Detecção e desinfecção de LEDs UV

Lâmpadas UV de longa duração, frias e intensas Lâmpadas UV de alto brilho, podem iluminar as aplicações de imagem

Por GEN News

Os contaminantes biomoleculares não gostam do holofote, especialmente se for um holofote ultravioleta (UV). Portanto, os contaminantes biomoleculares devem realmente odiar o brilho intenso dos sistemas de descontaminação que usam diodos emissores de luz UV (LEDs). Um destes sistemas demonstrou recentemente que pode inativar irreversivelmente o RNase A - um contaminante penetrante nos laboratórios de seqüenciamento e análise de RNA.

Os sistemas de descontaminação dificilmente são os únicos sistemas que tiram proveito da tecnologia UV LED. Ao incorporar a tecnologia UV LED, os instrumentos de cromatografia/espetrocopia estão afiando suas capacidades de detecção, e os sistemas de esterilização estão aumentando seus poderes germicidas.

Todos estes sistemas UV LED estão disponíveis na Phoseon Technology, uma empresa que tem um forte histórico em dispositivos semicondutores de estado sólido. Não faz muito tempo, os LEDs UV da Phoseon estavam confinados a operações de cura industrial. Agora esses LEDs UV estão penetrando nas ciências da vida, substituindo lâmpadas UV relativamente ineficientes e eliminando a necessidade de produtos químicos agressivos e tratamentos térmicos de longo prazo. Os LEDs UV da empresa estão até incentivando os visionários UV a antecipar aplicações mais ambiciosas.

A luz UV na faixa de freqüência UV-C, ou "UV profundo", sempre teve a capacidade de induzir fluorescência em material biológico. Mas agora que a luz UV-C pode ser empunhada muito mais efetivamente graças à tecnologia UV LED, uma vez que as aplicações impraticáveis parecem mais realistas. Por exemplo, a imagem fluorescente sem rótulo, que envolveria a excitação, detecção e possivelmente modificação de moléculas nos tecidos, é uma possibilidade a curto prazo na pesquisa das ciências da vida. As aplicações diagnósticas também são possibilidades atraentes, embora demorem um pouco mais para serem realizadas.

Usando a tecnologia Phoseon UV LED, os pesquisadores inativaram o contaminante difundido RNase A, fornecendo assim uma alternativa à descontaminação química ou térmica.

Uma idéia brilhante

Em 2002, a Phoseon começou a fornecer LEDs UV que foram otimizados para a cura industrial de reticulação de cadeias de polímeros em adesivos e revestimentos. Então a Phoseon decidiu usar sua tecnologia principal para trazer a potência, estabilidade e controle que a diferenciava na aplicação industrial às ciências da vida. A aparente incursão nas ciências da vida, que começou oficialmente em 2017, foi na verdade o ponto culminante do trabalho preparatório e analítico que se estendeu até 2011.

Embora a cura industrial e as ciências da vida sejam muito diferentes, ambas podem se beneficiar do progresso da tecnologia UV. As tecnologias UV tradicionais dependem de xenônio, halogênio, mercúrio ou fontes de luz de deutério. Essas fontes são relativamente lentas para descontaminação e geram calor excessivo.

"As lâmpadas UV faíscam, e sua produção se degrada com o tempo", diz Chad Taggard, vice-presidente e gerente geral da divisão de ciências da vida da Phoseon. "Elas também requerem alta tensão".

Muitas das limitações das lâmpadas UV podem ser superadas pelos LEDs UV, que são construídos sobre componentes eletrônicos de estado sólido e proporcionam consistência a longo prazo. "A intensidade é a mesma de minuto a minuto, e de ano a ano", observa Jay Pasquantonio, diretor de estratégia da Phoseon. "É o mesmo ano depois que foi no primeiro dia". Isso é importante quando se pensa na repetibilidade do processo. Podemos fornecer mais potência em termos de intensidade UV do que qualquer outra pessoa, juntamente com controle e estabilidade".

Especificamente, diz ele, a tecnologia da Matriz de Semicondutor de Luz de estado sólido da Phoseon (SLM™) oferece:

• Inativação de moléculas (incluindo enzimas) e microorganismos que anteriormente só podiam ser inativados por produtos químicos ou alto calor.
• Temperaturas de operação mais baixas (até 40°C em relação aos 200°C das tecnologias concorrentes).
• Início instantâneo.
• Uma vida útil superior a 10.000 horas.

"A desinfecção UV LED é muito mais rápida que outras abordagens", afirma Pasquantonio, ressaltando que alguns itens podem ser desinfetados em poucos minutos contra os 30 ou mais que a mesma desinfecção levaria com outras tecnologias. "Se pudermos tornar o fluxo de trabalho do laboratório mais produtivo, isso é uma vitória para nossos clientes".

