RS65263B1 - Sistem i postupak za smanjenje mikroorganizama - Google Patents

Description

Opis

OBLAST TEHNIKE

[0001] Ovaj se opis odnosi generalno na smanjenje mikroorganizama; i preciznije, na sisteme i postupke za smanjenje mikroorganizama korišćenjem plavog svetla na dve ili više različitih talasnih dužina.

OBLAST TEHNIKE

[0002] Mikroorganizmi, kao što su bakterije, gljive i virusi su sveprisutni i čine značajnu količinu cele biosfere. Veliki deo ovih mikroorganizama su patogeni koji su odgovorni za brojne infekcije i bolesti, neke od njih mogu da budu veoma opasne i potencijalno fatalne. Ovi patogeni mogu doći u kontakt sa ljudima kroz kontaminirane površine, kontaminiranu hranu, objekte, nameštaj, tekstile (t.j. fomite) ili kroz vazduh (kao aerosol). Prema Evropskom centru za prevenciju i kontrolu bolesti (ECDC), 6 % (opseg u državama 2,3 %-10,8 %) od svih evropskih pacijenata su inficirani sa najmanje jednom infekcijom povezanom za zdravstvenom negom (HAI - Health-care associated infection) tokom svog boravka u bolnici. Ukupan godišnji broj pacijenata sa infekcijom povezanom sa zdravstvenom negom (HAI) u evropskim bolnicama za akutnu negu u 2011-2012 je bio procenjen na 3,2 miliona. Dakle, podržavanje i održavanje izvesnog nivoa dezinfekcije u javnim područjima i prostorima je ključno za upravljanje i sprečavanje bolesti, dakle održavanje bezbednog i zdravog okruženja.

[0003] Problem kontaminacije nije ograničen na bolnička okruženja, jer kontaminacija preko površina, objekata, vazduha i takođe može takođe da prenese patogene na hranu i na opremu za rukovanje opremom, kao i laboratorijsku opremu. Samim tim, mesta kao što su industrijske čiste sobe, objekti za preradu hrane, kancelarije, škole, i laboratorije među drugim potrebama odgovarajuća količina higijene i kontrolisano okruženje za sprečavanje infektivnih bolesti.

[0004] Sterilizacija se obično podrazumeva kao postupak da uništi ili eliminiše sve oblike mikrobnog života i izvodi se u objektima zdravstvene nege fizičkim ili hemijskim postupcima. Pod dezinfekcijom, uobičajeno se podrazumeva postupak koji eliminiše brojne ili sve patogene mikroorganizme, izuzev bakterijskih spora, na neživim objektima.

[0005] Uobičajeni postupci za smanjenje mikroorganizama ili eliminisanje mikroorganizama u unutrašnjem okruženju obuhvataju, ali se ne ograničavaju na, toplotnu sterilizaciju (naime, korišćenje autoklava, suvu toplotu i slično), hemijsko lečenje (korišćenje metalnih jona (kao što je jonizacija bakrom/srebrom), ozon, isparenja vodonik peroksida, germicidi (na primer antibiotici i biocidi), hlor i njegova jedinjenja i slično), elektrohemijsku dezinfekciju, fotoinaktivaciju mikroorganizme korišćenjem ultraljubičastog (UV) svetla, i takođe. Specifično, fotoinaktivacija mikroorganizama nagomila dosta pažnje globalno za kontrolu rasta mikroorganizma u okruženju. Specifično, nedavno je razvijena fotoinaktivacija mikroorganizama postignuta je korišćenjem HINS (Visok intenziteta uskog spektra) tehnologiju, uzak spektar UV svetla tehnologije i takođe. Međutim, trenutne tehnike fotoinaktivacije ciljaju samo jedan od mehanizama inaktivacije u mikroorganizama. Pored toga, UV svetla su štetna za ljude i materijali se samim tim njihova upotreba treba da bude poželjno izbegavana.

[0006] Fotoinaktivacija mikroorganizama sa plavim svetlom uskog opsega je od specifičnog interesa usled dostupne tehnologije svetleće diode (LED), obezbeđuje ekonomična i energetski efikasna sredstva za generisanje takvog svetla. Na primer, fotoreaktivni porfirini apsorbuju plavo svetlo na vršnoj talasnoj dužini od 405 nanometara (nm) da bi se proizvele reaktivne vrste kiseonika (ROS). Međutim, različiti mikroorganizmi imaju različite količine fotoreaktivne supstance, kao porfirini i/ili flavini, i samim tim reaguju na pojedinačni način na različite talasne dužine svetla.

[0007] Samim tim, sadašnja rešenja ne koriste efikasno korišćenje potpunog antimikrobnog potencijala plavog svetla. Specifično, oni ne uspevaju da ciljaju sve ključne i važne mehanizme inaktivacije mikroorganizama koji su okidač biološkog odgovora kada su aktivirani plavim svetlom. Pored toga, širok spektar izvora svetla nisu dobro prilagođeni za smanjenje i/ili eliminisanje mikroorganizama jer oni gube dosta energije na talasnim dužinama koje nemaju nikakav antimikrobni potencijal. Pored toga, tehnologija ultrazvučnog (UV) svetla koristi širok spektar (UV) svetla (kreće se u opsegu od 100 do 400 nanometara) koji oštećuje materijale i štetan je za druge organizme, kao što je čovek i životinje. Pored toga, neki mikroorganizmi su razvili otpornost na UV svetlo, čime se čini da su uobičajni mehanizmi neefektivni.

[0008] SL. 1A (prethodno stanje tehnike) je primer grafičkog prikaza spektra apsorpcije za porfirine kao funkciju talasne dužine svetla. Kao što je prikazano, X osa prikazuje talasnu dužinu svetla i Y osa prikazuje apsorpciju svetla pomoću porfirina. Kao što je prikazano, maksimalna apsorpcija za porfirine je oko 405 nm, t.j. u opsegu plavog svetla. Pored toga, kako se talasna dužina plavog svetla povećava od 405 nm do 425 nm, postoji strmo smanjenje u apsorpciji svetla pomoću porfirina.

[0009] SL.1B (prethodno stanje tehnike) je primer grafičkog prikaza spektra apsorpcije za flavine kao funkcija talasne dužine svetla. Kao što je prikazano, X osa prikazuje talasnu dužina svetla i Y osa prikazuje apsorpciju svetla od strane flavina. Kao što je prikazano, flavini imaju jedan maksimum apsorpcije u UV regionu, ali UV svetlo je štetno za ljude i materijale, samo maksimum apsorpcije u regionu plavog svetla (oko 442 nm) se cilja u ovom pronalasku.

[0010] Samim tim, u svetlu gore u tekstu iznetog razmatranja, postoji potreba da se prevaziđu gore pomenuti nedostaci povezani sa dezinfekcionim materijalima, objektima i vazduhom istovremenim ciljanjem više od jedne fotoreaktivne komponente mikroorganizma.

[0011] US 2017/014538 A1 objašnjava osvetljenje pomoću izvora plavog svetla i sa izvorom belog svetla.

KRATAK OPIS

[0012] Ovaj opis teži da obezbedi sistem za smanjenje mikroorganizama. Ovaj opis takođe teži da obezbedi postupak za smanjenje mikroorganizama korišćenjem gore pomenutog sistema. Ovaj opis nastoji da obezbedi rešenje za postojeći problem smanjenja rasta mikroorganizama, za smanjenje količine broja mikroorganizama i za eliminisanje mikroorganizama. Cilj ovog pronalaska je da obezbedi rešenje koje prevazilazi i poboljšava najmanje delimično probleme na koje se naišlo u prethodnom stanju tehnike i obezbeđuje delotvoran i efikasan sistem i postupak za smanjenje mikroorganizama. Svakako, ovaj opis, "smanjenje mikroorganizama" znači smanjenje ili spuštanje broja ili količine mikroorganizama, najkorisnije eliminisanjem svih mikroorganizama. Pojam "deaktivirajući patogeni" se takođe ponekad koristi u vezi sa ovim. Ovaj opis traži da obezbedi rešenje za dezinfikovanje površina i objekata i vazduha unutar neke prostorije, kao što je prostorija za sastanke, operaciona sala, kupatilo ili stočna staja, pri čemu dejstvo dezinfekcije jeste dovoljno i proizvodi se sa relativno malom količinom električne energije. Površine uključuju krov, zidove i pod bilo koje prostorije i bilo kojih objekata u njoj, kao što su stolice, stolovi, sedišta na toaletu, otirači, računari, mobilni telefoni, instrumenti i tako dalje.

[0013] U jednom varijantnom rešenju, izvođenje ovog pronalaska obezbeđuje sistem za smanjenje mikroorganizama, kako je definisano u patentnom zahtevu 1.

[0014] U nekom drugom varijantnom rešenju, izvođenje ovog pronalaska obezbeđuje postupak za smanjenje mikroorganizama, kako je definisano u patentnom zahtevu 11.

[0015] Izvođenja iz ovog opisa pretežno eliminišu ili barem delimično rešavaju gore pomenute probleme u prethodnom stanju tehnike za smanjenje rasta mikroorganizama korišćenjem uobičajenih sistema i postupaka jedne talasne dužine plavog svetla i omogućavaju smanjenje mikroorganizama korišćenjem specifičnih talasnih dužina plavog svetla za ciljanje više od jednog mehanizma inaktivacije mikroorganizama. Dodatna varijantna rešenja, prednosti, karakteristike i ciljevi iz ovog opisa bi bili očigledni iz slika i detaljnog opisa ilustrovanih izvođenja konstruisanih u vezi sa priloženim patentnim zahtevima koji slede.

[0016] Jasno je da karakteristike iz ovog opisa jesu podložne kombinovanju u različitim kombinacijama bez udaljavanja od obima ovog opisa kako je definisano patentnim zahtevima iza opisa.

KRATAK OPIS SLIKA NACRTA

[0017] Gornji opis, kao i sledeći detaljan opis ilustrovanih izvođenja, je jasniji kada se čita u vezi sa priloženim slikama. Da bi se ilustrovao ovaj opis, primeri konstrukcija opisa su prikazani na slikama. Međutim, ovaj opis se ne ograničava na specifične postupke i ovde opisana posredna sredstva. Povrh toga, stručnjaci u ovoj oblasti će razumeti da slike nisu u razmeri. Gde god je moguće, slični elementi su označeni identičnim brojevima.

