Уф лампы и лед лампы в чем разница: Чем ЛЕД лампа отличается от УФ лампы — www.wday.ru

Содержание

В чем разница между UV- и LED-лампами для маникюра

Моделирование искусственных ногтей или покрытие гель-лаком невозможно представить без надежного помощника – лампы, которая выдает свет в нужном диапазоне. Излучение ускоряет полимеризацию покрытия, облегчая процесс создания маникюра. Рынок предлагает множество различных моделей ламп, из-за чего у любой разбегутся глаза. MAKEUP поможет разобраться, в чем разница между UV- и LED-лампами, понять, какие преимущества имеет тот и другой вид, и стоит ли обращать внимание на гибридное устройство.

Содержание:

LED и UV-лампы: в чем разница?

Каждый nail-мастер, постоянно работающий над дизайном маникюра и педикюра, использует несколько видов ламп, но не всегда понимает, в чем разница между LED- и UV-лампой. Она заключается лишь в длине волн ультрафиолетовых лучей, которые обладают разным диапазоном. В LED-лампах используются светоизлучающие диоды, имеющие длину волн от 350 до 400 нанометров.

Другой вариант прибора создается на основе УФ-ламп, длина волн которых составляет от 375 до 410 нанометров.

Выбирая устройство для создания шикарного маникюра, нужно обращать внимание не только на оттенок гель-лака, но и на скорость сушки в лампе. Например, один вид может хорошо и быстро сохнуть в LED-лампе, а другой, наоборот, — в UV-устройстве. Первый вариант прибора, конечно, ускорит процесс сушки покрытия, но тогда вам стоит выбирать и соответствующие гель-лаки, подходящие именно для создания маникюра с использованием LED-лампы.

Преимущества и недостатки UV-лампы

Ультрафиолетовые лампы стали первым «семейством», которое использовалось для создания маникюра, как в домашних условиях, так и в профессиональных салонах. Такой прибор идеально подойдет начинающим мастерам, ведь он прост в использовании и очень удобен.

Преимущества UV-лампы:
— распространенность и доступность;
— благодаря мощности от 36 Вт просушивает любой тип материала с обозначением UV;
— обладает классическим вместительным корпусом;
— можно использовать для создания маникюра и педикюра;
— есть возможность менять УФ-лампы самостоятельно;
— обладает различным дизайном и формами.

Недостатки UV-лампы:

— время сушки гель-лака: 1-2 минуты;
— занимает много места на рабочем столе;
— лампа может нагреваться до 50°С;
— обладают высокой рабочей температурой;
— содержит ртуть и свинец;
— при понижении напряжения более чем на 15%, лампа не включается.

Преимущества и недостатки LED-лампы

LED-лампы считаются вторым поколением устройств для сушки гель-лака и акрила. А благодаря своей скорости высушивания покрытия прибор стал популярным среди мастеров nail-сервиса.

Преимущества LED-лампы:
— не нужно каждые полгода менять лампочки;
— устойчива к внешним механическим воздействиям;
— не требует бережной транспортировки;
— время сушки: до 60 секунд;

— светодиоды потребляют меньше электроэнергии;
— быстро просушивает покрытие;
— не содержит ртути и свинца;
— не нагревается;
— полностью безопасна для здоровья.

Недостатки LED-лампы:
— подходит исключительно для сушки покрытий с обозначением LED;
— не используется для наращивания ногтей;
— не способна высушить все материалы для маникюра.

Стоит ли выбирать гибридную UV/LED-лампу?

Не можете определиться с тем, какую лампу вы хотите взять? Есть и другой, более интересный вариант — UV/LED-лампа! Главное отличие гибридной лампы — это возможность просушить все типы гель-лаков, а длительность сушки составляет 30-60 секунд.

Устройство создано на основе светодиодов и CCFL-спирали, заполненной смесью аргона, ртути и неона. Излучение гибридной лампы возникает благодаря свечению газа, что обеспечивает низкий уровень нагрева и снижает энергопотребление.

Преимущества UV/ LED-лампы:
— высокая скорость сушки;
— низкая рабочая температура;
— экономность;
— безопасна для кожи и глаз;
— не требует замены лампочек;
— обладает современным дизайном;
— компактная и легкая.

Выбирая лампу, опирайтесь на свои предпочтения в типах лака, оценивайте преимущества и недостатки устройств, а также их габариты. Вместе с правильно подобранной лампой вы обеспечите себя шикарным маникюром на долгие годы!

Как выбрать лампочку для дома? — Статьи — Справочник

Экономия в наши дни – не пустой звук. Планируя поход в магазин за обычными лампочками, стоит как следует рассчитать собственные затраты. Не только сиюминутные, но и затраты в будущем.

ЭКОНОМИТЬ НА ОСВЕЩЕНИИ 90%?

Почему бы и нет! Светодиодные лампы ЭРА, или так называемые LED (Light-Emitting Diode) в сравнении со стандартной лампой накаливания обеспечивают до 90% экономии электроэнергии. Лампа обладает стабильным световым потоком на протяжении всего срока службы – не мерцает и не тускнеет.

Мягкое и равномерное распределение светового спектра не содержит вредных UV-излучений — утомляемость глаз значительно снижается, а цвета приобретают естественный оттенок и глубину.

Светодиодные лампы в электронном каталоге ЭРА: http://www.eraworld.ru/catalog/category/339

ЦВЕТОВАЯ ТЕМПЕРАТУРА

LED-лампы различаются не только по мощности и световому потоку, но и по цветовой температуре. Наверняка Вы обращали внимание, что лампы дают теплый желтоватый свет, либо нейтральный белый, близкий к дневному солнечному свету, либо холодный белый.

Покупая лампы ЭРА, Вы можете сразу понять – каким светом будет светить лампа, а не получить сюрприз, вкрутив ее в свои осветительные приборы.

Все очень просто – покупаете лампу в упаковке с желтым ярлычком – получаете мягкое теплое освещение. Коробка с голубым ярлычком подскажет, что свет будет нейтральным белым. А темно-синий ярлычок свидетельствует о холодном белом свете.

Холодный свет предпочитают в офисах и производственных помещениях, он настраивает на рабочий лад. Также он является обязательным для больниц и некоторых производств. Еще его очень любят в южных регионах России, там, где люди устают от яркого солнца и им хочется немного прохлады, хотя бы на уровне ощущений.

Если говорить о технических характеристиках, то цветовая температура измеряется в Кельвинах (К).

Сегодня светодиодные лампы ЭРА выпускаются в трех вариантах: 4000К (нейтральный белый свет, наиболее приближенный к свету утреннего и полуденного солнца), 2700К (теплый белый цвет) и 6500 K (холодный белый свет).

2700 К — тёплый белый свет, 4000 К — нейтральный белый свет, 6500 К — холодный белый свет

ДИЗАЙНЕРСКИЕ ЛАМПЫ

Для некоторых светильников (хрустальные люстры, бра) и дизайнерских решений внешний вид стандартной светодиодной лампы не подходит. В таких случаях лучше приобрести филаментные лампы ЭРА F-LED.

Такая лампа, благодаря особенностям своей конструкции, обеспечивает широкий угол рассеивания света до 360°. В отличие от других типов ламп она способна равномерно освещать окружающее пространство. А прозрачная колба обеспечивает повышенную световую отдачу.

Филаментные лампы ЭРА производится как в стандартных исполнениях (груша, шар, свеча), так и с более специфическими колбами (свеча на ветру, витая свеча), придающими им декоративный характер. Цвет колбы можно выбрать на любой вкус: прозрачный / золотистый / матовый.

Филаментные лампы идеально подходят для реализации дизайнерских решений, где требуется внешний вид традиционных ламп накаливания.

Филаментные лампы идеальны для лофт-интерьеров, пространств в стиле ретро

Светодиодные лампы ЭРА соответствует классу А по энергоэффективности. Они безопасны для хрупкого здоровья детей, поэтому также отлично впишутся в светильники детской комнаты. Лампы абсолютно безопасны в эксплуатации, так как выполнены из проверенных нетоксичных чистых материалов. Использование специальных условий для утилизации не требуется.

Для Вашего удобства мы подготовили памятку, на что обращать внимание при выборе лампочки для дома. Вам необходимо учесть такие параметры, как тип лампы, напряжение в светильнике, цоколь, мощность, цветовая температура. Удачных покупок и побольше света в Вашей жизни!

Виды и отличия электрических ламп

Одной из главных характеристик, по которым происходит подбор, является мощность. Ее показатель напрямую влияет на расход электроэнергии. Очень важно использовать в светильниках лампы не выше той мощности, которая указана в сопроводительных документах. Например, ограничение max 40W означает, что вы можете ставить в патрон лампы мощностью до 40 ватт включительно. Ставить более мощные, чем указано, лампы нельзя, т.к. это может привести к короткому замыканию и оплавлению плафона. В лампах разного типа мощность будет неодинаковой. Энергосберегающая лампа мощностью 5W по свечению будет соответствовать лампе накаливания на 60W.

Светоотдача показывает яркость – сколько люмен света дает лампа на 1W мощности. Энергосберегающие лампы являются более экономичными благодаря тому, что этот показатель у них выше в несколько раз, чем у привычных ламп накаливания. Это позволяет ставить в светильник менее мощную лампу, которая сможет светить не хуже ее аналогов на 40W или 60W, экономя электроэнергию.

Излучаемый лампой свет бывает теплым, холодным или нейтральным. Теплый свет – тот, к которому мы привыкли, его дает лампа накаливания. Он может искажать цвет абажура или плафона, отчего тот станет выглядеть иначе, нежели в выключенном виде. Поэтому, если этот критерий важен, рекомендуется подбирать лампы с нейтральным светом, которые помогут предотвратить искажение цветопередачи.

Лампа накаливания. Это наиболее известный и узнаваемый вид электрических ламп, который можно встретить практически в любом доме и по сей день. Во внешнюю стеклянную колбу, из которой предварительно откачан воздух и закачан какой-либо химически инертный газ, вставлено тело накала, начинающее ярко светиться при прохождении через него электрического тока. В качестве тела накала чаще всего используется спираль из вольфрама, известного своей тугоплавкостью, или угольная нить. Откачка воздуха из колбы необходима для того, чтобы исключить окисление тела накала при контакте с ним. Срок службы лампы накаливания составляет около 1000 часов.

Лампы накаливания различаются по внешнему виду и форме. Стекло колбы может быть прозрачного или матового цвета для более мягкого рассеивания света. Помимо стандартной, так называемой грушевидной формы, лампы могут быть и в виде свечи, что хорошо смотрится в декоративном освещении. Отдельной модификацией этой модели является «свеча на ветру» с изогнутой стеклянной верхней частью, напоминающей колеблющееся пламя свечи. Зеркальные лампы излучают направленный свет, который поможет эффектно подсветить арт-объекты и торговые залы. В зависимости от формы колбы лучи света могут распределяться направленно или достаточно широко.

Чем галогенные лампы отличаются от ламп накаливания?

