다.

이런 광재활성이 생기는 주된 요인은, 나중에 준 빛이 살균선 조사(照射)에 의해 세포의 핵산 분자구조 중에 생긴 티민대(Dimer)를 분리하여 DAN의 손상을 회복하는 효소의 역할을 촉진시키기 위해서 발생한다는 학설이 있습니다. 또 이러한 현상은 빛 뿐만 아니라, 영양소의 첨가나 배양온도를 높여주는 것에서도 볼 수 있습니다. 말하자면 자외선의 조사(照射)에 의해 세포에 일어난 생합성 경로의 흠결을 메꿔주는 필수 영양소를 배지에 첨가하면 회복률이 개선된다는 것입니다. 예를 들어 필루빈 산, TCA 사이클의 대사산물을 첨가해주면 대장균의 경우 1000배나 생균수가 증가했다는 예도 있고 배양온도가 높을수록 회복율이 크다는 현상도 보고되고 있습니다.

참고단위)

1Ws = 1J = 0.238809cal

1cal = 0.003968 Btu (BTU : 영국열량단위의 약자 , 현재는 비표준단위 )

1Btu = 251.99576 cal