[0018] Izvođenja ovog opisa će sada biti opisana, samo kao primer, sa pozivom na sledeće dijagrame na kojima:

SL.1A (prethodno stanje tehnike) je primer grafičkog prikaza spektra apsorpcije za porfirin kao funkciju talasne dužine svetla;

SL.1B (prethodno stanje tehnike) je primer grafičkog prikaza spektra apsorpcije za flavin kao funkciju talasne dužine svetla;

SL.2 je blok dijagram sistema za smanjenje mikroorganizama, u skladu sa izvođenjem iz ovog opisa;

SL.3 je grafički prikaz razlika između jednostrukog i dvostrukog sistema talasnih dužina plavog svetla, sa relativnom količinom (%) mikroorganizama kao funkcijom energije doze svetla, u skladu sa izvođenjem iz ovog opisa;

SL.4 je primer grafičkog predstavljanja spektra apsorpcije iz prve fotoreaktivne komponente (kao što je porfirin) i druge fotoreaktivne komponente (kao što je flavin) kao funkcija talasne dužine plavog svetla, u skladu sa izvođenjem iz ovog opisa;

SL 5A je grafički prikaz broja mikroorganizama u vezi sa dozom svetla gde su Staphylococcus aureus osvetljene sa 405 nm plavog svetla; i

SL 5B je grafički prikaz broja mikroorganizama u vezi sa dozom svetla gde je Staphylococcus aureus osvetljena sa 470nm plavog svetla.

SL 6 je šematski prikaz koji prikazuje delotvorno područje za dezinfekciju.

[0019] Na priloženim slikama, podvučeni broj se koristi da predstavi stavku preko koje se pozicionira podvučeni broj ili stavku kojoj je podvučeni broj susedan. Nepodvučeni broj se odnosi na stavku identifikovanu redom koji povezuje nepodvučeni broj sa tom stavkom. Kada broj nije podvučen i prati ga pridružena strelica, taj nepodvučeni broj se koristi da identifikuje opšti pojam na koji ta strelica ukazuje.

DETALJAN OPIS IZVOĐENJA

[0020] Detaljan opis u nastavku pokazuje izvođenja ovog opisa i načine na koji je njih moguće primeniti. Iako su opisani neki načini izvođenja ovog opisa, stručnjaci u ovoj oblasti će uvideti da su moguća i druga izvođenja za sprovođenje ili praktikovanje ovog opisa.

[0021] U jednom varijantnom rešenju, izvođenje ovog opisa obezbeđuje sistem za smanjenje mikroorganizama, taj sistem obuhvata:

- sklop svetla koji može da radi da bi emitovao najmanje dva od:

- prvog plavog svetla na prvoj vršnoj talasnoj dužini od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, prva vršna vrednost ima prvi vremenski usrednjeni intenzitet I1, da cilja prvu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- drugo plavo svetlo na drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, druga vršna vrednost ima drugi vremenski usrednjeni intenzitet I2, da cilja drugu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- treće plavo svetlo na trećoj vršnoj talasnoj dužini od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, ta treća vršna vrednost ima treći vremenski usrednjeni intenzitet I3, da cilja treću fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama; i

- procesor je komunikativno spojen na sklop svetla da kontroliše vremenski usrednjeni intenzitet plavih svetala emitovanih pomoću tog sklopa svetla tako da ako se koriste dva plava svetla, vremenski usrednjeni intenzitet jednog plavog svetla je između vremena 0,67 i 1,33 vremenski usrednjenog intenziteta drugog plavog svetla; i ako se koriste tri plava svetla, vremenski usrednjeni intenzitet bilo kog od plavih svetala je između vremena 0,76 i 1,24 vremenski usrednjenog intenziteta tog vremenski usrednjeni intenzitet oba od drugih plavih svetala.

[0022] U nekom drugom varijantnom rešenju, izvođenje iz ovog opisa obezbeđuje postupak za smanjenje mikroorganizama, preko sistema koji obuhvata sklop svetla i procesor, taj postupak obuhvata:

- emitovanje najmanje dve od

- prvog plavog svetla prve vršne talasne dužine od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, prva vršna vrednost ima prvi vremenski usrednjeni intenzitet I1, da cilja prvu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- drugo plavo svetlo na drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, druga vršna vrednost ima drugi vremenski usrednjeni intenzitet I2, da cilja drugu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- treće plavo svetlo na trećoj vršnoj talasnoj dužini od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, ta treća vršna vrednost ima treći vremenski usrednjeni intenzitet I3, da cilja treću fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama; i

- kontrolisanje vremenski usrednjenih intenziteta plavih svetala emitovanih pomoću tog sklopa svetla tako da ako se koriste dva plava svetla, vremenski usrednjeni intenzitet jednog plavog svetla je između vremena 0,67 i 1,33 vremenski usrednjenog intenziteta drugog plavog svetla; i ako se koriste tri plava svetla, vremenski usrednjeni intenzitet bilo kog od plavih svetala je između vremena 0,76 i 1,24 vremenski usrednjenog intenziteta tog vremenski usrednjenog intenziteta oba od tih drugih plavih svetala.

[0023] Ovaj opis obezbeđuje gore pomenuti sistem i postupak za smanjenje mikroorganizama. Korisno, gore pomenuti sistem koristi dvostruku talasnu dužinu plavog svetla da bi ciljao više od jednog mehanizma inaktivacije mikroorganizma istovremeno, za smanjenje mikroorganizama na mnogo efikasniji i brži način. U jednom izvođenju, sistem koristi tri različite vršne talasne dužine. Specifično, u jednom izvođenju plava svetla se koriste da bi aktivirala dve ili više fotoreaktivnih komponenata, kao što su porfirini i flavini, mikroorganizma da bi se dobro apsorbovalo plavo svetlo na talasnoj dužini od oko 405 nm i 450 nm, da bi se otpustila citotoksična jedinjenja, kao što su reaktivne vrste kiseonika (ROS), koja ubija mikroorganizme. Pronalazači su takođe primetili u skorašnjim studijama pokazano da su neki mikroorganizmi fotoinaktivirani sa talasnim dužinama od 464-490 nm. Sada se proučava polazni mehanizam.

[0024] U nastavku, čak i ako se jednina koristi za pojam porfirin i/ili flavin, treba razumeti da se misli na različite varijante, jer tipično mikroorganizmi proizvode različite vrste porfirina i/ili flavina. Pored toga, spektri apsorpcije za različite porfirine i/ili flavine ne varira značajno jedne od drugih. Pred toga, kao što je ilustrovano na SL.1B, flavini imaju jedan maksimum apsorpcije u UV regiji, ali UV svetlo je štetno za ljude i materijale, samo se maksimum apsorpcije u regionu plavog svetla cilja u ovom pronalasku.

[0025] Dodatno, upotreba specifičnih talasnih dužina plavog svetla sprečava rasipanje plavog svetla na talasne dužine koje se ne apsorbuju fotoreaktivnim jedinjenjima u tom mikroorganizmu kako je prikazano na Sl.6. Dakle, gore pomenuti sistem je dodatno ekonomičan i zahteva nikakvu ili zanemarljivu ručnu intervenciju. Uobičajeno, oba ili sva tri plava svetla se koriste u isto vreme, ali ona mogu da se koriste naizmenično, ili ako se tri plava svetla koriste, bilo koja dva od njih mogu da se koriste u isto vreme i naizmenično sa trećim plavim svetlom. Takođe je moguće koristiti više od dva plava svetla, t.j. upotreba trećeg i po mogućstvu četvrtog plavog svetla sa uskom širinom opsega i specifičnom vršnom talasnom dužinom. Svakako, sklop svetla može da bude funkcionalan i da emituje četvrto plavo svetlo na četvrtoj vršnoj talasnoj dužini, četvrta vršna talasna dužina ima četvrti vremenski usrednjen intenzitet.

[0026] Prema nekom izvođenju, sistem i postupak koristi pomenuto prvo i drugo plavo svetlo, ili prvo i treće plavo svetlo, ili drugo i treće plavo svetlo, ili sva tri plava svetla. U slučaju da nisu sva plava svetla uključena u isto vreme, moguće je izabrati na primer da prvo i drugo plavo svetlo jesu alternativno uključeni, prvo i treće plavo svetlo su alternativno uključeni, drugo i treće plavo svetlo su alternativno uključeni, prvo i drugo plavo svetlo su uključeni u isto vreme uz naizmenično smenjivanje sa trećim plavim svetlom, dugo i treće plavo svetlo uključeni u isto vreme dok se naizmenično menjaju sa prvim plavim svetlom, ili prvo i treće plavo svetlo uključeni u isto vreme dok se naizmenično menjaju drugo plavo svetlo.

[0027] Plavo svetlo se proizvodi uobičajeno sa iluminatorima korišćenjem tehnologije svetleće diode (LED) koja može da koristi talasnu dužinu pobuđivanja (ekscitacije) koja se pretvara sa fosforom u ciljne talasne dužine. Takođe, druge talasne dužine kao što su laserske diode, opciono kombinovane sa fosforima, mogu da se koriste da bi se proizvelo plavo svetlo uskog opsega.

[0028] Kao što je primećeno različiti mikroorganizmi imaju različite količine porfirina i/ili flavina, i njihove količine mogu čak da variraju sa vremenom za dati mikroorganizam. Korišćenje samo jedne plave vršne talasne dužine nije efikasno i neće uticati na ceo opseg mikroorganizama. Takođe se pokazalo (ispod u eksperimentalnom delu) da antimikrobni efekat korišćenja dve ciljne talasne dužine jeste bolji od antimikrobnog efekta postignutog kada se koristi neka pojedinačna talasna dužina. Pored toga, pošto neki mikroorganizmi mogu da sadrže manje porfirina od drugih, sadašnje tehnike aktivacije fotoina koje samo ciljaju ovaj mehanizam zauzvrat zahtevaju više intenzitete i/ili duže vreme osvetljenja da bi se inaktivirali mikrobi sa nižim sadržajem porfirina.

[0029] U gornjem tekstu, puna širina polovine maksimuma je definisana kao protok uzet iz vršnog intenziteta koji uključuje opseg do polovine ukupne amplitude. Vremenski usrednjeni intenzitet plavog svetla se definiše kao prosečan intenzitet plavog svetla preko nekog vremenskog perioda tretiranja, pri čemu se to vreme tretiranja definiše kao vreme kada doza svetla (energija) dostiže unapred definisanu ciljnu dozu svetla. U ovom opisu, intenzitet prosečnog vremena može da bude ponekad skraćen na prosto intenzitet, pri čemu se misli na intenzitet prosečnog vremena. Ovo se primenjuje na slučajeve kada se intenziteti prosečnog vremena plavih svetala razmatraju. Pojam "intenzitet" generalno se odnosi na ovaj opis na snagu osvetljenja po području (W/cm<2>). Pojam doza svetla se odnosi na intenzitet (W/cm<2>) puta vremenski period (sekundi) t.j. Ws/cm<2>. Mogući pojam za dozu svetla korišćen u ovom opisu je količina energije na nekoj površini (J/cm<2>). Vremenski period proseka intenziteta (I) treba razumeti kao zbir intenziteta svetla tokom nekog vremenskog perioda. Samim tim, prosečni intenzitet vremena je isti tokom preciziranog vremenskog perioda bez obzira na korišćenje kontinualnog izvora svetla ili ako se svetlo pulsira.