Галогенная лампа — это лампа накаливания, выполненная в виде кварцевой колбы, наполненной инертным газом с добавкой галогенов или их соединений, обеспечивающих замедленное испарение тела накаливания. Первые галогенные лампы появились в 1959 году в США и почти одновременно — в СССР.

Строение галогенных ламп идентично со строением обычных ламп накаливания. Однако, для уменьшения испарения вольфрама и осветления стенок колбы в галогенных лампах используется вольфрамово-галогенный цикл. В состав наполняющего галогенную лампу газа вводится небольшое количество галогенов (фтор, хлор, бром и йод).

Галогенные лампы, как и лампы накаливания, излучают тепло. Спираль, изготовленная из жаропрочного вольфрама, находится в колбе, заполненной инертным газом. При прохождении через спираль электрического тока она накаляется, вырабатывая тепловую и световую энергию. Накаливание приводит к испарению частичек вольфрама, которые оседают в виде черного осадка внутри колбы. При повышении давления газа этот процесс замедляется.

Размеры и низкая прочность колбы традиционной лампы накаливания не позволяют повышать давление газа далее. Чем выше температура спирали, тем больше излучается света. В тоже время ускоряется процесс испарения вольфрама, что снижает срок службы лампы накаливания. В галогенных лампах большая часть этих отрицательных явлений устранена.

Кроме этого, колба галогенной лампы выполняется из тугоплавкого кварцевого стекла, которое более устойчиво к высокой температуре и химическим воздействиям. Кварцевое стекло — жаропрочный материал, а маленькие габариты гарантируют прочность, достаточную для того, чтобы создавать более высокое давление газа. Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей. Все это позволяет повысить температуру спирали, в результате чего увеличивается в 2 раза световая отдача (13-25 лм/Вт) и срок службы галогенной лампы (в 2–4 раза выше, чем у ламп накаливания). Преимущество галогенных лампочек — повышенная светоотдача.

Галогенные лампы с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Галогенные лампы нового поколения с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы характеризуются значительным повышением световой отдачи. Это обусловлено следующим физическим процессом: часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Преимущества и недостатки галогенных светильников

Преимущество галогенных лампочек — в повышенной светоотдаче при том же расходе электроэнергии. Недостаток — в смещении спектра в синюю область. У них свет «белее», чем у ламп накаливания, причем с некоторым количеством ультрафиолета. Если он падает на вещь, окрашенную нестойкой к свету краской, то выгорает она значительно быстрее, чем от обычных ламп, — это надо учитывать. В спектре этих источников света действительно присутствуют УФ-лучи. Галогенные лампы даже рекомендуют для восполнения недостатка естественного освещения при выращивании растительных культур. Известен случай, когда в бутике платье на манекене освещали галогенной лампой, и через два месяца образовалось «выгоревшее» пятно.

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с цветовой температурой до 3200 К и отличной цветопередачей. Свет, который они излучают, ближе света всех иных ламп к солнечному. Их малые размеры, почти миниатюрность, позволяют создавать совершенно новые светильники, например, так называемого акцентирующего освещения, — специально сконструированная система отражателя позволяет настолько усилить поток света, что это дает дизайнерам дополнительные возможности в оформлении помещения. По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные имеют световую отдачу 13-25 лм/Вт, высокий ресурс службы и лучшую стабильность светового потока.

Миниатюрные размеры галогенных ламп эстетически более привлекательны (у низковольтных галогенных ламп (12 В, 100 Вт): диаметр колбы в 5 раз меньше, чем у ламп накаливания той же мощности). Не случайно сегодня именно низковольтные галогенные светильники используют для подсветки стеллажей, полок, различных элементов интерьера. Все предметы выглядят нарядными, объемными, а их цвета становятся сочнее и ярче; подчеркивается блеск стекла и металла.

Кроме этого галогенные лампы на 12 В полностью электробезопасны. Ассортимент галогенных лампочек гораздо богаче обычных. Производимые сегодня галогенные лампы настолько разнообразны и многофункциональны (линейные, капсульные, рефлекторные и т. д.), что это позволяет дизайнерам-светотехникам оформлять интерьеры самым изысканным образом, находить такое световое решение, которое требуется конкретному помещению.

Подведем итоги. Основные преимущества галогенных ламп по сравнению с лампами накаливания: галогенные лампы бoлee эффeктивнo пpeoбpазуют энepгию, имeют в несколько pаз бoльший cpoк cлужбы, пpoизвoдят бoлee яpкий бeлый cвeт, более качественно передают цвета освещаемых предметов, выпускаются в более богатом ассортименте, пoзвoляют лучшe упpавлять cвeтoвым пучкoм и напpавлять eгo c бoльшeй тoчнocтью, бoлee кoмпактны, благoдаpя чeму coздаютcя нoвыe вoзмoжнocти дизайна.

Более современным и эффективным аналогом галогенных светильников сейчас считаются светодиодные прожекторы.

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях

Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее

Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Плюсануть

Запинить

Теги: Освещение магазинов, Источники света, Осветительное оборудование

Far-UVC light: новый инструмент для контроля распространения микробных заболеваний, передающихся по воздуху

Лампы Far-UVC

Мы использовали набор из трех эксимерных ламп, содержащих газовую смесь Kr-Cl, которая преимущественно излучает при 222 нм ^{25 , 26}. Выходное окно каждой лампы было закрыто специальным полосовым фильтром, предназначенным для удаления всего излучения, кроме доминирующей длины волны, как описано ранее ¹⁵. Каждый полосовой фильтр (Omega Optical, Brattleboro, VT) имел центральную длину волны 222 нм и полную ширину на полувысоте (FWHM) 25 нм и обеспечивает пропускание> 20% на 222 нм.УФ-спектрометр (SPM-002-BT64, Photon Control, BC, Canada) с диапазоном чувствительности от 190 нм до 400 нм использовался для проверки спектра излучения 222 нм. Для радиометрической калибровки УФ-спектрометра использовали эталон дейтериевой лампы с отслеживаемой NIST спектральной освещенностью (Newport Model 63945, Irvine, CA). С помощью монитора озона SM-70 (Aeroqual, Avondale, Окленд, Новая Зеландия) было измерено, что образование озона от ламп составляет <0,005 ppm, что не является значительным уровнем для обеспечения противомикробного эффекта для вирусов в аэрозольной форме ²⁷.

Дозиметрия Far-UVC

Измерения оптической мощности проводились с использованием кремниевого фотоприемника малой мощности 818-UV / DB с УФ-усилением и измерителя оптической мощности 843-R (Ньюпорт, Ирвин, Калифорния). Дополнительная дозиметрия для определения однородности УФ-облучения проводилась с использованием пленки, чувствительной к дальнему УФ-С, как описано в нашей предыдущей работе ^28,29. Эта пленка имеет высокое пространственное разрешение с возможностью разрешения деталей до 25 мкм и демонстрирует почти идеальный косинусоидальный отклик ^30,31.Измерения проводились между экспериментами, что позволило разместить датчики внутри камеры.

Диапазон воздействия ультрафиолетового излучения вдали от 3,6 мкДж / см ² до 281,6 мДж / см ² использовался для построения калибровочной кривой отклика. Пленки сканировали как 48-битные изображения RGB TIFF с разрешением 150 dpi с помощью планшетного сканера Epson Perfection V700 Photo (Epson, Япония) и анализировали с помощью программного обеспечения для анализа радиохромных пленок ³² для расчета общей экспозиции на основе измеренных изменений оптической плотности.

Измерения с использованием кремниевого детектора и пленок, чувствительных к УФ-излучению, были объединены для расчета общей дозы, полученной частицей, пересекающей окно экспонирования. Три вертикально установленных друг на друга лампы обеспечивали почти равномерное распределение дозы вдоль вертикальной оси, таким образом, каждая частица, проходящая горизонтально через камеру облучения, получала одинаковую дозу. Ширина лампы (100 мм) была меньше ширины окна камеры облучения (260 мм), поэтому мощность лампы была выше вблизи центра окна камеры облучения по сравнению с краем.Пленка, чувствительная к ультрафиолету, показала мощность приблизительно 120 мкВт / см ² в центральной трети окна и 70 мкВт / см ² для внешней трети. Кремниевый детектор использовали для количественной оценки отражательной способности алюминиевого листа примерно при 15% падающей мощности. Объединение этих данных позволило рассчитать среднюю общую дозу 2,0 мДж / см ² на частицу, пересекающую окно за 20 секунд. Кроме того, кремниевый детектор использовался для подтверждения того, что ослабление света с длиной волны 222 нм через один лист пластиковой пленки составляло 65%. Добавление одного или двух листов пластиковой пленки между лампами и окном камеры облучения дало средние дозы 1,3 мДж / см ² и 0,8 мДж / см ², соответственно.

Настольная камера для облучения аэрозолей

Однопроходная динамическая камера для облучения аэрозолей / вирусов была сконструирована в конфигурации, аналогичной той, что использовалась Ко и др. . ³³, Лай и др. . ³⁴ и McDevitt и др. . ^19,35.Схематический обзор системы показан на рис. 3 и изображен на рис. 4. Аэрозольные вирусы были созданы путем добавления раствора вируса в высокопроизводительный распылитель расширенной аэрозольной респираторной терапии (HEART) (Westmed, Tucson, AZ) и работает с двухголовым насосом (Thermo Fisher 420–2901–00FK, Waltham, MA) с расходом на входе 11 л / мин. Вирус в аэрозольной форме поступал в камеру облучения, где он смешивался с независимо контролируемыми входами увлажненного и осушенного воздуха. Увлажненный воздух создавался барботированием воздуха через воду, а сухой воздух — пропусканием воздуха через адсорбционный осушитель (X06–02–00, Wilkerson Corp, Richland, MI).Регулировка соотношения влажного и сухого воздуха позволяла регулировать относительную влажность (RH) в камере облучения, которая, наряду с настройками распылителя, определяла гранулометрический состав аэрозольных частиц. Оптимальное значение относительной влажности 55% привело к распределению размеров аэрозольных частиц, аналогичному естественному распределению при кашле и дыхании человека, которое, как было показано, распределяется примерно в 1 мкм, со значительным хвостом частиц менее 1 мкм ^{36 , 37,38}.

Рис. 3

Схематическая диаграмма пользовательской камеры УФ-облучения. Камера изображена сверху вниз. Компоненты установки включают: барботер воды для подачи увлажненного воздуха (A), эксикатор для подачи сухого воздуха (B), распылитель (C), перегородки (D), измеритель относительной влажности и температуры (E), измеритель размера частиц ( F), лампы дальнего УФС (G), полосовые фильтры (H), пластиковое окно, пропускающее дальний УФС (I), отражающая алюминиевая поверхность (J) и биосэмплер (K). Насосы используются для создания давления в небулайзере для образования аэрозоля и для управления потоком через систему.Клапаны управления потоком позволяют регулировать систему. HEPA-фильтры включены во все входы и выходы воздуха. Набор трехходовых клапанов контролирует поток к биосэмплеру или вокруг него. Лампы, расположенные вертикально друг за другом, направлены к окну в боковой части камеры, чтобы обнажить аэрозоли, проходящие горизонтально. Дополнительные пленки для равномерного уменьшения дозы помещали между фильтрами и окном. Путь распространения вируса в аэрозольной форме внутри системы во время отбора проб обозначен красной пунктирной линией.