Além disso, os comprimentos de onda sintonizáveis aumentam as capacidades. Por exemplo, os detectores de estado sólido KeyView da Phoseon para cromatografia cobrem comprimentos de onda de 210 a 800 nm, enquanto novas tecnologias UV profundas permitem que comprimentos de onda de 215 nm e 220 nm sejam usados para análise de proteínas e elementos.

Como a tecnologia de descontaminação Phoseon funciona em apenas alguns minutos e não deixa resíduos, os pesquisadores economizam tempo e dinheiro consideráveis.

Inovando à velocidade UV

Phoseon tem desenvolvido uma cultura de inovação contínua. A empresa incentiva seus cientistas, engenheiros e gerentes a abraçar mudanças incessantes e a antecipar as necessidades dos clientes por produtos melhores e mais rápidos.

"Nós tendemos a ser mais rápidos do que nossos clientes", observa Taggard. "Temos uma tecnologia disruptiva, e nos movemos rapidamente para entregar soluções ao mercado". Queremos ir cada vez mais rápido".

Phoseon, impaciente com a aparente "paralisia por análise" do mercado, decidiu lançar seu sistema de descontaminação KeyPro em março passado, bem antes do previsto. (KeyPro permite que pesquisadores de RNA e gerentes de laboratório descontaminem equipamentos após a adição de reagentes e pouco antes da adição de amostras).

"Francamente, normalmente nos movemos mais rápido do que as equipes de desenvolvimento interno", declara Taggard. "Isso significa que podemos ser mais do que um fornecedor". Podemos ser uma extensão da equipe de P&D de um cliente. Quando um cliente adota esse modelo, podemos ajudá-los a colocar um produto no mercado mais rapidamente. Com KeyPro, sabíamos que poderíamos concluir o projeto rapidamente e torná-lo disponível tanto para as empresas quanto para os usuários finais, então dissemos: 'Vamos fazer isso!

O sistema de descontaminação KeyPro permite aos usuários descontaminar o equipamento imediatamente antes de adicionar a amostra, reduzindo a oportunidade de contaminação.

É o Phoseon Inside

Embora o KeyPro e um punhado de outras soluções sejam projetados para os usuários finais, a maioria das fontes de luz Phoseon são vendidas como subsistemas para OEMs em todo o mundo. "O desenvolvimento é uma abordagem com duas vertentes", afirma Taggard. Os engenheiros e cientistas da empresa estão focados em explorar as interações físicas, químicas e biológicas da luz, e estão totalmente focados em LEDs. O objetivo é exceder continuamente os limites preconcebidos de potência, estabilidade, sensibilidade e miniaturização, e aumentar a utilidade do LED UV como fonte de luz.

Quando a Phoseon trabalha com um cliente, os funcionários da Phoseon trabalham em estreita colaboração com seus contrapartes baseados no cliente. "Sincronizamos nosso sistema com o sistema do OEM, fazemos experimentos para fornecer dados de eficácia e temos nossos engenheiros trabalhando em estreita colaboração com os engenheiros do OEM", explica Taggard. Mais tarde, a Phoseon garante que tem as informações que a equipe de marketing do OEM irá precisar.

O Phoseon também recebe informações dos usuários finais. "Há muitas coisas que um LED UV pode fazer", comenta Taggard. "Ele se torna um volante do que é possível" à medida que os clientes se interessam em expandir as aplicações para uma solução, e então continuam a fazer mais.

Um exemplo de uma aplicação de LED UV em expansão é a esterilização. Nos Estados Unidos, a maioria das ferramentas cirúrgicas são descartáveis, mas na Europa, os instrumentos de uso único são desencorajados. Quando os instrumentos são reutilizados, as tecnologias de reprocessamento precisam ser minuciosas sem prejudicar a função do instrumento. A desinfecção ultravioleta é uma tecnologia de reprocessamento que proporciona um tempo de retorno mais curto do que os métodos químicos e térmicos podem alcançar.

A tecnologia UV-C é outro exemplo. Além de ser eficaz na desinfecção, o UV-C pode detectar e modificar moléculas biológicas. Esta capacidade de autofluorescência o torna útil em imagens altamente especializadas. Eventualmente, ele pode ser usado para diagnóstico à beira do leito para identificar estados de doença.

"Nossos objetivos são bem simples", diz Taggard. "Estamos crescendo muito rápido, e queremos que isso continue". O maior desafio nesse aspecto, como em qualquer tecnologia disruptiva, é superar a inércia do mercado. Enquanto os clientes potenciais e seus usuários finais reconhecem os benefícios desta abordagem de desinfecção, esterilização, descontaminação e cromatografia, leva tempo para os OEMs incorporarem a tecnologia UV LED em seus produtos. Eventualmente, esse desafio se expandirá para os diagnósticos.

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