[0030] Vremenski usrednjeni intenzitet plavih svetala emitovanih pomoću tog sklopa svetla su takvi da ako se koriste dva plava svetla, vremenski usrednjeni intenzitet jednog plavog svetla je između vremena 0,67 i 1,33 tog vremenski usrednjenog intenziteta drugog plavog svetla, poželjno tako da odnos ta dva vremena usrednjuje intenzitete približno 1:1; i ako se koriste tri plava svetla, vremenski usrednjeni intenzitet bilo kog plavog svetla je između vremena 0,76 i 1,24 vremenski usrednjenog intenziteta tog vremenski usrednjenog intenziteta oba druga plava svetla, poželjno tako da odnos dva vremena usrednjuje intenzitete približno 1:1:1. Dakle, na primer I1je od 0,67 x I2do 1,33 x I2; I2je od 0,67 x I3do 1,33 x I3ili I1je od 0,67 x I3do 1,33 x I3. Ako se koriste tri plava svetla, odnosi vremenski usrednjenih intenziteta treba da budu unutar opsega za I1i I3jesu 0,76 x I2do 1,24 x I2. Odnosi koji su dati gore se zasnivaju na proučavanjima pronalazača i predstavljaju maksimalno odstupanje vremenski usrednjenih intenziteta. Preporučljivo, odnosi su blizu 1:1 u slučaju dva plava svetla i 1:1:1 u slučaju tri plava svetla. U drugom primeru, I1može da bude od 0,90 × I2do 1,08 × I2; I2može da bude od 0,95 × I3do 1,02 × I3ili I1može da bude od 0,92 × I3do 1,07× I3.

[0031] Jasno je da većina mikroorganizama jesu sitni mikroorganizmi koji su uobičajeno vidljivi samo ispod mikroskopa visoke rezolucije. Mikroorganizmi (ili mikrobi) obuhvataju, ali nisu ograničeni na, bakterije, viruse, plesni, i kvasce. Generalno, mikroorganizmi su sveprisutni i postoje u prirodi u njihovom jednoćelijskom (samo jedna ćelija) obliku ili u koloniji ćelija i interakciju sa organizmima prisutnim u njihovom okruženju. Uobičajeno, mikroorganizmi postoje u vegetativnom obliku ili kao biofilm (kolonije) se razlikuju jedna od druge. Prema pronalazačevom saznanju, plavo svetlo eliminiše mikoorganizme u oba oblika (vegetativni i biofilm) ali druge metode dezinfekcije generalno ne rade dobro na mikroorganizmima unutar biofilma.

[0032] Jasno je da je svetlo elektromagnetsko zračenje koje zauzima unapred definisan deo ukupnog elektromagnetnog spektra. Specifično, svetlo se odnosi na vidljivo svetlo koja zauzima vidljivi region svetla elektromagnetnog spekta. Elektromagnentni spektar obuhvata kontinuum svih elektromagnetnih talasa, kao što su radio talasi, mikrotalasi, infracrveno, vidljivo svetlo, ultraljubičasto, X-zrake i gama zrake, raspoređene opadajućim redosledom talasne dužine, energije i/ili frekvencije (pri čemu su energija i frekvencija inverzno proporcionalni odgovarajućoj talasnoj dužini). Vidljivo svetlo se definiše kao 400-780 nm od strane Organa za zračenje i nuklearnu bezbednost u Finskoj (Radiation and Nuclear Safety Authority in Finland), iako će neki organi kao vidljivo svetlo da kategorišu 380-780 nm. Ljudsko oko ne može generalno da vidi talasne dužine ispod 400 nm, samim tim vidljivo plavo svetlo je generalno definisano kao 400-500 nm.

[0033] Specifično, slično svim drugim elektromagnetnim talasima, vidljivo svetlo se širi kako se talasi i čestice energije koje su deo tog vidljivog svetla apsorbuju fotoreaktivnim metabolitima unutar organizma koji se izlaže vidljivom svetlu. Preciznije, specifičan opseg talasne dužine vidljivog svetla apsorbuje specifičan deo organizma. Svakako, mikroorganizmi proizvode jedinjenja koja reaguju na plavo svetlo kao deo njihovog prirodnog metabolizma. Proizvedena jedinjenja koja reaguju na plavo svetlo u mikroorganizmima efikasno apsorbuju plavo svetlo veoma specifičnih talasnih dužina, pri čemu druge talasne dužine ne ispoljavaju antimikrobno dejstvo. Ovo je detaljnije pokazano u eksperimentalnom delu u nastavku. Studije pokazuju da plavo svetlo nije štetno za ljude.

[0034] Pored toga, plavo svetlo ima antimikrobna (ili mikrobicidna) svojstva. Specifično, plavo svetlo fotodinamički inaktivira ćelije mikroorganizama, kao što su gljivice, bakterije i slično. Još preciznije, mikroorganizmi obuhvataju najmanje dve fotoreaktivne komponente koje apsorbuju plavo svetlo na dve ili više specifičnih talasnih dužina. Pojam "fotoreaktivna komponenta" se odnosi na delove unutar mikroorganizma koji apsorbuju svetlo.

[0035] Ovaj se pronalazak odnosi na sistem za smanjenje mikroorganizama, pri čemu taj sistem obuhvata sklop svetla koji može da funkcioniše da bi emitovao najmanje dve od tri vršne vrednosti plavog svetla koje imaju različitu vršnu talasnu dužinu. Svaka od tri vršne vrednosti talasne dužine se definiše da ima punu širinu polovine maksimuma (FWHM) od najviše 25 nm. Kao što je ovde prikazano talasne dužine apsorpcije fotoreaktivnih jedinjenja u mikroorganizmima su uske. Ovo je područje talasne dužine kod kog postoji biološki odgovor u mikroorganizmima. Samim tim, sa uskom punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm može biti osigurano da energija od sklopa svetla koja može da se koristi za smanjenje mikroorganizama (snaga dezinfekcije) se koncentruje na talasnoj dužini gde postoji biološki odgovor.

[0036] Ovde prikazani rezultati potvrđuju da postoji velika razlika između različitih talasnih dužina u plavom području kada dođe do efikasnosti dezinfekcije plavog svetla. Slika 6 pokazuje šematski način da će sva energija (svetlo) koje se emituje u nekom području (nanometri), koju mikroorganizam fotoreaktivnih jedinjenja ne apsorbuje i samim tim nema dezinfekcionu snagu, biti uzaludno rasuta. Dakle, da bi se postigla dovoljno visoka dezinfekciona snaga na energetski efikasan način, ključno je izabrati prave talasne dužine plavog svetla i ciljati samo ove talasne dužine i ne rasipati energiju na osvetljenje sa talasnim dužinama koje ne doprinose dezinfekcionoj snazi. Ovo je moguće postići sa sklopom svetla prema ovom pronalasku.

[0037] Fotoreaktivne komponente obuhvataju organska jedinjenja kao što su porfirini, flavini i tako dalje, koji efikasno apsorbuju plavo svetlo na specifičnim talasnim dužinama (kao što je 405 nm i 450 nm), što daje kao rezultat proizvodnju citotoksično reaktivnih vrsta kiseonika (što je naznačeno kao ’ROS’ dole u tekstu). Opciono, fotoinaktivacija može nastati kroz bilo koji drugi mehanizam koji daje kao rezultat smanjenje i eliminaciju mikroorganizama.

[0038] Generalno, ROS obuhvata na primer jedan singlet kiseonika (ili<1>O2), anjon superoksida, slobodni radikal hidroksila ili molekul vodonik peroksida, koji oštećuju i uništavaju ćeliju. Fotoinaktivacija mikroorganizama preko porfirina (obuhvata ali se ne ograničava na koproporfirin I, koproporfirin III, protoporfirin IX (PPIX) i uroporfirin I, uroporfirin III i njihove derivate) i flavine (koja obuhvata ali se ne ograničava na riboflavin, flavin adenin dinukleotid (FAD), flavin mononukleotid (FMN) i njihove derivate) pomaže za smanjenje ili eliminisanje takvih mikroorganizama iz okoline. Dakle, visoka higijena može da se uspostavi, i patogeni mikrobi eliminisani iz vazduha i površine u bilo kojoj situaciji pri čemu je neophodan izvestan nivo dezinfekcije. Pored toga, ciljanje više od jednog fotoreaktivnih jedinjenja mikroorganizama sa specifičnim talasnim dužinama pospešuje antimikrobnu aktivnost plavog svetla.

[0039] Sistem za smanjenje mikroorganizama obuhvata sklop svetla koji funkcioniše da bi se emitovalo izabrano najmanje dva plava svetla pri datim vršnim talasnim dužinama i punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm. Različite kombinacije su kao što je gore u tekstu razmatrano. Specifično, delotvornost plavog svetla za smanjenje mikroorganizama je uglavnom određeno pomoću talasnih dužina plavog svetla i doza energije korišćenih (što se određuje pomoću prosečnog intenziteta svetla i vremena osvetljenja). Preciznije, porfirini imaju intenzivnu širinu apsorpcije plavog svetla sa vršnom apsorpcijom blizu 405 nm, pri čemu flavini imaju intenzivnu širinu apsorpcije plavog svetla sa vršnom apsorpcijom blizu 450 nm, i kako što je pomenuto gore u tekstu, mehanizam koji podvlači dejstvo trećeg plavog svetla se proučava. Pored toga, specifično, plavo svetlo pri vršnoj talasnoj dužini od oko 450 nm aktivira kao okidač fotoinaktivaciju preko flavina (između dugih FAD/FMN) naknadno pokreću proizvodnju ROS. Jasno će biti da proizvodnja ROS indukuje cepanje DNK (uništava DNK) u mikroorganizmima, kao i uništavanje mikroorganizama RNK, struktura proteina i membranu ćelije, između ostalog, što dovodi do uništavanja i deaktivacije mikroorganizama.

[0040] Prva plava svetla ima prvu vršnu talasnu dužinu od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, t.j. vršna talasna dužina može da bude na primer od 400, 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408 ili 409 nm najviše do 401, 402, 403, 404, 405, 406, 407, 408, 409 ili 410 nm. Drugo plavo svetlo ima drugu vršnu talasnu dužinu od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, t.j. vršna talasna dužina može da bude na primer od 440, 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447, 448, 449, 450, 451, 452, 453, 454, 455, 456, 457, 458, 459, 460, 461, 462 ili 463 nm i do 441, 442, 443, 444, 445, 446, 447, 448, 449, 450, 451, 452, 453, 454, 455, 456, 457, 458, 459, 460, 461, 462, 463, ili 464 nm.

[0041] Treće plavo svetlo ima treću vršnu talasnu dužinu od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, t.j. vršne talasne dužine mogu biti na primer od 465, 466, 467, 468, 469, 470, 471, 472, 473, 474, 475, 476, 477, 478, 479, 480, 481, 482, 483 ili 484 nm najviše do 466, 467, 468, 469, 470, 471, 472, 473, 474, 475, 476, 477, 478, 479, 480, 481, 482, 483, 484, 485, 486, 487, 488, 489 ili 490 nm.

[0042] Puna širina polovine maksimuma svake vršne talasne dužine može biti nezavisno na primer od 1, 2, 5, 7, 9, 10, 12, 15 ili 17 nm najviše do 5, 7, 9, 10, 12, 15, 17, 18, 20, 23 ili 25 nm.