Рис. 4

Фотография пользовательской камеры УФ-облучения. Экспериментальная установка показывает многие из необходимых компонентов, в то время как некоторые элементы, такие как насосы, фильтры и лампы, были опущены, чтобы лучше отобразить общую установку.

После объединения входных сигналов контроля влажности с аэрозольным вирусом, входящий поток направлялся через серию перегородок, которые способствовали сушке и перемешиванию капель для обеспечения равномерного распределения частиц и стабильной влажности ³⁴. Относительная влажность и температура внутри камеры облучения контролировались с помощью измерителя Omega Rh42 (Omega Engineering Inc., Стэмфорд, Коннектикут) сразу после перегородок. К камере для облучения был присоединен измеритель размера частиц Hal Technologies HAL-HPC300 (Фонтана, Калифорния), чтобы обеспечить возможность отбора проб размеров частиц на протяжении всей операции.

При УФ-облучении лампы с длиной волны 222 нм располагались на расстоянии 11 см от окна камеры облучения. Лампы направлялись на окно камеры размером 26 см × 25,6 см, которое было изготовлено из прозрачной пластиковой пленки толщиной 254 мкм (Topas 8007×10, Topas Advanced Polymers, Florence, KY) и имело пропускание ~ 65% при 222 нм. .Стенка камеры облучения напротив прозрачного окна была изготовлена из полированного алюминия, чтобы отражать часть ультрафиолетового излучения обратно через область экспонирования, таким образом увеличивая общую дозу облучения за счет прохождения фотонов в обоих направлениях. Глубина камеры облучения между окном и алюминиевой панелью составляла 6,3 см, создавая общий объем экспонирования 4,2 л.

Поток аэрозолей продолжает выходить из камеры облучения к набору трехходовых клапанов, которые могут быть сконфигурированы для либо проходят через обходной канал (используется, когда отбор проб не требовался), либо через BioSampler (SKC Inc, Eighty Four, PA), используемый для сбора вируса.BioSampler использует звуковой поток, воздействующий на поверхность жидкости, для сбора аэрозолей при работе с потоком воздуха 12,5 л / мин. Наконец, поток продолжал выходить из системы через конечный фильтр HEPA и в вакуумный насос (WP6111560, EMD Millipore, Billerica, MA). Вакуумный насос в конце системы питал поток через камеру облучения. Скорость потока через систему регулируется BioSampler. Учитывая скорость потока и общий экспонируемый объем камеры облучения, равный 4,2 л, одна капля аэрозоля прошла через экспозиционный объем приблизительно за 20 секунд.

Вся камера облучения была установлена внутри сертифицированного шкафа биобезопасности класса II типа A2 (Labconco, Канзас-Сити, Миссури). Все входы и выходы воздуха были оснащены фильтрами HEPA (GE Healthcare Bio-Sciences, Питтсбург, Пенсильвания) для предотвращения попадания нежелательного загрязнения в камеру, а также для предотвращения попадания любого вируса в окружающую среду.

Характеристики камеры облучения

Специальная камера облучения имитировала передачу вирусов в аэрозольной форме, образующихся при кашле и дыхании человека.Камера работала при относительной влажности 55%, что приводило к гранулометрическому составу 87% между 0,3 мкм и 0,5 мкм, 11% между 0,5 мкм и 0,7 мкм и 2%> 0,7 мкм. Сравнение с опубликованными диапазонами распределения частиц по размерам показано в таблице 1. Вирусы в аэрозольной форме эффективно передавались через систему, что подтверждается контролем (нулевое воздействие), демонстрирующим четкую интеграцию вирусов (рис. 1

Таблица 1 Пример распределения частиц по размеру от человека во время различных мероприятий приведены вместе с измеренными значениями для этой работы.

, вверху слева).

Протокол эксперимента

Раствор вируса в небулайзере состоял из 1 мл среды Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM, Life Technologies, Гранд-Айленд, Нью-Йорк), содержащей 10 ⁸ фокусообразующих единиц на мл (FFU / мл) вируса гриппа А. вируса [A / PR / 8/34 (h2N1)], 20 мл деионизированной воды и 0,05 мл сбалансированного солевого раствора Хэнка с кальцием и магнием (HBSS ⁺⁺). Камера облучения работала с аэрозольными вирусными частицами, протекающими через камеру и обходной канал в течение 15 минут до отбора проб, чтобы установить желаемое значение относительной влажности ~ 55%.Сбор пробы инициируется изменением потока воздуха из байпасного канала в биосэмплер с использованием набора трехходовых клапанов. Первоначально BioSampler был заполнен 20 мл HBSS ⁺⁺ для улавливания аэрозоля. В течение каждого периода отбора проб, который длился 30 минут, внутренняя часть камеры облучения подвергалась воздействию света дальнего ультрафиолета с длиной волны 222 нм через полупрозрачное пластиковое окно ультрафиолетового излучения. Изменение дозы дальнего УФ-излучения, доставляемой аэрозольным частицам, достигалось путем вставки дополнительных полупрозрачных пластиковых пленок УФ-излучения, идентичных материалу, используемому в качестве окна камеры, между лампами и окном камеры.Дополнительные пластиковые пленки равномерно снижали мощность, поступающую в камеру. Три тестовые дозы 0,8, 1,3 и 2,0 мДж / см ² были достигнуты путем добавления двух, одной или отсутствия дополнительных пластиковых пленок соответственно. Контрольные исследования с нулевой дозой проводились при выключенных эксимерных лампах. Эксперименты с каждой дозой повторяли трижды. Вновь стерилизованный BioSampler использовался для каждого экспериментального цикла, чтобы предотвратить нежелательное загрязнение. Отрицательные контроли, в которых вирус был исключен из смеси для небулайзера, запускались с перерывами и не показали сбора вируса в BioSampler.После завершения периода отбора проб раствор из BioSampler был использован для анализа инфекционности вируса.

Анализ инфекционности вируса

Мы измерили вирусную инфекционность с помощью анализа формирования фокуса, в котором используются стандартные методы флуоресцентного иммуноокрашивания для обнаружения инфицированных клеток-хозяев и инфекционных вирусных частиц ³⁹. Вкратце, после прохождения через камеру для облучения в течение 30 минут 0,5 мл суспензии вируса, собранной с помощью BioSampler, были наложены на монослой эпителиальных клеток Madin-Darby Canine Kidney (MDCK), обычно выращиваемых в DMEM с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки (FBS). ), 2 мМ L-аланил-L-глутамина, 100 Ед / мл пенициллина и 100 мкг / мл стрептомицина (Sigma-Aldrich Corp.Сент-Луис, Миссури, США). Клетки инкубировали с вирусом в течение 45 минут, трижды промывали HBSS ⁺⁺ и инкубировали в течение ночи в DMEM. Затем инфицированные клетки фиксировали в 100% ледяном метаноле при 4 ° C в течение 5 минут и метили антителом к нуклеопротеину вируса гриппа A [C43] (Abcam ab128193, Кембридж, Массачусетс) 1: 200 в HBSS ⁺⁺, содержащем 1% коровьего молока. сывороточный альбумин (BSA; Sigma-Aldrich Corp. St. Louis, MO, USA) при комнатной температуре в течение 30 минут при легком встряхивании. Клетки трижды промывали HBSS ⁺⁺ и метили козьим антимышиным Alexa Fluor-488 (Life Technologies, Grand Island, NY) 1: 800 в HBSS ⁺⁺, содержащем 1% BSA, при комнатной температуре в течение 30 минут. при легком встряхивании.После трех промывок в HBSS ⁺⁺ клетки окрашивали Vectashield, содержащим DAPI (4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндол) (Victor Laboratories, Burlingame, CA), и наблюдали с 10-кратным и 40-кратным увеличением микроскопа. Люминесцентный микроскоп Olympus IX70, оснащенный высокоэффективной цифровой камерой высокого разрешения Photometrics PVCAM. Для каждого образца было получено не менее трех полей обзора объединенных изображений DAPI и Alexa-488. Программное обеспечение Image-Pro Plus 6.0 (Media Cybernetics, Bethesda, MD) использовалось для анализа 10-кратных изображений для измерения FFU _UV как отношения клеток, инфицированных вирусом, к общему количеству клеток.

Анализ данных

Выжившую фракцию ( S ) вируса рассчитывали путем деления фракции клеток, дававших положительный рост вируса при каждой дозе УФ-излучения (FFU _UV), на фракцию при нулевой дозе (контроли FFU _).): S = FFU _UV / FFU _{контролирует}. Значения выживаемости были рассчитаны для каждого повторного эксперимента и преобразованы в натуральный логарифм (ln), чтобы приблизить распределение ошибок к нормальному ⁴⁰. Линейная регрессия была выполнена с использованием этих нормализованных значений ln [ S ] в качестве зависимой переменной и дозы УФ-излучения (D, мДж / см ²) в качестве независимой переменной.Используя этот подход, выживаемость вируса ( S ) была подогнана к кинетике первого порядка в соответствии с уравнением ⁷:

$$ \ mathrm {ln} \, [{\ rm {S}}] = — k \ раз D, $$

(1)

, где k — константа скорости УФ-инактивации или коэффициент восприимчивости (см ² / мДж). Регрессия была выполнена с параметром точки пересечения, установленным на ноль, что представляет собой определение 100% относительной выживаемости при нулевой дозе УФ-излучения.95% доверительные интервалы начальной загрузки для параметра k были рассчитаны с использованием программного обеспечения R 3.2.3 ⁴¹. Поперечное сечение инактивации вируса, D ₉₅, которое представляет собой УФ-дозу, которая инактивирует 95% подвергшегося воздействию вируса, было рассчитано как D ₉₅ = -ln [1 — 0,95] / k .

Излучение: ультрафиолетовое (УФ) излучение

Время года и время суток

Уровни УФ-излучения зависят в основном от высоты солнца в небе, а в средних широтах самые высокие в летние месяцы в течение 4-часового периода около солнечного полудня.В это время солнечные лучи направляются к Земле самым прямым путем. Напротив, в ранние утренние или вечерние часы солнечные лучи проходят через атмосферу под большим углом. Гораздо больше УФ-излучения поглощается и меньше достигает Земли.

Уровни УФ-излучения выше ближе к экватору. Ближе к экватору солнечные лучи проходят более короткое расстояние через атмосферу, и поэтому может поглощаться меньше вредного ультрафиолетового излучения.

С увеличением высоты становится меньше атмосферы для поглощения УФ-излучения.На каждые 1000 м высоты уровень УФ-излучения увеличивается примерно на 10%.

Будьте осторожны, чтобы не недооценивать количество УФ-излучения, проходящего через облака.

Многие поверхности отражают УФ-излучение и увеличивают общий уровень УФ-излучения, который вы испытываете. В то время как трава, почва или вода отражают менее 10 процентов падающего УФ-излучения, песок отражает около 15 процентов, а морская пена — около 25 процентов. Свежий снег является особенно хорошим отражателем и почти вдвое увеличивает УФ-облучение человека.Повторяющиеся случаи снежной слепоты или фотокератита у лыжников подчеркивают, что меры защиты от ультрафиолета должны учитывать отражение от земли.