[0043] U celom ovom opisu, pojam "sklop svetla" korišćen ovde se odnosi na raspored od najmanje jednog sredstva zračenja (ili izvora svetla), postavljenog u horizontalni, vertikalni ili ugaoni položaj. Opciono, sklop svetla obuhvata delimično zatvorenu pregradu, koja ima gornji segment, donji segment, i najmanje dva zida. Pored toga, sklop svetla obuhvata sredstva spajanja, kao što je ekser i spajalicu, vakuumsku usisnu čašicu, zavrtanj, kuku, kombinaciju svornjaka i navrtke, konzola i tako dalje, za spajanje na primer na zid ili plafon zatvorenog ormarića ili sobe. Sklop svetla može takođe da obuhvata dva ili više sredstva sa zračenjem, jedno za svaku talasnu dužinu.

[0044] U jednom izvođenju, sklop svetla obuhvata najmanje jedan od gornjih segmenata donji segment, zidove sa najmanje jednim prorezom, najmanje jedan prorez, najmanje jedan provrt, prekidač, i tako dalje. Specifično, najmanje jedan prorez projektuje plava svetla emitovana pomoću sklopa svetla pri ciljanom području okruženja. Pored toga, prekidač funkcioniše da prouzrokuje sklop svetla da bi se emitovala plava svetla kada radi ili u režimu UKLJUČENO. Najmanje jedan provrt dozvoljava pristup u sklop svetla, kao što je pomoću sklopa dovoda napajanja, operacije, i slično. U jednom primeru, sklop svetla uključuje napravu za dovod napajanja, raspoređenu preko najmanje jednog provrta, za dovod snage do sklopa svetla. Naprava za dovod napajanja doprema napajanje korišćenjem uobičajenih metoda, uključujući, ali ne i ograničeno na, solarnu snagu, električnu energiju, hemijsku energiju, dopunjive baterije, energiju na bazi goriva, hidroenergiju i tako dalje. U jednom drugom primeru, sklop svetla uključuje vertikalni štap, postavljen preko najmanje jednog provrta, za sigurno postavljanje sklopa svetla raspoređenog preko vertikalnog štapa na površinu ili tlo. Vertikalni štap obuhvata gornju ivicu i donji segment spojen na produženu stabilnu platformu, kao što je tronožno postolje, ravno položeno postolje, postolje na ravnoj osnovi. U još jednom primeru, sklop svetla uključuje prozor (ili vrata) na jednom od segmenata delimično zatvorene pregrade, u svrhu održavanja tog sklopa svetla.

[0045] U jednom izvođenju, sklop svetla obuhvata izvor svetla za ozračivanje. Specifično, izvor svetla je funkcionalan da emituje svetlo, naime plavo svetlo, na unapred definisanoj talasnoj dužini. U preporučenom izvođenju, izvor svetla je svetleća dioda (LED), ali može da bude bilo koji drugi pogodan izvor svetla, t.j. izvor svetla koji može da emituje svetlo na neophodnom uskom području talasne dužine i neophodan vremenski usrednjeni intenzitet, kao što je laserska dioda. Željene talasne dužine moguće je generisati korišćenjem fosfora i ekscitacionog izvora svetla. U jednom izvođenju, sklop svetla obuhvata više izvora svetla, poželjno svetlećih dioda (LED), na primer najmanje dve svetleće diode (LED), električno spojene sa napravom za električno napajanje postavljenom unutar te naprave koja svetli.

[0046] U jednom izvođenju, sklop svetla je funkcionalan da emituje prvo plavo svetlo pri prvoj vršnoj talasnoj dužini od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, da bi ciljao prvu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama. Opseg prve, druge i treće vršne talasne dužine se optimalno bira za smanjenje mikroorganizama. Opciono, sklop svetla koristi izvor svetla, poželjno svetleću diodu (LED), da emituje prvo plavo svetlo pri prvoj vršnoj talasnoj dužini. U jednom izvođenju, više od jedne sveleće diode (LED) moguće je koristiti da bi se emitovalo prvo plavo svetlo. Pored toga, prvo plavo svetlo pri prvoj vršnoj talasnoj dužini od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, se cilja pri prvoj fotoreaktivnoj komponenti mikroorganizama, pri čemu je prva fotoreaktivna komponenta na primer porfirin. Svakako, molekul porfirina dobro apsorbuje prvo plavo svetlo pri talasnoj dužino od 400-410 nm.

[0047] Prema nekom izvođenju, sklop svetla je funkcionalan još i da emituje drugo plavo svetlo pri drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, da bi ciljao drugu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama. Opseg druge vršne talasne dužine se optimalno bira za smanjenje mikroorganizama, mada posredstvom različitog mehanizma nego prva vršna talasna družina. Opciono, sklop svetla koristi izvor svetla, poželjno svetleću diodu (LED), da emituje drugo plavo svetlo pri drugoj vršnoj talasnoj dužini. U jednom izvođenju, više od jedne svetleće diode (LED) moguće je koristiti da bi se emitovalo drugo plavo svetlo. Pored toga, drugo plavo svetlo pri drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, se cilja pri drugoj fotoreaktivnoj komponenti mikroorganizama, pri čemu je druga fotoreaktivna komponenta na primer flavin. Svakako, molekul flavina dobro apsorbuje drugo plavo svetlo pri talasnoj dužino od 440-464 nm.

[0048] Prema nekom izvođenju, sklop svetla je funkcionalan još i tako da emituje treće plavo svetlo pri trećoj vršnoj talasnoj dužini od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, da bi ciljao treću fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama. Opseg treće vršne talasne dužine se optimalno bira za smanjenje mikroorganizama, mada posredstvom različitog mehanizma nego prva i/ili druga vršna talasna družina. Opciono, sklop svetla koristi izvor svetla, poželjno svetleću diodu (LED), da bi se emitovalo treće plavo svetlo na trećoj vršnoj talasnoj dužini. U jednom izvođenju, više od jedne svetleće diode (LED) moguće je koristiti da bi se emitovalo drugo plavo svetlo. Pored toga, treće plavo svetlo pri trećoj vršnoj talasnoj dužini od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, se cilja pri trećoj fotoreaktivnoj komponenti mikroorganizama.

[0049] Sistem za smanjenje mikroorganizama obuhvata procesor koji je komunikativno spojen na sklop svetla da kontroliše vremenski usrednjeni intenzitet plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla. Opciono, procesor reguliše sistem, povećanjem ili smanjenjem vremenski usrednjenog intenziteta plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla da bi se smanjili mikroorganizmi. Specifično, vremenski usrednjeni intenzitet plavog svetla se meri kao snaga i vreme po jediničnom području neke površine. Na primer, vremenski usrednjeni intenzitet plavog svetla može da bude 10 vat sekundi po kvadratnom centimetru (označeno kao ’Ws/cm<2>’ ovde u daljem tekstu). Taj vremenski usrednjeni intenzitet plavog svetla varira zavisno od izvora plavog svetla. Specifično, različiti vremenski usrednjeni intenziteti plavog svetla imaju specifične primene u različitim oblastima.

[0050] Opciono, sistem još obuhvata najmanje jedan senzor svetla, koji je komunikativno spojen na procesor, konfigurisan da detektuje vremenom usrednjene intenzitete plavih svetala koje emituje sklop svetla, pri čemu se procesor konfiguriše da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala kada energija plavog svetla na površini prekorači unapred definisanu granicu praga vrednosti. Unapred definisana granica praga vrednosti može da se postavi na primer između 1 i 100 Ws/cm<2>. Specifično, najmanje jedan senzor svetla se koristi da precizno detektuje vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala emitovanih od strane tog sklopa svetla. Preciznije, najmanje jedan senzor svetla snima detektovane vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala emitovanih pomoću sklopa svetla kao podatke senzora svetla. U slučaju tri da se koriste tri plava svetla, senzor svetla se konfiguriše da detektuje vremenski usrednjen intenzitet svih plavih svetala i procesor se konfiguriše da kontroliše vremenski usrednjen intenzitet svih plavih svetala, itd. Senzor svetla šalje podatke senzora svetla, koji obuhvataju informaciju koja se odnosi na vremenski usrednjene plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla, na taj procesor. Procesor se konfiguriše da primi podatke senzora svetla od tog senzora svetla i reguliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala kada energija plavog svetla na površini prekorači unapred definisanu granicu praga vrednosti. Pošto se ovaj opis odnosi na ciljanu fotoinaktivaciju mikroorganizama, ključno je dostići i održati optimalne nivoe energije plavog svetla na površini da bi se garantovao dovoljan nivo dezinfekcije. U slučaju samo kratkog vremena dostupnog za korišćenje ovog sistema i postupka, moguće je povećati vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala da bi se dobio optimalni nivo dezinfekcije.

[0051] U nekom izvođenju, plava svetla emituje taj sklop svetla na vremenski usrednjenom intenzitetu koji obezbeđuje da energija plavog svetla na površini koja prekoračuje 1 vat x sekund po kvadratnom centimetru (Ws/cm<2>). Specifično, energija plavog svetla od više od 1 Ws/cm<2>osigurava da se minimalna citotoksična količina ROS proizvede u mikroorganizmu kao rezultat apsorpcije plavog svetla pomoću odgovarajućih fotoreaktivnih jedinjenja u mikroorganizmu.

[0052] Za sada, nije poznato da će biti gornja granica za energiju plavog svetla neophodnu da bi aktivirala fotoreaktivna jedinjenja da bi se proizvelo dovoljno vrsta reaktivnog kiseonika (ROS) koji je visoko citotoksičan i ubija mikroorganizam. Međutim, postoji praktična granica neprekidnog vremena učinka usrednjenog intenziteta komponenata sklopa svetla u odnosu na proizvodnju toplote i vek upotrebe. Gornja granica je tako uobičajeno 100 kWs/cm<2>u kontinualnom radu.

[0053] Sa druge strane, može biti napomenuto da energija plavog svetla pri 1 Ws/cm<2>ili ispod može dati kao rezultat reverzno antimikrobno svojstvo plavog svetla i pospešiti rast mikroorganizama (kao što je prikazano na Slikama). Takođe, obezbeđivanje izvora svetla sa širokom talasnom dužinom kao što je belo svetlo ili ambijentalno svetlo ili neke specifične talasne dužine mogu da pospeše rast mikroorganizama čime se smanjuje dezinfekciono svojstvo sklopa svetla prema ovom pronalasku. Prema nekom izvođenju, ako se relativni odnos vremenski usrednjenih intenziteta drži na pretežno konstantnom nivou na ciljnoj površini, t.j. ako se menja intenzitet jednog plavog svetla, menja se vremenski usrednjen intenzitet drugog plavog svetla. Doza (količina energije) se poželjno kontroliše podešavanjem vremena tokom kog je uključeno pomenuto svetlo sa pomenutim vremenski usrednjenim intenzitetom Ako se doza kontroliše kontrolisanjem vremenski usrednjenog intenziteta, vrednosti vremenski usrednjenog intenziteta oba plava svetla (li svih plavih svetala) se kontrolišu.

[0054] U nekom izvođenju, sklop svetla obuhvata najmanje dva izvora svetla koja funkcionišu da bi se emitovala plava svetla pri željenim talasnim dužinama, i procesor može da funkcioniše da kontroliše izvor svetla da alternativno emituje plava svetla periodično. Opciono, jedan izvor svetla, poželjno svetleća dioda (LED), moguće je koristiti da se emituje plavo svetlo od dve (ili tri) različite talasne dužine. Opciono, procesor može da funkcioniše da bi konrolisao izvor svetla da alternativno emituje plavo svetlo od dve ili tri različite talasne dužine. Specifično, procesor upravlja svetlećom diodom (LED) da bi emitovao prvo jedno plavo svetlo na jednoj talasnoj dužini i drugo plavo svetlo na za nju datu talasnu dužinu periodično. Na primer, za prvih pet sekundi, samo plavo svetlo sa prvom vršnom talasnom dužinom od 400-410 nm, poželjno 405 nm, sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, se emituje, i posle toga, tokom sledećih 5 sekundi samo plavo svetlo druge vršne talasne dužine od 440-464 nm, poželjno 450 nm, sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, se emituje. Iste kombinacije koje se razmatraju gore se primenjuju i ovde, pri čemu vremena mogu da budu bilo koja pogodna vremena.

[0055] U nekom drugom izvođenju, sklop svetla obuhvata dva izvora svetla svaki funkcioniše da emituje dato plavo svetlo. Izvor svetla može takođe da obuhvata tri izvora svetla, svaki funkcioniše da bi emitovao dato plavo svetlo. U još jednom izvođenju, sklop svetla može obuhvatati dva izvora svetla, jedan može da funkcioniše da bi emitovao dva različita plava svetla i drugi da bi emitovao treće plavo svetlo. Procesor može da funkcioniše da bi kontrolisao prvi i drugi izvor svetla da istovremeno emituju plava svetla. Opciono, dva distinktivna izvora svetla, poželjno dve svetleće diode (LED), mogu da se koriste da bi se emitovalo plavo svetlo dve različite talasne dužine, tako da svaki od izvora svetla emituju bilo jedno plavo svetlo ili drugo plavo svetlo. Opciono, procesor može da funkcioniše da bi kontrolisao svaki od dva izvora svetla da bi istovremeno emitovao plava stvela. Specifično, na primer, procesor koristi prvi izvor svetla svetleće diode (LED) da bi emitovao prvo plavo svetlo pri prvoj talasnoj dužini i drugi izvor svetla svetleće diode (LED) da bi emitovao drugo plavo svetlo na drugoj talasnoj dužini istovrmeno ili naizmenično. Na primer, prvi izvor svetla svetleće diode (LED) može da emituje plavo svetlo sa prvom talasnom dužinom od 400-410 nm, poželjno 405 nm, sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, za prvih pet sekundi, i u isto vreme drugi izvor svetla svetleće diode (LED) može da emituje plavo svetlo sa drugom talasnom dužinom od 440-464 nm, poželjno 450 nm, sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm.

[0056] Opciono, procesor može da funkcioniše da kontroliše izvor(e) svetla da bi emitovao plava svetla istovremeno na jedan od sledećih načina: kontinualno, kratkim impulsima (bleskanjima), ili u dugim impulsima. Specifično, prvi izvor svetla i drugi izvor svetla mogu emitovati odgovarajuća plava svetla specifičnih talasnih dužina kontinualno da bi smanjili broj mikroorganizama.

[0057] Opciono, sistem još obuhvata najmanje jedan senzor, komunikaciono spojen na procesor, pri čemu najmanje jedan senzor jeste funkcionalan da detektuje prisustvo ili pomeranje objekata unutar ciljnog područja podvrgnutog plavim svetlima emitovanim od strane sklopa svetla, i pri čemu najmanje jedan senzor jeste funkcionalan da da instrukciju procesoru da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala u ciljnom području. Pokretni objekat može da bude lice ili životinja. Opciono, najmanje jedan senzor uključuje, ali se ne ograničava na, senzor pokreta, infracrveni senzor, uređaj za slikovni prikaz i tako dalje. Specifično, senzor pokreta je vrsta infracrvenog senzora koji detektuje blizinu pokretnog objekta, kao što je čovek ili životinja unutar ciljnog područja podvrgnutog plavim svetlima koje emituje sklop svetla. Preciznije, senzor pokreta može na primer da detektuje promenu na infracrvenim termičkim obrascima toplote u području u blizini senzora pokreta. Pored toga, senzor pokreta može da koristi par piroelektričnih elemenata za registrovanje promene u temperaturi usled infracrvenih toplotnih obrazaca toplote. Kao posledica toga, trenutne razlike u učinku su generisane na dva piroelektrična elementa se detektuju kao pokreti, specifično objekti koji zrače toplotu, kao što su ljudi ili životinje.

[0058] U jednom izvođenju, najmanje jedan senzor je funkcionalan da instruiše procesor da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala u ciljnom području. Specifično, najmanje jedan senzor se koristi da precizno detektuje prisustvo ili kretanje objekta unutar ciljnog područja podvrgnutog plavim svetlima koje emituje taj sklop svetla. Preciznije, najmanje jedan senzor snima informaciju o pokretnom objektu kao podatke senzora. Taj najmanje jedan senzor šalje podatke senzora, koji obuhvataju informaciju koja se odnosi na prisustvo pokretnog objekta unutar ciljnog područja podvrgnutog plavim svetlima koje emituje sklop svetla, na procesor. Procesor se konfiguriše da primi podatke senzora od najmanje jednog senzora i da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala u ciljnom području na osnovu primljenih podataka senzora.

[0059] Opciono, procesor funkcioniše da bi se kontrolisani vremenski usrednjene intenzitete tih plavih svetala istovremeno na jedan od načina: neprekidno, u kratkim impulsima (bleskanjima), ili u dugim impulsima. Specifično, vremenski usrednjeni intenziteti svetla mogu biti kontrolisani da emituju odgovarajuća plava svetla kontinualno da bi se smanjili mikroorganizmi.

[0060] Opciono, prvi izvor svetla i drugi izvor svetla mogu emitovati odgovarajuća plava svetla specifičnih talasnih dužina u kratkim, ili u dugim, impulsima da bi se smanjili mikroorganizmi. Specifično, plava svetla se emituju u kratkim, ili u dugim, impulsima ako najmanje jedan senzor detektuje prisustvo pokretnog objekta kao što je čovek ili životinja. Preciznije, procesor može da radi da bi smanjio vremenski usrednjen intenzitet plavih svetala u prisustvu pokretnog objekta, u određenoj tački na vreme, unutar ciljnog područja podvrgnutog plavim svetlima koje emituje sklop svetla.

[0061] Opciono, instruiranje procesora zasnovano na detekciji prisustva ili pomeranja objekta prebacivanje sklopa svetla između režima dezinfekcije i ambijentalnog režima. Specifično, procesor prima podatke senzora, koji obuhvataju informaciju o detekciji prisustva ili pomeranja objekta, od najmanje jednog senzora. Preciznije, na osnovu instrukcija primljenih od podataka senzora, procesor upravlja sklopom svetla da bi prebacio između režima dezinfekcije i ambijentalnog režima. Pojam ''režim dezinfekcije'' se odnosi na stanje rada sklopa svetla na način da je smanjenje mikroorganizma maksimalno. Specifično, prvi i drugi izvor svetla mogu da budu UKLJUČENI da bi zračili plava svetla da bi smanjili mikroorganizme. Sistem može takođe da se konfiguriše da bude kontinualno u dezinfekcionom režimu, ili može da bude manuelno postavljen na dezinfekcioni režim po želji. Alternativno, sistem može da bude opremljen sa unapred definisanim dezinfekcionim programom (uključujući vreme da sistem bude UKLJUČEN i vreme da bude ISKLJUČENO).

[0062] Opciono, kada se sklop svetla postavi da radi u dezinfekcionom režimu, procesor se konfiguriše da kontroliše sklop svetla da emituje plava svetla u vremenski usrednjen intenzitet koji obezbeđuje 1 Ws/cm<2>energiju plavog svetla na površini za smanjenje mikroorganizama. Specifično, kada se ne detektuje prisustvo ili pomeranje objekta ni na jednom od senzora, izvori svetla rade normalno, kontinualno zrače plavo svetlo koje odgovara talasnim dužinama da bi se smanjili mikroorganizmi. U jednom izvođenju, procesor može da poveća vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala da bi se smanjili mikroorganizmi na osnovu podataka senzora koje je prikupio najmanje jedan senzor, t.j. kada se ne detektuje prisustvo pokretnog objekta pomoću najmanje jednog senzora. Može se međutim napomenuti i da je doza svetla ispod vrednosti praga, u ovom slučaju 1 Ws/cm<2>, može imati stimulatorno dejstvo na rast mikroorganizma, čak i kada je ispod dejstva prvog i drugog plavog svetla. Izvori svetla drugih talasnih dužina u odnosu na prvo i drugo plavo svetlo ili svetlo široke talasne dužine kao što je belo svetlo mogu takođe da imaju stimulaciono dejstvo na rast mikroorganizama i treba ih izbegavati za optimalnu dezinfekciju.

[0063] Jasno je da je optimalni prag vrednosti vremenski usrednjenog intenziteta svetla koji isporučuje dozu svetla ili energiju plavog svetla i talasnu dužinu plavog svetla je ključan za antimikrobnu aktivnost plavog svetla.

[0064] Dodatno, ovaj opis koristi dvostruku talasnu dužinu (ili dve/tri delotvorne talasne dužine). Korisno, dvostruka talasna dužina (na primer 405 nm 450 nm) tehnologija plave svetleće diode (LED) je efikasnija za smanje mikroorganizama nego što je korišćenje samo jedne talasne dužine plavog svetla od na primer 405 nm. Ovo se ilustruje u eksperimentalnom odeljku dole u tekstu.

[0065] Jasno je da postoje varijacije unutar vrsta mikroorganizama. Takve varijacije daju kao rezultat razlike u njihovom odgovoru na plavo svetlo. Specifično, razlika u odgovoru na plavo svetlo je usled varijacija u metabolitima ili fotoreaktivna jedinjenja mikroorganizama koji reaguju na plavo svetlo. Na primeru, ako jedan mikroorganizam sadrži manje porfirina od drugih, i slično ako drugi mikroorganizam sadrži manje flavina od drugih, njihova podložnost da budu smanjena plavim svetlom je veoma drugačija u odnosu na mikroorganizme sa višim nivoima porfirina i/ili flavina u njima. Korisno, ovaj opis obezbeđuje, prema jednom izvođenju, tehnologiju koja cilja sve biološki relevantne metabolite korišćenjem dvostruke talasne dužine (405 nm 450 nm) plavog svetla da cilja fotoreaktivna jedinjenja ili metabolite mikroorganizama, čime se inaktiviraju bez obzira na njihova individualna odstupanja.