Уровни УФ-излучения наиболее высоки под безоблачным небом, а облачный покров обычно снижает воздействие на человека. Однако легкие или тонкие облака мало влияют и могут даже повышать уровень УФ-излучения из-за рассеяния. Не дайте себя обмануть пасмурным днем или прохладным ветерком! Даже длительное нахождение в тени, например, между зданиями, может вызвать у чувствительного человека солнечный ожог в день с высоким уровнем ультрафиолета.

Озон поглощает часть УФ-излучения, которое в противном случае достичь поверхности Земли. Уровни озона меняются в течение года и даже через день.

УФ-излучение отражается или рассеивается на разной степени по разным поверхностям, например снег может отражать столько же 80% УФ-излучения, сухой пляжный песок около 15% и морская пена около 25%.

Как работает ультрафиолетовая очистка воды?

Плюсы и минусы УФ-фильтрации воды

Ультрафиолетовая очистка воды — самый эффективный метод обеззараживания воды бактериями. Ультрафиолетовые (УФ) лучи проникают через вредоносные патогены в воду вашего дома и уничтожают болезнетворные микроорганизмы, поражая их генетическое ядро (ДНК). Это чрезвычайно эффективно для устранения их способности к воспроизводству. Дезинфекция воды ультрафиолетом исключительно проста, эффективна и экологически безопасна. УФ-системы уничтожают 99,99% вредных микроорганизмов, не добавляя химикатов и не меняя вкуса и запаха воды. УФ-очистка воды обычно используется с другими формами фильтрации, такими как системы обратного осмоса или угольные фильтры.

УФ-очистка> Химическое дезинфицирующее средство
УФ-системы являются эффективным средством дезинфекции воды в жилых помещениях и помогают дезинфицировать весь дом. Ультрафиолетовые системы настоятельно рекомендуются домовладельцам, которые могут подозревать наличие в воде кишечной палочки, криптоспоридии, лямблии или любых других типов бактерий и вирусов. Другим средством уничтожения бактерий или вирусов в воде может быть добавление химических дезинфицирующих средств. Однако не рекомендуется использовать хлор или другие химические вещества для дезинфекции воды, как владельцы частных колодцев, из-за токсичных побочных продуктов, которые они создают.Важно избегать питья воды, потенциально зараженной бактериями, чтобы защитить себя от любых передаваемых через воду бактериальных заболеваний.

Преимущества ультрафиолетовой очистки

Не содержит химикатов: при УФ-очистке не используются химические вещества, такие как хлор, и не остаются вредные побочные продукты.
Без вкуса и запаха: УФ не придает воде химического привкуса или запаха.
Чрезвычайно эффективный: один из самых эффективных способов убить болезнетворные микробы путем уничтожения 99.99%.
Требует очень мало энергии: расходует примерно столько же энергии, как и для лампочки мощностью 60 Вт.
Низкие эксплуатационные расходы: установите и забудьте о типе системы, просто меняйте УФ-лампу ежегодно.

Ограничения в системах водоснабжения с УФ-излучением
Сама по себе очистка ультрафиолетом недостаточна для очистки воды вплоть до питьевой. Это потому, что УФ-излучение эффективно только для лечения бактерий и вирусов.Ультрафиолетовый свет не устраняет загрязняющие вещества, такие как хлор, тяжелые металлы и летучие органические соединения (летучие органические соединения). УФ-системы часто сочетаются с системами обратного осмоса, чтобы обеспечить полный процесс очистки для получения самой безопасной питьевой воды.

Выбор подходящего размера УФ-блока
Если вы набираете воду из частного водопровода, рекомендуется обрабатывать весь дом. Чтобы обеспечить максимальное удовлетворение, выберите УФ-систему правильного размера (галлонов в минуту), которая соответствует максимальной скорости потока в вашей семье.Это просто мера того, сколько воды может пройти через ваш основной водопровод, если все водовыпуски будут открыты одновременно.

Количество ванных комнат в вашем доме	1 Ванная	2 Ванные комнаты	3 Ванные комнаты	4 Ванные комнаты	5 Ванные комнаты	6 Ванные комнаты
Расход (в галлонах в минуту)	5	8. 5	12	15,5	19	22,5

Ультрафиолетовое излучение — это естественный процесс, который не производит вредных химических веществ в воде. Просто подключите в точке входа и подключите электричество. Это безопасный, эффективный и экологически чистый метод дезинфекции, который широко используется в жилых и промышленных помещениях по всему миру.

Образование капель воды из влажного окружающего воздуха под воздействием ультрафиолетового света

Механизм реакции

На основе результатов нашего эксперимента и моделирования мы предлагаем механизм, который включает фотохимическую диссоциацию кислорода и озона и последующие темновые реакции. Кислород диссоциирует на атомарный кислород (³ P) при возбуждении светом 185 нм (ртутная лампа) или 193 нм (лазер ArF) (R1). Атомарный кислород быстро реагирует с молекулами кислорода с образованием озона (R2).^{13) –16)} Вторая фотохимическая реакция озона имеет место с образованием атомарного кислорода (¹ D) (R3), поскольку озон имеет очень сильное поглощение в УФ-области около 250 нм и на более коротких длинах волн. Он эффективно реагирует с H ₂ O с образованием радикала ОН (R5). ОН реагирует с озоном с образованием радикала HO ₂ (R6), а два радикала HO ₂ образуют пероксид водорода (H ₂ O ₂) и O ₂ (R7). ^{13) –15)} Ниже показаны предлагаемые основные реакции.

OH + O ₃ → HO ₂ + O ₂

HO ₂ + ₂ → H ₂ O ₂ + O ₂

Пероксид водорода представляет собой стабильную гигроскопичную молекулу и имеет высокую скорость захвата молекул воды. Также существует возможность комплексного образования промежуточного пероксирадикала (HO ₂) и воды, что недавно было подтверждено спектроскопически.^{17), 18)} Реакции R1 – R4 известны как механизм Чепмена для образования озона в стратосфере. ^{13) –15)}

Моделирование реакций

Мы рассчитали 26 одновременных дифференциальных уравнений скорости всех элементарных реакций (реакции в R8 – R10), которые включают намного больше реакций в механизме Чепмена, и получили концентрации всех промежуточные продукты и продукты в газовой фазе. ¹⁹⁾ В частности, мы выбрали основные реакции атмосферных реакций ¹⁹⁾ и добавили необходимые реакции для системы воздух / вода.Также были включены реакции фотодиссоциации всех возможных промежуточных продуктов (). Кинетические параметры, используемые для моделирования, перечислены в ссылках (19) и (20). Пакет CHEMKIN II, разработанный Sandia National Laboratories, был принят для решения дифференциальных уравнений. ²¹⁾ Далее мы приняли во внимание комплексное образование радикала HO ₂ и воды, которое находится в равновесии, как указано в R8 ^{22), 23)} и связанных с ними реакциях, R9 и R10.

HO ₂ + H ₂ O ⇄ HO ₂ — H ₂ O

HO ₂ + HO ₂ — H ₂ O → продукты

HO ₂ — H ₂ O + HO ₂ — H ₂ O → продукты

R10

Таблица 1

Реакции, включенные в моделирование

O ₂ + h ν → O + O	O + O ₃ → O ₂ + O ₂
O + O ₂ → O ₃	O (¹ D) + O ₂ → O + O ₂
O ₃ + h ν → O	O (¹ D) + O ₃ → O ₂ + O ₂
O ₃ + h ν → O (¹ D)	O (¹ D) + O ₃ → O ₂ + O + O
O (¹ D) → O	O + OH → O ₂ + H
O (¹ D) + H ₂ O → OH + OH	O + HO ₂ → OH + O ₂
O ₃ + OH → HO ₂ + O ₂	OH + OH → H ₂ O + O
O ₃ + HO ₂ → OH	OH + OH + M → H ₂ O ₂ + M
HO ₂ + HO ₂ → H ₂ O ₂ + O ₂	OH + HO ₂ → H ₂ O + O ₂
H ₂ O ₂ + h ν → OH + OH	H ₂ O ₂ → H ₂ O + HO ₂
HO ₂ + O ₃ → OH + O ₂ + O ₂	H + O ₃ → OH + O ₂
HO ₂ + h ν → OH + O (¹ D)

Таблица 2

Фотохимические реакции включены в моделирование

9024 21 O ⇒ O (³ P) + O (³ P)

9 10652 1,0 −18

Реакции	Сечение абсорбции / см ²			Квантовый выход реакции
Реакции	185 нм	193 нм	254 нм	Квантовый выход реакции
1. 2 × 10 ⁻²¹	4,0 × 10 ⁻²²	0,0	1,0
O ₃ + h ν ⇒ O (³ P)	— 1,0 × 10 9000 18	2,0 × 10 ⁻¹⁹	1,0 × 10 ⁻¹⁷	0,1
O ₃ + h ν ⇒ O (¹ D)	2,0 × 10 ⁻¹⁹	1,0 × 10 ⁻¹⁷	0. 9
HO ₂ + h ν ⇒ OH + O	3,0 × 10 ⁻¹⁸	4,0 × 10 ⁻¹⁸	3,0 × 10 ⁻¹⁹	1,0 902
H ₂ O ₂ + h ν ⇒ OH + OH	7,0 × 10 ⁻¹⁹	6,0 × 10 ⁻¹⁹	7,0 × 10 ⁻²⁰	1,0

В этом моделировании количество фотонов было 4.0 × 10 ¹² на 185 нм, 9,1 × 10 ¹⁴ на 253 нм и 6,7 × 10 ¹³ на 313 нм [фотон см ^-2 с ^-1]. Стандартными начальными условиями для моделирования были 1 атм воздуха и 100% -ное насыщение водой при 300 K, а именно: 31,7 моль / м ³ для азота, 8,5 моль / м ³ для кислорода и 1,43 моль / м ³ для воды. Корреляция концентраций O ₃ и HO ₂ показана на рис.

In, смоделированные концентрации (мольные доли) всех промежуточных соединений и конечных продуктов показаны как функция времени.Отношение концентраций радикалов HO ₂ и O ₃ составляет приблизительно от 1 до 1000, а абсолютные мольные доли составляют порядка 100 pptv и 100 ppbv, что хорошо согласуется с экспериментальными результатами (). На этом же рисунке () нанесены экспериментальные и смоделированные значения концентраций HO ₂ и O ₃. Согласие очень хорошее, и это указывает на то, что исходное предположение о схеме реакции является правильным.

Моделирование всех реакций в — и R8 – R10 при комнатной температуре. Ордината в логарифмической шкале указывает мольные доли частиц.