[0066] Pojam "ambijentalni režim" se odnosi na stadijum kada su vremenski usrednjeni intenziteti izvora svet(a)la jeste/jesu podešeni tako da energija plavog svetla učestvuje na površini ciljnog područja nije vizuelno nepraktično ili neprijatno. Opciono, ambijentalni režim karakteriše emitovano svetlo koje ima temperaturu svetla u opsegu od 3000-10000 K.

[0067] Sistem je moguće konfigurisati da automatski isključi izvore plavog svetla kada se prisustvo ili kretanje detektuje unutar nekog prostora. Alternativno, sistem je moguće konfigurisati na niži vremenski usrednjen intenzitet plavih svetala kada se detektuje prisustvo ili kretanje.

[0068] Opciono, u takvom slučaju, sklop svetla još obuhvata izvor svetla koji funkcioniše da emituje belo svetlo na izvesnoj talasnoj dužini u ambijentalnom režimu na osnovu podataka sa najmanje jednog senzora. Specifično, izvor belog svetla može biti svetleća dioda (LED). Preciznije, izvor belog svetla može da se koristi da emituje belo svetlo samo kada je sklop svetla postavljen da radi u ambijentalnom režimu, na osnovu detekcije prisustva ili pomeranja objekta unutar ciljnog područja. Pored toga, procesor je moguće konfigurisati da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala i belog svetla na osnovu detekcije prisustva ili kretanja objekta od strane najmanje jednog senzora. Preciznije, u prisustvu ili kretanju nekog objekta, procesor može da se konfiguriše na niže vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala da napravi da svetlo izgleda belo+- da dovede do pojave belog svetla. Korisno, smanjenje u vremenski usrednjenim intenzitetima plavih svetala sprečava prisustvo ili pomeranje objekta koji treba izložiti potencijalno neprijatnom plavom svetlu.

[0069] U jednom izvođenju, procesor je konfigurisan da postepeno poveća vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala i smanji vremenski usrednjen intenzitet belog svetla da održi ukupno vreme usrednjenog intenziteta svetla, na bazi podataka senzora, preciznije, kada prisustvo nekog objekta koji se kreće prestaje da postoji unutar ciljnog područja. Na primer, procesor može postepeno da poveća vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala svaki za 10-50 procenata u minuti i smanji vremenski usrednjen intenzitet belog svetla za 10-50 procenta u minutu.

[0070] Opciono, sistem još obuhvata modul koji registruje mikrobe, koji je komunikativno spojen na taj procesor, konfigurisan tako da detektuje prisustvo mikroorganizama, pri čemu se procesor konfiguriše tako da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala emitovanih od strane sklopa za svetlo na bazi detekcije prisustva mikroorganizama. Specifično, modul koji registruje mikrobe može obuhvatiti najmanje jedno od nekog fluorescentnog detektora, infracrvenog senzora, uređaja sa prikazivanjem slikom, i sličnog. Preciznije, modul koji registruje mikrobe efikasno detektuje prisustvo mikroorganizama unutar ciljnog područja izloženog plavim svetlima emitovanim pomoću sklopa svetla. Pored toga, modul registruje mikrob može da detektuje promenu u infracrvenim obrascima toplote na mikroskopskom nivou u tom području u blizini modula koji registruje mikrob.

[0071] U izvođenju, modul za registrovanje mikroba je funkcionalno spojen na procesor. Specifično, modul za registrovanje mikroba se koristi da precizno detektuje prisustvo mikroorganizama unutar ciljnog područja. Preciznije, modul za registrovanje mikroba snima informaciju o prisustvu mikroorganizama kao podatke o senzornom registrovanju mikroba. Modul registrovanja mikroba šalje podatke senzornog registrovanja mikroba, što obuhvata informaciju koja se odnosi na prisustvo mikroorganizama unutar ciljnog područja, na procesor. Ovaj procesor se konfiguriše da primi podatke registrovanja mikroba sa modula registrovanja mikroba i kontroliše vremenski usrednjene intenzitete tih plavih svetala emitovanih pomoću sklopa svetla na osnovu detekcije prisustva mikroorganizama.

[0072] Pored toga, pocesor funkcioniše da bi se kontrolisali intenziteti usrednjenog vremena plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla na osnovu detekcije prisustva mikroorganizama. U nekom izvođenju, procesor se konfiguriše postepenom povećanju vremenski usrednjenih intenziteta plavih svetala u prisustvu mikroorganizama unutar ciljnog područja. Na primer, procesor može postepeno da poveća vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala svaki za 1 procenat u minuti da bi se zadržao ukupan vremenski usrednjen intenzitet svetla čime se obezbeđuje na taj način preko 1 Ws/cm<2>energije na površini ili poprečnom preseku vazduha. Međutim, podrazumeva se da je brzo povećanje (t.j. praktično neposredno povećanje) bolje u praksi.

[0073] U ovom kontekstu, pod poprečnim presekom vazduha se posmatra poprečni presek vazduha koji treba da bude dezinfikovan. Ovo znači da ovaj sistem radi i na vazduhu, ne samo na površinama. Treba razumeti da primarno rešenje jeste predviđeno i dimenzionisano da dezinfikuje površine i objekte, međutim, postoji zapremina vazduha između površine i sklopa svetla. Kako plavo svetlo prodire kroz vazduh, ti vazduhom vezani mikrobi takođe apsorbuju plavo svetlo. Povrh toga, kako je vremenom usrednjen intenzitet plavog svetla dimenzionisan da dezinfikuje površinu, i zapremina vazduha je bliža sklopu svetla, time se prima veća doza energije plavog svetla po jedinici vremena.

[0074] U jednom izvođenju, sistem još obuhvata najmanje jedan optički element postavljen sa sklopom svetla, i najmanje jedan optički element se konfiguriše da usmeri plava svetla koja emituje sklop svetla. Pojam "optički element" korišćen ovde se odnosi na optičke komponente za usmeravanje svetla na ciljno područje. Najčešće, najmanje jedan optički element uključuje, ali se ne ograničava na, sočivo, uređaj sa otvorom, ogledalo, prizmu, talasovod i slično. Specifično, najmanje jedan optički element se postavlja na takav način da uski snop plavog svetla, koji obuhvata izabrano plavo svetlo(a), koje emituje sklop svetla se još više usredsređuje na ciljno područje. Preciznije, koncentrovani snop plavog svetla, obuhvata izabrano plavo svetlo(a), koje emituje sklop svetla može da bude efikasnije za smanjenje mikroorganizama na ciljnom području izloženom plavom svetlu koje emituje sklop svetla. Taj sistem može da sadrži optički element za svaki izvor svetla, ili može da sadrži jedan optički element za sve izvore svetla.

[0075] Opciono, sistem još sadrži modul sata koji je komunikativno spojen na taj procesor, i modul sata može da funkcioniše da obezbedi vremenski plan za podešavanje vremenskih usrednjenih intenziteta plavih svetala emitovanih iz sklopa svetla da bi se smanjili mikroorganizmi. Modul sata može da bude hardver, softver, firmver ili neka kombinacija navedenih, funkcionalan da obezbedi vremenski plan za podešavanje vremenski usrednjenih intenziteta plavih svetala. U jednom izvođenju, modul sata je postavljen sa procesorom. U nekom drugom izvođenju, modul sata može da se postavi na udaljenu lokaciju. U takvom izvođenju, modul sata je komunikativno spojen na procesor preko ožičene mreže, bežične mreže ili neke kombinacije navedenih. Primeri mreže između modula sata i procesora uključuju, ali se ne ograničavaju na, lokalne računarske mreže (LAN), regionalne računarske mreže (WAN), radio mreže, internet, radio mreže, i telekomunikacione mreže.

[0076] Opciono, pojam " vremenski plan" korišćen ovde se odnosi na raspored na osnovu kog se usrednjeni intenziteti vremena plavog smetla koje emituje izvor(i) svetla podešavaju da bi se smanjili mikroorganizmi. Može biti jasno da je vremenski plan obezbeđen na bazi od senzora svetla dobijenih podataka, najmanje jednog senzora podataka i podataka koji registruju mikrob. U prvom primeru, vremenski plan može sadržati vremenskog perioda u nekom danu, kao što je od 22 sata do 6 sati pre podne. U takvom primeru, kada je sklop svetla postavljen da radi u režimu dezinfekcije, vremenski plan može da se obezbedi od 22 do 6 sati pre podne kada u ciljno područje, kao što je bolnica, škola, kancelarija, laboratorija, biblioteka, ili neki njegov segmet čovek nema pristup. Pored toga, kada ljudi pristupe ciljnom području, modul sata može da isplanira vremenski plan na takav način da se sklop svetla postavlja da radi u režimu okoline u tim vremenima.

[0077] Pored toga opciono, modul sata je još funkcionalan da izmeri trajanje vremena kada se sklop svetla podesi da radi u dezinfekcionom režimu. Kao što je razmatrano u prvom primeru, kada se sklop svetla postavi u dezinfekcioni režim od 22 sata do 6 sati pre podne, režim sata je funkcionalan da izmeri trajanje vremena da bude 8 sati (22 sata dana 1 sve do 6 sati pre podne na dan 2).

[0078] Opciono, modul sata osim toga može da odredi vreme potrebno da u značajnoj meri smanji broj mikroorganizama i da generiše vremenske podatke na osnovu plana vremena i izmerenog trajanja. Pojam ''podaci vremena'' se ovde koristi da se odnosi na efektivno vreme potrebno da se u značajnoj meri smanje mikroorganizmi. Pored toga, kada ljudi pristupaju ciljnom području, modul sata može da generiše podatke vremena na osnovu detekcije prisustva pokretnog objekta od strane najmanje jednog senzora. Opciono, ako ljudi pristupaju ciljnom području redovno i u isto doba dana, režim sata može da fukcioniše tako da resetuje vremenski plan.

[0079] U jednom izvođenju, sistem još obuhvata uređaj servera komunikativno spojen na procesor, pri čemu je taj uređaj servera funkcionalan da obezbedi vremenski plan za podešavanje vremenski usrednjenih intenziteta vremena tokom kojih sklop svetla emituje plava svetla da bi se smanjili mikroorganizmi. Opciono, ovaj procesor ima i funkciju prijema plana vremena sa uređaja servera i upravljanja vremenski usrednjenim intenzitetima plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla na osnovu plana vremena.

[0080] U nekom drugom izvođenju, uređaj servera može da se iskoristi za funkciju da obezbedi vremenski plan za podešavanje vremenski usrednjenih intenziteta vremena plavih svetala i vremenski usrednjenih intenziteta belog svetla koje sklop svetla emituje da bi smanjio mikroorganizme. Opciono, ovaj procesor ima i funkciju prijema plana vremena sa uređaja servera i upravljanja vremenski usrednjenim intenzitetom plavih svetala i vremenski usrednjenim intenzitetom belog svetla koje emituje sklop svetla na osnovu plana vremena i podataka senzora.