Давление насыщенного пара H ₂ O ₂, по расчетам, составило примерно 10 ^-4 Па при вышеуказанных условиях, в то время как давление насыщенного пара H ₂ O ₂ составляет примерно 10 ³ Па при 300 К. Таким образом, числовая плотность H ₂ O ₂ слишком мала для образования большого количества капель, и, следовательно, H ₂ O ₂ не может быть всем содержимым капель.Способность H ₂ O ₂ в качестве посевного материала была кратко проверена путем распыления водного раствора H ₂ O ₂ (25%) в холодильный ящик. Наблюдения по светорассеянию показали, что H ₂ O ₂ создает множество капель, которые сохраняются в течение длительного времени (10–20 мин). В качестве эталонного эксперимента распыление чистой воды мгновенно создавало частицы, но они сразу же исчезали. Мы предполагаем, что H ₂ O ₂ работает как предшественник начального зародышеобразования в этой системе «фотохимического затравки», а последующий рост частиц происходит за счет конденсации воды на поверхности частицы с последующим образованием более крупных капель.

Вода необходима для жизни человека, и огромные районы планеты страдают от нехватки воды. Если бы наши открытия можно было использовать, чтобы помочь ученым и инженерам создать новый альтернативный метод искусственного дождя, полученные методы могли бы иметь неоценимую ценность. В меньшем масштабе вполне возможно, что системы, частично основанные на этом исследовании, могут быть разработаны для более ограниченных применений, таких как производство воды в теплицах или биосфере. Возможные применения этой работы очень разнообразны.

Ультрафиолетовое бактерицидное облучение льда

Appl Microbiol. 1968 Mar; 16 (3): 463–467.

Кафедра микробиологии Государственного университета Колорадо, Форт-Коллинз, Колорадо 80521

Abstract

Мы исследовали бактерицидную активность ультрафиолетового (УФ) излучения 2537 А на бактерии в кубиках льда различной толщины и в водных суспензиях под слоем льда. В качестве тестируемых бактерий использовали Escherichia coli, Serratia marcescens, Bacillus subtilis и Sarcina lutea ; водные суспензии выбранных организмов замораживали в кубики льда толщиной от 2 до 30 мм при -20 ° C.Кубики облучали в течение 1 мин, а суспензии бактерий помещали под ледяной блок (толщиной 19 см) и облучали от 0,5 до 15 мин. В обеих группах экспериментов стандартный метод подсчета на чашках использовался для сравнения количества бактерий, выживших после УФ-обработки, с количеством бактерий в необработанном контроле. Результаты показали, что 1 минута УФ-обработки убила до 97% грамотрицательных и не менее 60% грамположительных тестовых бактерий (выживших после замораживания), замороженных в кубиках льда толщиной 30 мм.В течение 15 минут УФ-свет, прошедший через ледяной блок толщиной 19 см, инактивировал 98% бактерий, взвешенных в буферном растворе. Мы пришли к выводу, что УФ-лучи могут проникать сквозь лед толщиной не менее 19 см и при этом сохранять достаточно энергии, чтобы убить бактерии. Однако проникновение ультрафиолета во многом зависело от оптического качества льда. Хотя цель этих экспериментов не состояла в том, чтобы найти практический метод дезинфекции льда, результаты этого исследования и других наших неопубликованных экспериментов показывают, что УФ-свет обладает достаточной проникающей способностью, чтобы его можно было рассматривать в некоторых избранных применениях.

Полный текст

Полный текст доступен в виде отсканированной копии оригинальной печатной версии. Получите копию для печати (файл PDF) полной статьи (695K) или щелкните изображение страницы ниже, чтобы просмотреть страницу за страницей. Ссылки на PubMed также доступны для Избранные ссылки .

Избранные ссылки

Эти ссылки находятся в PubMed. Это может быть не полный список ссылок из этой статьи.

Эшвуд-Смит MJ, Bridges BA, Munson RJ.Ультрафиолетовое поражение бактерий и бактериофагов при низких температурах. Наука. 1965, 3 сентября; 149 (3688): 1103–1105. [PubMed] [Google Scholar]
FOLTZ VD. Санитарное качество измельченного льда и льда в кубиках при отпуске потребителю. Представитель общественного здравоохранения, октябрь 1953 г .; 68 (10): 949–954. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
LEVINE M, COX E. Ультрафиолетовая чувствительность замороженного фага. Radiat Res. 1963 Февраль; 18: 213–222. [PubMed] [Google Scholar]
MAJOR CP, McDOUGAL JD, HARRISON AP., Jr Влияние начальной концентрации клеток на выживаемость бактерий при -22 ° C. J Bacteriol. 1955 Март; 69 (3): 244–249. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Sharp DG. Смертельное действие коротких ультрафиолетовых лучей на несколько распространенных патогенных бактерий. J Bacteriol. 1939, апрель; 37 (4): 447–460. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
HOLLANDER DH, TOYOKAWA K. Изменение чувствительности Escherichia coli к замораживанию во время цикла роста. Proc Soc Exp Biol Med.1956 июл; 92 (3): 499–500. [PubMed] [Google Scholar]

Здесь представлены статьи из прикладной микробиологии, любезно предоставленные Американским обществом микробиологов (ASM)

Взгляд с высоты птичьего полета… в УФ | Бионаука

Люди издавна восхищались яркими красками птиц. Чарльз Дарвин, например, много писал об их «красивых перьях» и «блестящих оттенках». Действительно, разнообразная и привлекательная окраска птиц — и очевидная важность зрения в их биологии — сделали их излюбленными организмами для биологов, изучающих визуальную коммуникацию.Исследования птиц сыграли ключевую роль в изучении визуальных сигналов и в растущей области полового отбора. Биологи, изучающие половой отбор, задокументировали для одного вида птиц другой, выбирают ли самки самцов с более яркими перьями, коррелирует ли блеск оперения со здоровьем, побеждают ли ярко украшенные особи в столкновениях самцов и самцов и имеют ли определенные цвета и узоры определенные функции.

Но действительно ли мы знаем, насколько красивой и яркой может быть окраска птиц? В последние годы некоторые исследователи обнаружили доказательства того, что мы этого не делаем.Оказывается, птица может быть более красочной для другой птицы, чем для человеческого глаза. В отличие от людей, птицы могут воспринимать длины волн как в ультрафиолетовом, так и в видимом диапазоне спектра. Таким образом, птица может видеть ультрафиолетовые «цвета» в оперении другой птицы, в отличие от людей.

Поскольку знание того, что действительно видит животное, является важным первым шагом к пониманию его поведения, многие поведенческие и экологические исследования теперь принимают во внимание различия между зрением птиц и человека.Ученые, использующие технологии для просмотра, описания и экспериментального изменения птичьего оперения в УФ-диапазоне, уже переосмыслили старые представления о передаче сигналов между птицами в нескольких системах, и эти исследования могут быть лишь верхушкой айсберга.

Передача сексуальных сигналов между товарищами и соперниками — основная область исследований в этом ревизионистском стремлении, но зрение и отражение в ультрафиолете играют роль во множестве экологических взаимодействий. Некоторые ястребы обнаруживают следы грызунов, чья моча оставляет следы, видимые в ультрафиолете.Многие фрукты и семена, кажется, рекламируют себя рассеивающим семена птицам с УФ-отражением. А заметность и скрытность насекомых в ультрафиолете могут играть недооцененную роль в поиске пищи птицами.

Развитие понимания ультрафиолетового зрения и отражательной способности птиц дает более широкий урок: существует множество способов взглянуть на мир и столько же сенсорных систем, сколько существует видов. Если мы надеемся понять, как организмы ведут себя и взаимодействуют, мы должны отложить в сторону нашу человеческую перспективу и попытаться увидеть мир глазами существ, которых мы хотим понять.

Дополнительное измерение цвета

Все животные ощущают глазами только часть спектра электромагнитного излучения, омывающего поверхность земли, но эта часть, которую они воспринимают, зависит от вида. Люди видят свет с длинами волн примерно от 400 нанометров (фиолетовый) до 700 нм (красный), но не воспринимают более длинные (инфракрасные) или более короткие (ультрафиолетовые) длины волн за пределами этих пределов. Мы обнаруживаем свет с помощью трех типов фоторецепторов колбочек сетчатки: красного, зеленого и синего света (длинные, средние и короткие волны соответственно).Таким образом, наше видение «трехцветное». Хотя наш синий фоторецептор может воспринимать некоторые длины волн УФ-излучения, хрусталик глаза и роговица отфильтровывают эти длины волн до того, как они достигнут сетчатки, предположительно для защиты от повреждений.

Зрение птиц тетрахроматическое: большинство из них имеют колбочки с длинной, средней и короткой длиной волны, подобные человеческим, но, кроме того, имеют тип конуса, позволяющий им определять длины волн в ближнем ультрафиолетовом диапазоне (300–400 нм). . Птицы также обладают «двойным конусом», функция которого не совсем понятна, и капельками масла на сетчатке глаза, содержащими каротиноидные пигменты, которые помогают отфильтровывать посторонние волны. Птичьи линзы пропускают ультрафиолетовый свет, но вероятность повреждения от чрезмерного ультрафиолета ограничена каплями масла.

Трудно представить себе, каково было бы иметь четырехмерное цветовое зрение. Птицы «обладают такой глубиной богатства, которую мы даже представить себе не можем», — говорит Ричард Прам из Канзасского университета. «Когда мои студенты-орнитологи спрашивают:« Как выглядит этот цвет для птицы? », Я должен ответить:« Вы никогда не узнаете, вы не можете знать ». Это все равно, что спрашивать, как звучит музыка летучих мышей.»

Однако не только птицы обладают визуальными способностями; фактически, большинство животных могут воспринимать ультрафиолетовый свет (см. рамку на этой странице). Ультрафиолетовое зрение хорошо изучено у насекомых, особенно пчел и бабочек, и все больше ценится при изучении некоторых позвоночных, таких как рыбы, ящерицы и грызуны.

Развитие понимания птичьего зрения

Как могли орнитологи, имея дело с такими хорошо изученными и визуально ориентированными животными, так долго упускать из виду основные факты сенсорного восприятия? Отчасти виноваты технологические ограничения. Оборудование, необходимое для точных измерений физиологии зрения и отражательной способности оперения, стало доступным и доступным только недавно. Кроме того, некоторые объясняют отставание отсутствием междисциплинарного диалога между физиологами птиц и орнитологами, интересующимися поведением и экологией.

Но есть и другая причина традиционного отсутствия внимания к ультрафиолетовому зрению и отражению у птиц, с чем согласны большинство исследователей: поскольку зрение является такой фундаментальной частью нашей жизни, трудно представить, что другое позвоночное животное воспринимает мир иначе. .Возможно, работа с насекомыми предшествовала работе с птицами и намного опередила их, потому что насекомые кажутся настолько отличными от нас, что биологи ожидали, что их зрение будет отличаться от нашего, тогда как ожидать, что у птиц будет отличаться, казалось большим натяжением.

Чувствительность птиц к ультрафиолетовому свету была впервые продемонстрирована в 1970-х годах Тимоти Голдсмитом из Йельского университета на примере голубей и колибри. Колибри казались подходящей целью для исследования, потому что они опыляют цветы, а данные исследований насекомых показали, что УФ-отражающие маркировки на цветах служат для направления насекомых-опылителей в цветение.