Još veća mogućnost je da procesor spusti vremenski usrednjen intenzitet plavih svetala i poveća vremenski usrednjen intenzitet belog svetla ako najmanje jedan senzor detektuje prisustvo tela u pokretu u tom ciljnom području.

[0081] U jednom primeru, kada se sklop svetla postavi da radi u ambijentalnom režimu, vremenski plan može da obuhvati vremenski period u nekom danu kada su usrednjeni intenziteti vremena plavih svetala i intenzitet belog svetla podešeni da smanje mikroorganizme i da istovremeno održe temperaturu boje unutar željenog opsega.

[0082] Uređaj servera može da bude komunikativno spojen na procesor kroz komunikacionu mrežu, uključujući ali bez ograničenja na, lokalne računarske mreže (LAN), regionalne računarske mreže (WAN) ili mreže širokog područja, mreže gradskog područja (MAN) ili mreže metro gradskog područja, bežične lokalne računarske mreže (WLAN), bežične regionalne računarske mreže (WWAN) ili bežične mreže širokog područja, bežične mreže gradskog područja (WMAN) ili bežične mreže metro gradskog područja, Internet, telekomunikacione mreže druge generacije (2G), telekomunikacione mreže treće generacije (3G), telekomunikacione mreže četvrte generacije (4G), telekomunikacione mreže pete generacije (5G), mreže svetske interoperabilnosti za mikrotalasni pristup (WiMAX) i slične.

[0083] Opciono, uređaj servera obuhvata bazu podataka, pri čemu je baza podataka konfigurisana da čuva vremenski plan. Kao dodatna opcija, baza podataka je konfigurisana da primi prethodno konfigurisan vremenski plan, koji odgovara dezinfekcionom režimu i ambijentalnom režimu, iz rasporeda servera.

[0084] Ovaj opis se odnosi i na postupak kako je gore opisan. Različita izvođenja i varijantna rešenja opisana gore u tekstu se primenjuju mutatis mutandis za taj postupak.

[0085] Opciono, ovaj postupak obuhvata detektovanje prisustva pokretnog objekta, korišćenjem najmanje jednog senzora, da bi se dala instrukcija procesoru da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala emitovanih u to ciljno područje, pri čemu instruisanje procesora zasnovano na detekciji prisustva pokretnog objekta sadrži prebacivanje sklopa svetla između režima dezinfekcije i ambijentalnog režima.

[0086] Opciono, kada se sklop svetla postavljen da radi u dezinfekcionom režimu, taj postupak još obuhvata upravljanje sklopom svetla da emituje plava svetla pri vremenski usrednjenom intenzitetu koji obezbeđuje preko 1 vat sekund na kvadratnom centimetru energije plavog svetla na toj površini za smanjenje mikroorganizama.

[0087] Opciono, taj postupak još obuhvata obezbeđivanje plana vremena za podešavanje vremenski usrednjenog intenziteta plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla da bi se smanjili mikroorganizmi, merenje trajanja vremena kada se sklop svetla postavi da radi u dezinfekcionom režimu, i određivanje vrmena potrebnog da se značajno smanje mikroorganizmi da bi se generisali vremenski podaci na planu vremena i izmerenom trajanju.

ODELJAK SA EKSPERIMENTIMA

[0088] U implementaciji datoj kao primer, dvostruka talasna dužina (405 nm 450 nm) plavog svetla svetleće diode (LED) je delotvornija u smislu njegove antimikrobne aktivnosti u poređenju sa samo jednom talasnom dužinom (405 nm ili 450 nm) plava svetla svetleće diode (LED) za smanjenje količine Escherichia coli (E. coli).

[0089] Može se videti iz Tabele 1 da je dvostruka talasna dužina (405 nm 450 nm) plavog svetla svetleće diode (LED) dala skoro 100 % inaktivacije (2log10smanjenje) pri veoma maloj dozi svetla, t.j. na 10 Ws/cm<2>i 3log10smanjenje na 15 Ws/cm<2>, pri čemu nijedna od pojedinačne talasne dužine (405 nm ili 450 nm) plavih svetala svetleće diode (LED) ne bi mogla da obezbedi slične rezultate. Jasno je da će postizanje 2log10-3log10smanjenja pri veoma maloj dozi svetla (10-15 Ws/cm<2>) uspostavlja visoku efikasnost i delotvornost dvostruke talasne dužine (405 nm i 450 nm) plavih svetala svetleće diode (LED) za smanjenje mikororgnizma u poređenju sa pojedinačnom talasnom dužinom (405 nm) plavog svetla svetleće diode (LED) koje zahtevaju blagu dozu od 270 Ws/cm<2>da bi se postigao sličan nivo smanjenja.

Tabela 1, pri čemu AR stoji za prosečno smanjenje, sva smanjenja su u procentima

[0090] Opciono, optimalan intenzitet i odgovarajuće talasne dužine prvog i drugog plavog sveta aktivira jedinjenja porfirina i flavina da bi se proizvelo ROS što daje kao rezultat smanjenje mikroorgnizama u ciljnom području podvrgnutih plavom svetlu koje emituje sklop svetla. U implementaciji primera, razlika antimikrobne efikasnosti između različitih talasnih dužina plavog svetla je data u Tabeli 2. Pored toga, Log10smanjenje i smanjenje mikroorganizama ( η) za inaktivaciju Staphylococcus aureus pošto se izloži talasnoj dužini plavog svetla u opsegu od 400-430 nm pri dozi svetla od 23,5 Ws/cm<2>prikazuje da je se maksimalna delotvornost antimikrobne aktivnosti plavog svetla postiže na 405 ± 5 nm (pri čemu ± stoji da označi širinu opsega, ista skraćenica se koristi dole u daljem tekstu).

Tabela 2 Smanjenje Staphylococcus aureus kao funkcija talasnih dužina sa istom

energijom doze

[0091] Može da se napomene da se pri talasnoj dužini od 405 nm, količina Staphylococcus aureus smanjuje značajno u poređenju sa drugim testiranim talasnim dužinama, čime se uspostavlja da plavo svetlo na talasnoj dužini od 405 nm ima maksimalnu antimikrobnu aktivnost.

[0092] U drugoj implementaciji iz primera značaj talasne dužine i intenzitet plavog svetla neophodnog da bi se smanjili mikroorganizmi je data u Tabeli 3. Pored toga, mikroorganizmi Porphyromonas gingivalis i Methicillinresistant Staphylococcus aureus (MRSA) zahtevaju variranje doza svetla da bi se smanjila količina mikroorganizama do nivoa od 1log10(t.j. više od 90 %). Jasno je da mala razlika u talasnoj dužini plavog svetla može da ima kao rezultat ogromnu razliku energije plavog svetla neohpodne da bi se smanjio broj mikroorganizama.

[0093] Kao što je prikazano, pri talasnoj dužini od 405 nm, energija plavog svetla neophodna za Porphyromonas gingivalis jeste najniža, što znači da bi energija plavog svetla bila manje potrebna ako bi se Porphyromonas gingivalis ciljale talasnom dužinom od 405 nm. Pored toga, pri talasnoj dužini od 405 nm, energija plavog svetla neophodna za na meticilin otpornu stafilokoku Methicillinresistant Staphylococcus aureus (MRSA) jeste najniža, što znači da bi energija plavog svetla bila manje potrebna ako bi Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bila ciljana talasnom dužinom od 450 nm. Dakle, ove talasne dužine su najefikasnije za eliminisanje gornjih mikroba.

Tabela 3

DETALJAN OPIS SLIKA

[0094] Ako pogledamo Sl.2, vidi se blok dijagram sistema 100 za smanjenje mikroorganizama, u skladu sa izvođenjem iz ovog opisa. Kako je prikazano, sistem obuhvata sklop 102 svetla i procesor 104 komunikativno spojen na sklop svetla 102. Sklop 102 svetla emituje prvo plavo svetlo na prvoj vršnoj talasnoj dužini od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, da bi ciljao prvu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama, i drugo plavo svetlo pri drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm da cilja drugu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama. Opciono, sklop 102 obuhvata emitovanje trećeg plavog svetla na drugoj trećoj vršnoj talasnoj dužini od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od 25 nm da cilja treću fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama. Opciono, sklop 102 svetla obuhvata četvrto belo svetlo da bi se obezbedio režim ambijentalnog osvetljenja. Procesor 104 se konfiguriše da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete prvog plavog svetla, drugog plavog svetla , i opciono trećeg plavog svetla i četvrtog belog svetla emitovanog od strane sklopa 102 svetla.

[0095] Ako pogledamo Sl.3, dat je grafički prikaz relativne količine mikroorganizama kao funkcije energije doze svetla, u skladu sa izvođenjem iz ovog opisa. Kao što je prikazano, X osa predstavlja dozu energije korišćenu za smanjenje mikroorganizama, pri čemu Y osa predstavlja količinu mikroorganizama u procentima. Puna linija predstavlja količinu mikroorganizma kada se koristi plavo svetlo sa talasnom dužinom 450 nm i linija koju čine isprekidane crtice predstavlja količinu mikroorganizama kada se koristi prvo plavo svetlo i drugo plavo svetlo sa talasnim dužinama 405 i 450 nm, prema navedenom redosledu (kao u tabeli 1).

[0096] Kao što je prikazano, korišćenje pojedinačne talasne dužine plavog svetla od 450 nm je manje delotvorno za smanjenje mikroorganizama u poređenju sa korišćenjem dvostruke talasne dužine plavog svetla (prvo plavo svetlo i drugo plavo svetlo, talasne dužine 405 i 450 nm prema navedenom redosledu). Kao što je prikazano, kada se površina izloži plavom svetlu talasne dužine 450 nm tako da se doza energije od 5 Ws/cm<2>dostigne, postoji 70% smanjenja mikroorganizama na površini u poređenju sa kontrolom. Poređenja radi, kada se površina izloži prvom i drugom plavom svetlu talasne dužine 405 i 450 nm prema opisanom redosledu sve dok se ne dostigne ukupna energija doze od 5 Ws/cm<2>, postoji smanjenje od 90 % kada je reč o mikroorganizmima na toj površini. Pored toga, kada se površina izloži plavom svetlu talasne dužine 450 nm sve dok se doza energije od 10 Ws/cm<2>ne dostigne, postoji 80 % smanjenja mikroorganizama na površini, pri čemu kada se ta površina izloži prvom i drugom plavom svetlu talasne dužine 405 i 450 nm prema navedenom redosledu sve dok se doza energije od 10 Ws/cm<2>ne dostigne, približno 99% mikroorganizama prisutnih na toj površini bude ubijeno. Pri dozi energije od 15 Ws/cm<2>, količina mikroorganizama je još nešto malo smanjena sistemom dvostruke talasne dužine plavog svetla. Samim tim, treba razumeti da sistem dvostruke talasne dužine plavog svetla (405 nm 450 nm) jeste antimikrobniji nego što je to pri korišćenju pojedinačne talasne dužine plavog svetla.