В 1980-х годах поведенческие и электрофизиологические исследования определили, что ультрафиолетовое зрение, вероятно, было широко распространено у птиц. Это было убедительно продемонстрировано для более чем 35 видов из самых разных отрядов.

Теперь, благодаря новым технологиям и новым взглядам, орнитологи, заинтересованные в половом отборе, начинают измерять цвет количественно и объективно и связывать его с поведенческой экологией птиц. Орнитологи, изучающие пение птиц, собирают данные с помощью сонографического оборудования, а не человеческого слуха, полагали Эндрю Беннетт из Бристольского университета и его коллеги, а те, кто изучает образцы отцовства, полагаются на генетические данные, а не только на наблюдения за поведением.Почему бы, спрашивали они, не попытаться свести к минимуму искажения человеческой точки зрения путем объективного измерения и количественной оценки наблюдений для изучения птичьего оперения?

Отражение птичьего оперения и передача половых сигналов

Будучи докторантом Оксфордского университета, Беннетт читал доклады Дитриха Буркхардта и был взволнован перспективой мира птиц, посылающих сигналы, невидимые для человеческого глаза. Он отправился в Баварию, чтобы встретиться с Буркхардтом, который с энтузиазмом показал ему свои открытия.Буркхардт сфотографировал птиц с помощью ультрасовременного спектрофотометра и получил доказательства того, что многие виды имеют признаки оперения, которые человеческий глаз не может обнаружить.

Цвета, отражающиеся в ультрафиолете, задокументированные Буркхардтом, считаются структурными цветами, созданными тем, как определенные типы перьевых поверхностей отражают свет. У позвоночных УФ-пигмент пока не обнаружен. Таким образом, подобно переливающимся цветам и коротковолновым синим и фиолетовым цветам, УФ-отражение имеет физическую основу, в отличие от химической основы пигментов, таких как каротиноиды и меланины.

Вдохновленный визитом к Буркхардту, Беннетт объединился с Иннес Катхилл из Бристольского университета. Вместе с визуальным физиологом из Бристоля Джулианом Партриджем они начали плодотворное сотрудничество и открыли самую активную на сегодняшний день лабораторию в области УФ-зрения у птиц.

Группа начала исследования в середине 1990-х годов с зебровыми зябликами ( Taeniopygia guttata ) и европейскими скворцами ( Sturnus vulgaris ). Изучая скворцов, они обнаружили, что полы, которые выглядят практически идентичными человеческому глазу, выглядят по-разному при измерении УФ-отражения.Исследователи обнаружили, что самки использовали УФ-сигналы (среди прочего) для выбора самцов в качестве партнеров, предполагая, что эти половые различия являются результатом полового отбора. Когда в лабораторных экспериментах самок представили самцам в видимом для человека свете, но в отсутствие ультрафиолетовых волн, они ранжировали самцов в одном порядке; когда показывали самцов в УФ-свете вместе с видимым для человека светом, они оценивали их по-разному. Удивительно, но самки предпочитали самцов с низким уровнем УФ-отражения оперения.

В лабораторных экспериментах с зебровыми зябликами команда из Бристоля обнаружила, что самки оценивали самцов, используя сигналы, видимые в ультрафиолете, но не в видимой части спектра. Чтобы показать, что их результаты действительно указывают на выбор партнера (а не просто на распознавание видов), они прикрепили УФ-отражающую полосу к одной ноге самцов птиц и неотражающую полосу к другой. Асимметрия была видна только в ультрафиолетовом свете, и самки отличались от самцов, асимметрия которых выявлялась ультрафиолетовым светом.

Почти одновременно Стаффан Андерссон из Гетеборгского университета в Швеции и его коллеги провели свои эксперименты в полевых условиях, работая с варакушка ( Luscinia svecica ) из Арктики и синицей ( Parus caeruleus ) из Европы. лесные массивы.Они использовали солнцезащитный крем, поглощающий ультрафиолетовые волны, чтобы манипулировать символами оперения птиц в вольерах и в дикой природе. Они обнаружили, что самки варакушки предпочитают нормальных самцов тем, чье УФ-отражение затрудняется солнцезащитным кремом. Кроме того, самцам, прошедшим солнцезащитный крем, было труднее находить себе пару, защищать их от других самцов и спариваться с дополнительными самками. Кроме того, Андерссон обнаружил, что у самцов-первокурсников коэффициент отражения УФ-излучения ниже, чем у самцов старшего возраста (но они выглядят одинаково в видимом свете) — случай отсроченного созревания оперения, скрытый от человеческого глаза, который может помочь объяснить предпочтения самок по отношению к самцам старшего возраста.

У обыкновенной и хорошо изученной лазоревки, как и у скворцов, полы практически идентичны людям. Команда Андерссона, однако, показала, что они различаются: у самцов есть отражающие ультрафиолетовые лучи пятна на макушке, используемые в демонстрациях ухаживания и в антагонистических столкновениях с другими самцами. Сара Хант из группы Бристольского университета независимо пришла к аналогичным выводам в своем исследовании, обнаружив, что женщины предпочитают мужчин с яркой короной. Их исследования заполнили недостающую часть головоломки.В течение многих лет биологи тщетно пытались найти признаки оценки партнера у этого вида, который демонстрировал такой интенсивный половой отбор, но чьи полы выглядели одинаково.

Совсем недавно Андерссон и его коллеги во главе с Беном Шелдоном из Уппсальского университета в Швеции обнаружили, что при нанесении солнцезащитного крема на самцов голубых синиц их партнеры изменяют соотношение полов в откладываемых ими яйцах, производя относительно меньшее количество самцов. Такие результаты подтверждают редко подтверждаемое предсказание теории полового отбора: самки должны производить больше детенышей самцов, когда их партнеры привлекательны, и меньше, когда их нет.Поскольку потомство, как правило, наследует привлекательность своих родителей, ожидается, что эта стратегия максимизирует общий репродуктивный успех потомства самки.

За последние несколько лет несколько других лабораторий по обе стороны Атлантики начали исследования разветвлений ультрафиолетового зрения и отражательной способности оперения. Джеффри Хилл и его студенты из Обернского университета в Оберне, штат Алабама, работая с синими гробоклювами ( Guiraca caerulea ) и восточными синими птицами ( Sialia sialia ), обнаружили, что физическое состояние птицы может влиять на интенсивность УФ-излучения ее оперения. предполагая, что такие персонажи могут использоваться как «честные индикаторы» здоровья, по которым женщины могут судить о мужчинах.Роберт Монтгомери и его коллеги из Университета Квинс в Онтарио обнаружили, что самки древесных ласточек с УФ-яркостью ( Tachycineta bicolor ) больше вкладывают средства в уход за своими детенышами, когда спариваются с самцами с УФ-светом, и что глотание на участках с более высоким качеством пищи отражает сильнее в УФ. Джон Эндлер и студенты Калифорнийского университета в Санта-Барбаре обнаружили, что среди австралийских шалашников (самцы которых строят сложные конструкции и привлекают к себе самок, собирая и демонстрируя странные предметы), некоторые самцы сильно отражают УФ, а другие — нет. и что некоторые, но не другие, выбирают объекты, отражающие ультрафиолетовое излучение.

Тем временем орнитологи направляются к музейным подносам, исследуя возраст сливы в поисках скрытых закономерностей отражения. Некоторые используют высококачественные спектрометры, а другие просто используют технику быстрой и грязной съемки — обычную камеру со специализированным объективом, которая учитывает в основном длины волн УФ. Некоторые внимательно изучают организмы, изучаемые ими в полевых условиях. Карен Холдер из Государственного университета Сан-Франциско была удивлена, когда она взяла образцы птиц на своих полевых участках в Западной Африке. Вопреки ее интуиции, радужные солнечные птицы (похожие на колибри в Америке) не могли отражаться в ультрафиолете, тогда как менее эффектные зимородки отражались сильно.

Какое влияние, насколько переосмысление?

Новое признание мира скрытых окрасов птиц может больше всего повлиять на два типа исследований. Эксперименты, проводимые в помещении при искусственном освещении, могут лишить птиц полноценной и естественной сенсорной среды, поскольку лампочки обычно не излучают ультрафиолетовые волны. А эксперименты по выявлению поведения посредством воспроизведения видеоизображений могут быть проблематичными, поскольку линзы камер фильтруют ультрафиолетовый свет, а телевизионные мониторы не пропускают его. Чтобы точно передать изображение птице с помощью видео, необходимо установить в монитор четвертый люминофор, предназначенный для передачи коротких волн. И, как замечает Катхилл, «я не думаю, что SONY или кто-то еще собирается в ближайшее время начать производство Bird TV».

Но будут ли будущие открытия кардинально опровергнуть интерпретации многих исследований сексуальных сигналов? Вероятно, нет, говорят многие, потому что УФ-прием — это только часть зрения птицы и потому, что многие узоры УФ-оперения дублируют видимые в видимом свете.«Нет ничего особенного в этой 400-нанометровой границе для птиц», — отмечает Андерссон. «УФ в большинстве случаев является сильно коррелированным расширением спектров, которые мы, люди, можем видеть, а это означает, что субъективные человеческие измерения цветовых вариаций очень часто будут разумно коррелировать с тем, что видят птицы». Кроме того, цвет и узор — это лишь два признака, по которым женщины выбирают и соревнуются между собой. Песни, ухаживания и другие факторы также играют большую роль.

Однако остается возможным, что во многих случаях ультрафиолет может представлять собой специальный канал передачи сигналов.Поскольку короткие волны рассеиваются быстрее, чем длинные, ультрафиолетовый свет кажется хорошо подходящим для общения с представителями своего вида на коротких расстояниях, избегая передачи нежелательной информации врагам на большие расстояния. То есть птица может использовать оперение, заметное в ультрафиолете, чтобы показать ближайшему партнеру, но при этом избежать затрат на то, чтобы быть одновременно заметной для более далеких хищников. По словам Беннетта, это правдоподобный аргумент, пока не подтвержденный экспериментальными результатами.Следующая волна исследований должна решить этот вопрос, а также помочь определить общность результатов по немногим видам, изученным на данный момент.

Хищники, жертвы, опылители и растения

Ультрафиолетовое зрение и отражательная способность играют роль не только во взаимодействии между птицами, но и во взаимодействии между птицами и окружающей их средой. Подобно тому, как ультрафиолетовые лучи на лепестках цветов привлекают пчел, например, колибри-опылители также могут использовать такую информацию.

Птицы, питающиеся фруктами, могут использовать ультрафиолетовые индикаторы при поиске пищи.Многие плоды, семена которых разлетаются птицами, покрыты воскообразным веществом, отражающим ультрафиолетовый свет. Хотя некоторые исследования не показали, что птицы предпочитают такие ягоды, одно недавнее исследование показало, что Redwings ( Turdus iliacus ) предпочитает чернику, отражающую УФ-лучи, в УФ-свете, но не в условиях отсутствия УФ-излучения. Это предпочтение было очевидно только у старых птиц, что позволяет предположить, что оно усвоено и что отражательная способность плодов может указывать на спелость.