[0097] Ako pogledamo Sl. 4, prikazan je primer grafičkog prikaza spektra apsorpcije za prvu fotoreaktivnu komponentu (kao što je porfirin) i drugu fotoreaktivnu komponentu (kao što je flavin) kao što je funkcija talasne dužine plavog svetla, u skladu sa izvođenjem iz ovog opisa. Kao što je prikazano, X osa prikazuje talasnu dužinu svetla i Y osa prikazuje apsorpciju plavog svetla prvom fotoreaktivnom komponentom i drugom fotoreaktivnom komponentom. Tačkasta linija predstavlja spektar apsorpcije za prvu fotoreaktivnu komponentu i isprekidana linija predstavlja spektar apsorpcije za drugu fotoreaktivnu komponentu, pri čemu puna linija predstavlja spektar emisije povezan sa plavim svetlom koje emituje sklop svetla. Kao što je prikazano, maksimalna apsorpcija plavog svetla od strane prve fotoreaktivne komponente i druge fotoreaktivne komponente je na oko 405 nm i na oko 450 nm, prema datom redosledu. Dakle, prvo plavo svetlo je dato na prvoj vršnoj vrednosti talasne dužine od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, da bi se ciljala prva fotoreaktivna komponenta mikroorganizama sa maksimalnom apsorpcijom plavog svetla na oko 405 nm, i drugim plavim svetlom na drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, da cilja drugu fotoreaktivnu komponentu mikrororganizama sa maksimalnom apsorpcijom plavog svetla na oko 450 nm.

[0098] Ako pogledamo Sl.5A i 5B, date su grafičke predstave količine mikroorganizama u odnosu na dozu svetla (u Ws/cm<2>), u skladu sa različitim izvođenjima iz primera iz ovog opisa. Kao što je prikazano, X osa prikazuje blagu dozu obezbeđenu od strane sklopa svetla i Y osa prikazuje količinu mikroorganizama. Kako je prikazano na SL. 5A, doza svetla od 1 Ws/cm<2>od 405 nm plavog svetla ima stimulatorno dejstvo na Staphylococcus aureus. S tim u skladu na SL.5B slično stimulatorno dejstvo je prikazano na soju Staphylococcus aureus kada je izložen uticaju 470 nm plavog svetla izloženog dozi svetla od 1 Ws/ cm<2>. U oba slučaja kada se doza svetla poveća, količina mikroorganizama se smanji.

[0099] Ako se pogleda SL 6, koja je šematski nacrt koji pokazuje delotvorno područje za dezinfekciju. Ta y osa je intenzitet (I) svetla izmeren u W/cm<2>i x osa je talasna dužina (nm) tog izvora svetla. FHWM (puna širina polovine maksimuma) maksimuma od 25 nm je takođe prikazana na dijagramu. Područje unutar dve vertikalne crvene tačkaste ''šipke'' (područje označava kao A i A’ prema opisanom redosledu) je prikazana talasnom dužinom svetla koje je pokazalo da ima nekakav biološki odgovor. U slučaju mikroba, ove talasne dužine su pokazane na kaskade aktivne reakcije koje kao krajnji proizvod proizvode vrste reaktivnog kiseonika unutar mikrobne ćelije, koji na kraju uništava mikrobnu ćeliju. Intenzitet svetla koje emituje izvor svetla izva područja A i A' neće imati isto dejstvo na mikrobne ćelije i beskorisne su u smislu dezinfekcione snage na antimikronog dejstva. Dijagram pokazuje važnost postojanja maksimuma pune širine polovine maksimuma (FWHM) uskog samo 25 nm, koja usredsređuje intenzitet svetla na područje od biološkog odgovora u mikrobima.

[0100] Izvor svetla svetleće diode (LED) (ili drugi izvor svetla koji emituje vršnu vrednost plavog svetla sa širokom punom širinom polovine maksimuma (FWHM) će imati dosta energije uzaludno potrošene na talasne dužine koje nemaju biološko dejstvo. Što je uža puna širina polovine maksimuma (FWHM), utoliko se manje energije uzaludno potroši. Cilj je imati sva plava svetla emitovana samo u područjima koja su relevantna za dezinfekciju.

[0101] Modifikacije za izvođenja iz ovog opisa opisane gore u tekstu su moguće bez udaljavanja od obima ovog opisa kako je definisano priloženim patentnim zahtevima. Izrazi kao što je "uključuje", "obuhvata", "inkorporira", "ima", "jeste" koriste se da objasne i traže zaštitu za ovaj opis predviđenu da se tumači kao neekskluzivni, naime omogućava da stavke, komponente ili elementi koji nisu eksplicitno objašnjeni takođe budu prisutni. Upućivanje na jedninu takođe može da se tumači da obuhvata smisao množine.

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Sistem za smanjenje mikroorganizama na površini ili poprečnom preseku vazduha, taj sistem obuhvata:

- sklop svetla koji obuhvata:

- prvi distinktivan izvor plavog svetla sa prvom vršnom talasnom dužinom od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, prva vršna vrednost ima prvi vremenski usrednjen intenzitet I1, da cilja prvu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- drugi distinktivan izvor plavog svetla sa drugom vršnom talasnom dužinom od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, druga vršna vrednost ima drugi vremenski usrednjen intenzitet I2, da cilja drugu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama; i

- procesor je komunikativno spojen na sklop svetla da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete izvora plavog svetla tako da je vremenski usrednjen intenzitet prvog plavog svetla od 0,67 do 1,33 puta vremenski usrednjen intenzitet drugog izvora plavog svetla.

2. Sistem prema patentnom zahtevu 1, pri čemu se taj procesor konfiguriše da kontroliše sklop svetla da bi obezbedio dozu energije plavog svetla od više od 1 Ws/cm<2>na površini ili poprečnom preseku.

3. Sistem prema patentnom zahtevu 1, pri čemu je procesor funkcionalan da kontroliše prve i druge izvore svetla da istovremeno emituju plava svetla na izabranim talasnim dužinama.

4. Sistem prema patentnom zahtevu 1, pri čemu je taj procesor funkcionalan da kontroliše izvor svetla da se alternativno emituju izabrana plava svetla na izabranim talasnim dužinama periodično.

5. Sistem prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, još obuhvata najmanje jedan senzor, koji je komunikativno spojen na procesor, pri čemu najmanje jedan senzor jeste funkcionalan da detektuje prisustvo ili pomeranje objekta unutar ciljnog područja podvrgnutog plavom svetlu koje emituje sklop svetla, i pri čemu najmanje jedan senzor jeste funkcionalan da pošalje instrukciju procesoru da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala u ciljanom području.

6. Sistem isporuke prema patentnom zahtevu 5, pri čemu instruiranje procesora na osnovu detekcije prisustva ili pomeranja objekta obuhvata prebacivanje sklopa svetla između režima dezinfekcije i ambijentalnog režima.

7. Sistem prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu sklop svetla još obuhvata distinktivni treći izvor plavog svetla sa trećom vršnom talasnom dužinom od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, ta treća vršna vrednost ima treći vremenski usrednjen intenzitet I3, da cilja treću fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama.

8. Sistem prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu taj sistem još obuhvata:

<->najmanje jedan senzor svetla, koji je komunikativno spojen na procesor, konfigurisan da detektuje vremenom usrednjene intenzitete plavih svetala koje emituje sklop svetla, pri čemu se procesor konfiguriše da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala kada energija plavog svetla na površini prekorači unapred definisanu granicu praga, i - modul osetljiv na mikrob, koji je komunikativno spojen na taj procesor, konfigurisan da detektuje prisustvo mikroorganizama, pri čemu se procesor konfiguriše da kontroliše vremenski usrednjene intenzitete plavih svetala emitovanih od strane sklopa svetla na bazi detekcije prisustva mikroorganizama.

9. Sistem prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, taj sistem još obuhvata modul sata komunikativno spojen na procesor, i pri čemu modul sata jeste funkcionalan da:

- obezbedi vremenski plan za podešavanje vremenski usrednjenih intenziteta svetala koje emituje sklop svetla da smanji mikroorganize;

<->meri trajanje vremena kada se sklop svetla postavi da bi radio u dezinfekcionom režimu; i

<->odredi vreme potrebno da u značajnoj meri smanji mikroorganizme da proizvede podatke vremena na osnovu plana vremena i izmerenog trajanja.

10. Postupak za smanjenje mikroorganizama na površini ili poprečanom preseku vazduha, korišćenjem sistema koji obuhvata sklop svetla i procesor, taj postupak obuhvata:

<->emitovanje najmanje

- prvog plavog svetla pri prvoj vršnoj talasnoj dužini od 400-410 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, ta prva vršna vrednost ima prvi vremenski usrednjen intenzitet I1, da cilja prvu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- drugog plavog svetla na drugoj vršnoj talasnoj dužini od 440-464 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, ta druga vršna vrednost ima drugi vremenski usrednjen intenzitet I2, da cilja drugu fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama;

- kontrolisanje vremenski usrednjenih intenziteta plavih svetala koje emituje sklop svetla tako da, vremenski usrednjen intenzitet prvog plavog svetla jeste između vremena 0,67 i 1,33 vremenski usrednjenog intenziteta drugog plavog svetla.

11. Postupak prema patentnom zahtevu 10, još obuhvata detektovanje prisustva ili pomeranja objekta, korišćenjem najmanje jednog senzora, da bi se dala instrukcija procesoru da upravlja vremenski usrednjenim intenzitetima plavih svetala emitovanih u ciljno područje, pri čemu to davanje instrukcije procesoru zasnovano na detekciji prisustva ili pomeranja objekta obuhvata prebacivanje sklopa svetla između režima dezinfekcije i ambijentalnog režima.

12. Postupak prema patentnom zahtevu 11, pri čemu se sklop svetla raspoređuje da bude funkcionalan u dezinfekcionom režimu, taj postupak još obuhvata kontrolisanje sklopa svetla da bi emitovao dozu energije plavog svetla od više od 1 Ws/cm<2>na površinu ili poprečni presek zapremine vazduha za smanjenje mikroorganizama.

13. Postupak prema patentnom zahtevu 11 ili 12, obuhvata dalje emitovanje trećeg plavog svetla na trećoj vršnoj talasnoj dužini od 465-490 nm sa punom širinom polovine maksimuma od najviše 25 nm, ta treća vršna vrednost ima treći vremenski usrednjeni intenzitet I3, da cilja treću fotoreaktivnu komponentu mikroorganizama.

14. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 10 do 13, još obuhvata:

- obezbeđivanje plana vremena za podešavanje vremenski usrednjenih intenziteta svetala koje emituje sklop svetla da smanji mikroorganizme;

<->meri trajanje vremena kada se sklop svetla postavi da radi u dezinfekcionom režimu; i

<->određivanje vremena uzetih da se u značajnoj meri smanje mikroorganizmi da bi se generisali podaci o vremenu na osnovu plana vremena i izmerenog trajanja.