На взаимодействие птиц и насекомых может сильно повлиять УФ-излучение, но лишь немногие исследования посвящены этому вопросу.Многие насекомые, такие как бабочки, отражают ультрафиолетовое излучение и могут привлечь внимание птичьих хищников, если их увидеть на неотражающем фоне. Возьмем, к примеру, берёзовую моль ( Biston betularia ) — тот учебный пример естественного отбора, в котором темные бабочки стали более многочисленными, чем светлые, поскольку деревья в промышленной Англии утратили свои светлые лишайники и покрылись копотью, что позволило темным бабочкам убежать. хищничество птиц. Учет УФ-отражения бросает вызов классической истории Майкла Майеруса из Кембриджского университета и его коллег.Один из видов лишайников поглощает ультрафиолетовый свет, как и темные бабочки, тогда как светлые бабочки отражают ультрафиолетовые лучи и выделяются на фоне этого лишайника. (Тем не менее, склонность этих двух морфов приземляться на разные части деревьев, где растут разные виды лишайников, помогает компенсировать усложнение УФ-излучения.) Церковь из группы Бристольского университета. Однако Черч наткнулся на один вид, который заметно выделяется на фоне своего растения-хозяина, и он предполагает, что это может быть случай окраски, предупреждающей об ультрафиолетовых лучах.

Пожалуй, самая удивительная история о хищниках и жертвах из всех известных — это то, что некоторые хищники используют ультрафиолетовые сигналы для охоты на грызунов. Евразийская пустельга ( Falco tinnunculus ) и грубоногие ястребы ( Buteo lagopus ) обнаруживают УФ-сигналы, по которым можно увидеть следы полевок через траву. Самцы полевок производят мочу и фекалии, содержащие химические вещества, поглощающие ультрафиолетовое излучение, и отмечают свои следы мочой. Согласно работе Юсси Виитала из Университета Турку, Финляндия, ястребы выявляют районы с высокой плотностью полевок и корректируют свое поведение, чтобы сосредоточиться на этих регионах.

Минна Койвула, которая сейчас также работает в Университете Турку, задалась вопросом, будет ли такое поведение происходить и у ночных хищников, которые, вероятно, не используют такие визуальные сигналы. Совы Тенгмальма ( Aegolius funereus ), как она обнаружила, не реагируют на следы полевок в УФ-видимом диапазоне, что позволяет предположить, что реакция развивается или сохраняется только у тех видов, которые могут ее использовать.

Неурегулированные вопросы, направления на будущее

Если ультрафиолетовое зрение действительно является наследственным для четвероногих (см. Вставку на странице 855), то в случае птиц уместным вопросом будет не «Почему эволюционировало ультрафиолетовое зрение?» но «Почему было сохранено ультрафиолетовое зрение и как оно функционирует в настоящее время?» У птиц зрительная физиология среди групп кажется более консервативной, чем поведение или характеры оперения, что позволяет предположить, что зрительные способности помогали как управлять, так и сдерживать эволюцию отражательной способности и поведения оперения.Однако, когда поведение, такое как поиск пищи и передача сигналов, имеет последствия для выживания или воспроизводства, они, вероятно, влияют на эволюцию как отражательной способности оперения, так и визуальных способностей. Некоторые исследователи предположили, что ультрафиолетовое зрение могло первоначально функционировать при поиске пищи, а затем было использовано для передачи сигналов, но эта гипотеза еще не получила должного ответа. В идеале хотелось бы протестировать такие эволюционные сценарии путем сопоставления признаков филогении организмов, но в настоящее время имеется слишком мало информации о слишком небольшом количестве видов, чтобы сделать это эффективно.

Многие другие вопросы требуют ответа сейчас, когда исследователи понимают, как птицы визуально воспринимают свой мир. Понимание коэффициента отражения ультрафиолета в контексте окружающей среды (см. Вставку на странице 858) имеет решающее значение и практически не исследовано. Возможное использование ультрафиолетового зрения в навигации и ориентации через способность воспринимать поляризацию света также требует изучения. УФ может даже помочь животным поддерживать циркадные ритмы. А поскольку большая часть визуальной физиологии большинства организмов неизвестна, дальнейшие исследования могут привести к новым открытиям о том, как сенсорное восприятие влияет на поведение и экологию животных.

Недавняя волна работ по передаче сексуальных сигналов у птиц — всего лишь одна демонстрация важности понимания сенсорного мира изучаемых организмов. То, что видит животное, — это не объективная и полная запись всего спектрального излучения, попадающего в его глаза, а субъективная и избирательная интерпретация определенных длин волн, которая зависит от нервного аппарата конкретного вида. Понимание нервных механизмов животного и его сенсорной интерпретации окружающей среды может помочь нам лучше понять его поведение и экологию.Работа с птицами выдвигает на первый план задачу, с которой сталкиваются все биологи: по-настоящему увидеть глазами своих организмов.

«Я не думаю, что SONY или кто-то еще собирается в ближайшее время начать производство Bird TV».

Мы лишние?

Птицы не являются исключением среди животных в том, что они могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне. Скорее всего, мы, люди, странные, поскольку большинство видов, похоже, способны воспринимать длины волн УФ-излучения. У беспозвоночных восприятие ультрафиолета является правилом, о чем свидетельствует обширная работа с насекомыми. А у позвоночных, которые раньше считались слепыми к УФ-излучению, теперь считается, что чувствительность к УФ-излучению широко распространена. Многие позвоночные являются тетрахроматическими и имеют четыре типа колбочек сетчатки. Действительно, тетрахроматия, включая восприятие ультрафиолета, может быть наследственным состоянием четвероногих и, возможно, всех позвоночных. Наша собственная неспособность, по-видимому, связана с потерей чувствительности к ультрафиолету у млекопитающих (возможно, в результате ночных привычек, которые развились у млекопитающих, согласно одной из гипотез). Несколько видов грызунов — единственные известные до сих пор млекопитающие, которые заново развили способность воспринимать ультрафиолетовый свет.

Рыбы, песчанки, бабочки и большинство других животных вокруг нас видят больше, чем мы. Это давно ценится биологами-насекомыми и физиологами зрения, но только сейчас оно распространяется среди биологов позвоночных. Например, проблемы с сексуальными сигналами, описанные в этой статье, относятся не только к птицам. Лео Флейшман из Юнион-колледжа в Скенектади, штат Нью-Йорк, показал, что несколько пуэрториканских ящериц общаются со своими товарищами и соперниками с помощью УФ-отражающих складок кожи (складки кожи, свисающие с шеи).Однако большая часть информации о визуальном восприятии появилась совсем недавно, и понимание общих тенденций все еще основывается на очень небольшом числе изученных видов.

Цвет в контексте

Понимание цвета важно, так же как и рассмотрение окружающего контекста, в котором животное воспринимает его. Обширная работа Джона Эндлера из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре над гуппи показывает, что эти рыбы отображают свои сигналы в условиях освещения, в которых эти сигналы наиболее эффективны, а его недавняя работа показывает, что три вида птиц, самцы которых проявляют совместное видение женщинам следует выбирать места и время дня, чтобы их цвета были максимально заметны.Стаффан Андерссон из Гетеборгского университета в Швеции предположил, что УФ-отражающая нашивка на кроне голубых синиц особенно эффективна в конкретном оттенке лесного оттенка, в котором они чаще всего проявляются.

Относительная интенсивность длин волн УФ по сравнению с более длинными волнами сильно различается в зависимости от контекста. Ультрафиолетовый свет относительно силен на рассвете и в сумерках, когда низкий угол наклона солнца позволяет атмосфере поглощать более длинные волны и рассеивать более короткие.Открытые, менее заросшие среды обитания богаче УФ-светом, потому что растительность поглощает УФ-излучение. Снег и лед отражают ультрафиолетовое излучение, тогда как жидкая вода поглощает и пропускает его. В пасмурные дни относительная интенсивность ультрафиолетового излучения увеличивается, а ультрафиолетовое излучение сильнее на больших высотах из-за более тонкой атмосферы. Другие факторы включают в себя все, от широты, сезона и лунной фазы до отражательной способности различных типов горных пород в масштабе микроплощадки. По словам Эндлера, пришло время исследователям изучить связь УФ-сигналов с некоторыми из этих факторов.

Зебры-зяблики (Taeniopygia guttata) были предметом одного из самых ранних исследований влияния ультрафиолетового (УФ) зрения на передачу половых сигналов у птиц, проведенного Эндрю Беннеттом, Иннесом Катхиллом и Джулианом Партриджем в Бристольском университете, Англия. . Этот самец зебрового зяблика был сфотографирован в видимом свете (вверху) и только в ультрафиолетовом свете (внизу, окрашен в фиолетовый цвет; области, которые кажутся белыми, отражают больше всего ультрафиолетового света). фото: © Эндрю Т.Д. Беннет, Бристольский университет

Зебровые зяблики (Taeniopygia guttata) были предметом одного из самых ранних исследований влияния ультрафиолетового (УФ) зрения на передачу сексуальных сигналов у птиц, проведенного Эндрю Беннеттом и Иннес Катхилл. и Джулиан Партридж из Бристольского университета, Англия.Этот самец зебрового зяблика был сфотографирован в видимом свете (вверху) и только в ультрафиолетовом свете (внизу, окрашен в фиолетовый цвет; области, которые кажутся белыми, отражают больше всего ультрафиолетового света). фото: © Эндрю Беннетт, Бристольский университет,

Зебры-зяблики (Taeniopygia guttata) были предметом одного из самых ранних исследований влияния ультрафиолетового (УФ) зрения на передачу половых сигналов у птиц, проведенного Эндрю Беннеттом, Иннесом Катхиллом и Джулианом Партриджем в Бристольском университете, Англия. .Этот самец зебрового зяблика был сфотографирован в видимом свете (вверху) и только в ультрафиолетовом свете (внизу, окрашен в фиолетовый цвет; области, которые кажутся белыми, отражают больше всего ультрафиолетового света). фото: © Эндрю Т.Д. Беннет, Бристольский университет

Зебровые зяблики (Taeniopygia guttata) были предметом одного из самых ранних исследований влияния ультрафиолетового (УФ) зрения на передачу сексуальных сигналов у птиц, проведенного Эндрю Беннеттом и Иннес Катхилл. и Джулиан Партридж из Бристольского университета, Англия. Этот самец зебрового зяблика был сфотографирован в видимом свете (вверху) и только в ультрафиолетовом свете (внизу, окрашен в фиолетовый цвет; области, которые кажутся белыми, отражают больше всего ультрафиолетового света).фото: © Эндрю Беннетт, Бристольский университет,

Стаффан Андерссон и его коллеги из Университета Гетеборга, Швеция, провели первые полевые эксперименты по изучению УФ-зрения у варакушки (Luscinia svecica) в Арктике. Они обнаружили, что у самцов варакушки, таких как эта, есть блестящий синий орнамент, который является сильным отражателем ультрафиолетового света, и что самцы варакушки влияют на выбор партнера самки варакушки. Полосы вокруг ног птицы использовались для идентификации отдельных птиц на расстоянии.Фотографии: © Йонас Орнборг (вверху) и Арильд Йонсен (внизу), Гетеборгский университет, Швеция

Стаффан Андерссон и его коллеги из Гетеборгского университета, Швеция, провели первые полевые эксперименты по УФ-зрению у варакушки (Luscinia svecica) Арктики. Они обнаружили, что у самцов варакушки, таких как эта, есть блестящий синий орнамент, который является сильным отражателем ультрафиолетового света, и что самцы варакушки влияют на выбор партнера самки варакушки. Полосы вокруг ног птицы использовались для идентификации отдельных птиц на расстоянии.Фото: © Йонас Орнборг (вверху) и Арильд Йонсен (внизу), Гетеборгский университет, Швеция

Стаффан Андерссон и его коллеги из Университета Гетеборга, Швеция, провели первые полевые эксперименты по изучению УФ-зрения у варакушки (Luscinia svecica) в Арктике. Они обнаружили, что у самцов варакушки, таких как эта, есть блестящий синий орнамент, который является сильным отражателем ультрафиолетового света, и что самцы варакушки влияют на выбор партнера самки варакушки.Полосы вокруг ног птицы использовались для идентификации отдельных птиц на расстоянии. Фотографии: © Йонас Орнборг (вверху) и Арильд Йонсен (внизу), Гетеборгский университет, Швеция

Стаффан Андерссон и его коллеги из Гетеборгского университета, Швеция, провели первые полевые эксперименты по УФ-зрению у варакушки (Luscinia svecica) Арктики. Они обнаружили, что у самцов варакушки, таких как эта, есть блестящий синий орнамент, который является сильным отражателем ультрафиолетового света, и что самцы варакушки влияют на выбор партнера самки варакушки.Полосы вокруг ног птицы использовались для идентификации отдельных птиц на расстоянии. Фото: © Йонас Орнборг (вверху) и Арильд Йонсен (внизу), Гетеборгский университет, Швеция

PMale blue синицы (Parus caeruleus) имеют УФ-отражающее пятно на макушке, которое играет роль в демонстрациях ухаживания и антагонистических встречах с другими самцами. На двух фотографиях слева показана обычная лазоревка, сфотографированная в видимом свете (вверху) и ультрафиолетовом свете (внизу).Когда исследователи применили солнцезащитный крем к самцам птиц, препятствуя отражению ультрафиолета (справа, с видимым светом [вверху] и ультрафиолетовым светом [внизу]), у самцов птиц было меньше потомства, что подтверждает мнение о том, что ультрафиолетовое отражение играет роль в привлекательности самцов. . Фотографии: © Стаффан Андерссон, Университет Гетеборга, Швеция,

PMale blue синицы (Parus caeruleus) имеют УФ-отражающую нашивку на макушке, которая играет роль в демонстрациях ухаживания и антагонистических столкновениях с другими самцами.На двух фотографиях слева показана обычная лазоревка, сфотографированная в видимом свете (вверху) и ультрафиолетовом свете (внизу). Когда исследователи применили солнцезащитный крем к самцам птиц, препятствуя отражению ультрафиолета (справа, с видимым светом [вверху] и ультрафиолетовым светом [внизу]), у самцов птиц было меньше потомства, что подтверждает мнение о том, что ультрафиолетовое отражение играет роль в привлекательности самцов. . Фотографии: © Стаффан Андерссон, Гетеборгский университет, Швеция

Стюарт Черч из Бристольского университета изучает влияние ультрафиолетового зрения на взаимодействие между птицами и их добычей, а также на теории окраски животных и растений.Черч обнаружил, что один вид гусениц, Lithophane ornitopus, широко известный как серый плечевой узел, заметно выделяется на фоне своего растения-хозяина в УФ-свете (справа) по сравнению с обычным светом (слева). Он предполагает, что это может быть случай окрашивания, предупреждающего об УФ-излучении. Фотографии: Стюарт Черч, Бристольский университет. Первоначально опубликовано в Cuthill IC, Partridge JC, Bennett ATD, Church SC, Hart NS, Hunt S. 2000. Ультрафиолетовое зрение у птиц. Успехи в изучении поведения 29: 159-214

Стюарт Черч из Бристольского университета изучает влияние ультрафиолетового зрения на взаимодействие между птицами и их добычей, а также на теории окраски животных и растений. Черч обнаружил, что один вид гусениц, Lithophane ornitopus, широко известный как серый плечевой узел, заметно выделяется на фоне своего растения-хозяина в УФ-свете (справа) по сравнению с обычным светом (слева). Он предполагает, что это может быть случай окрашивания, предупреждающего об УФ-излучении. Фотографии: Стюарт Черч, Бристольский университет. Первоначально опубликовано в Cuthill IC, Partridge JC, Bennett ATD, Church SC, Hart NS, Hunt S. 2000. Ультрафиолетовое зрение у птиц. Успехи в изучении поведения 29: 159-214

Лечение, время заживления, причины, симптомы и профилактика

Обзор

Что такое фотокератит?

Фотокератит — это временное болезненное состояние глаз, вызванное воздействием ультрафиолетовых (УФ) лучей, чаще всего солнечных лучей.Фотокератит можно сравнить с солнечным ожогом, за исключением того, что он поражает роговицу глаз, а не кожу. Воздействие ультрафиолетовых лучей может временно повредить роговицу (чистую часть глаза перед зрачком) и конъюнктиву (прозрачный слой ткани, покрывающий внутреннюю часть века и белки глаза).

Снежная слепота — это тип фотокератита, который возникает, когда ультрафиолетовые лучи отражаются снегом и льдом. Это чаще встречается у Северного и Южного полюсов или в горных районах, где воздух более разрежен и обеспечивает меньшую защиту от ультрафиолетовых лучей.

Кто наиболее подвержен риску фотокератита?

У вас повышенный риск фотокератита, если вы:

Проводите много времени на открытом воздухе на солнце — занимайтесь такими видами деятельности, как альпинизм, походы, катание на лыжах и плавание.
Используйте солнечную лампу, солярий, работайте или проводите время в среде, в которой есть источник ультрафиолетового света.
Живите на больших высотах (большее воздействие ультрафиолетовых лучей) или в солнечном поясе.

Симптомы и причины

Что вызывает фотокератит?

Ультрафиолетовые лучи могут повредить глаза. В частности, солнечные лучи УФ-А и УФ-В могут вызвать кратковременное и долгосрочное повреждение ваших глаз и повлиять на ваше зрение. Хотя солнце также излучает ультрафиолетовое излучение C, эти лучи поглощаются озоновым слоем и не повреждают глаза.

Помимо прямого солнечного света, к другим источникам ультрафиолетового света, которые могут вызвать фотокератит, относятся:

Солнечный свет, отражающийся в ваших глазах от снега, льда, воды, песка или цемента.
Светильники для соляриев или кабинок.
Лазерный свет.
Лампы на парах ртути, настольные галогенные лампы.
Молния, электрические искры.
Оборудование для дуговой сварки, фотографические прожекторы.

Если смотреть прямо на солнце, например, во время солнечного затмения, на самом деле возможно более длительное и серьезное повреждение — ожог — сетчатке глаза.

Каковы симптомы фотокератита?

Если у вас фотокератит, вы можете испытать один или несколько из следующих симптомов:

Боль или покраснение в глазах.
Слезоточивость / слезотечение.
Расплывчатое зрение.
Отек.
Светочувствительность.
Подергивание век.
Ощущение песка в глазах.
Временная потеря зрения.
Видеть ореолы.
Головные боли.
Временная потеря зрения (редко).
Изменения цвета в вашем зрении (редко).

Симптомы могут длиться от шести до 24 часов, но обычно исчезают в течение 48 часов.Чем дольше вы подвергаетесь воздействию ультрафиолета, тем серьезнее могут быть ваши симптомы.

Есть ли другие осложнения при воздействии УФ-лучей?

Длительное воздействие даже небольшого количества УФ-излучения может увеличить риск развития катаракты или дегенерации желтого пятна. УФ-излучение со временем накапливается. Длительное воздействие ультрафиолета также может вызвать возвышение тканей на поверхности глаза. Они называются пингвекулами и птеригиями. Правильное использование солнцезащитных очков на открытом воздухе может ограничить их.

Синий и фиолетовый видимый свет с более короткой длиной волны, излучаемый светодиодными лампами, компьютерами и смартфонами, также может быть вредным для вашей сетчатки и быть фактором риска дегенерации желтого пятна в более позднем возрасте.

Диагностика и тесты

Как диагностируется фотокератит?

Ваш глазной врач осмотрит ваши глаза и задаст вам вопросы о вашей недавней деятельности и рабочей обстановке. Офтальмолог (врач, специализирующийся на проблемах с глазами) может определить, были ли ваши глаза повреждены и насколько сильно они повреждены.Ваш врач может закапывать вам в глаза капли, содержащие краситель, называемый флюоресцеином. Краситель помогает выявить поверхностные неровности на поверхности роговицы.

Ведение и лечение

Как лечится фотокератит?

При появлении симптомов немедленно войдите в дом. Оставайтесь в затемненной комнате. Снимите контактные линзы, если вы их носите. Глаза не тереть.

Чтобы облегчить дискомфорт, накройте закрытые глаза холодной тряпкой, используйте искусственные слезы и / или примите безрецептурный нестероидный противовоспалительный препарат перорально, например ибупрофен (Advil®, Motrin®).

Обычно состояние проходит само в течение нескольких часов или дней. Если необходимо лечение, ваш врач может назначить глазные капли, если есть риск заражения глаз.

Обратитесь за медицинской помощью, если вы чувствуете потерю зрения или боль, которая длится более двух дней.

Профилактика

Как предотвратить фотокератит?

Носите подходящие средства защиты глаз, например солнечные или снежные очки. Если вы проводите время на открытом воздухе, рекомендуются солнцезащитные очки или защитные очки, которые блокируют или поглощают от 99% до 100% УФ-лучей.Солнцезащитные очки с запахом или с боковыми панелями рекомендуется блокировать все вредные ультрафиолетовые лучи. Яркий свет от снега, песка или воды может вызвать ожоги глаз, даже если облачно или пасмурно.
Когда вы выходите на улицу, надевайте шляпу с широкими полями или козырек.
Используйте соответствующие средства защиты глаз, если вы подвергаетесь воздействию УФ-излучения на работе.
Если вы носите контактные линзы и работаете или играете в солнечную погоду, спросите своего офтальмолога о контактах, поглощающих УФ-лучи.
Посещайте своего офтальмолога не реже одного раза в год для полного офтальмологического обследования.

Перспективы / Прогноз

Чего мне ожидать, если у меня фотокератит?

Хорошая новость о фотокератите заключается в том, что это временное состояние, и симптомы обычно проходят в течение от нескольких часов до пары дней. Вы можете облегчить большинство симптомов домашними средствами. Предотвратить фотокератит легко — всегда носите солнцезащитные очки или другие средства защиты глаз, которые блокируют или поглощают УФ-лучи на улице (даже в пасмурные дни) или при воздействии определенных источников света, используемых на работе.Посещайте офтальмолога раз в год, чтобы следить за своим здоровьем и как можно раньше выявлять проблемы со зрением.