Kỹ thuật xử lý bằng UV là cách tiếp cận không hóa học để diệt khuẩn. Trong phƣơng pháp này, việc xử lý đơn giản, chi phí thấp và yêu cầu chi phí bảo dƣỡng thấp. Các đèn cực tím đƣợc thiết kế và tính toán để sản sinh lƣợng UV cần thiết thƣờng tối thiểu 16,000 Ws/cm3 nhƣng rất nhiều đèn có lƣợng cao hơn. Nguyên lý thiết kế dựa vào kết quả của thời gian xử lý và cƣờng độ. Tia cực tím là một phần của phổ ánh sáng mà đƣợc phân loại thành 3 dải bƣớc sóng:
UV-C, từ 100 nm đến 280 nm; UV-B, từ 280 nm đến 315 nm; UV-A, từ 315 nm đến 400 nm.
Hình 1.13 Phổ ánh sáng và bức xạ tia UV
Tia UVC đƣợc sử dụng để sát trùng, nó vô hiệu hóa DNA của vi rút, vi khuẩn và các mầm bệnh khác (hình1.1). Vì vậy tia UVC diệt khả năng gây bệnh và lây lan của chúng. Đặc biệt, tia UVC phá hủy liên kết giữa các axit nucleic đơn phân kề nhau trong DNA của vi sinh vật. Sự phá hủy các liên kết trong DNA ngăn chặn các vi sinh vật không thể tái tạo, tổ chức lại. Thực tế, khi cấu trúc không thể tái tạo đƣợc, nó sẽ chết.
GVHD TS. Nguyễn Tấn Dũng Trang 26
Hình 1.14 DNA trƣớc khi diệt khuẩn bằng tia UV
Hình 1.15 DNA sau khi diệt khuẩn bằng tia UV
Hình 1.14 và 1.15 chỉ ra rằng phân tử DNA của tế bào bị phá vỡ dƣới tác động của tia cực tím. Các chất hữu cơ bị vô hiệu hóa khi đƣa vào một lƣợng UV đủ để làm thay đổi cấu trúc phân tử DNA. Kết quả là tia UV gây ra hai phân tử thimine có liên kiết bất thƣờng, hay là dimer. Ảnh hƣởng của các phân tử dimmer thymin tới chuỗi DNA ngăn chặn sự tái tạo của sinh vật. Nó có thể không bị tiêu diệt ngay lập tức nhƣng sự xáo trộn mã di truyền trong phân tử ngăn chặn sự tái tạo, dịch mã. Điều này giúp cho tai tia cực tím có tác dụng kháng khuản, ngăn chặn sự phát triển của ví sinh vật. [8]
GVHD TS. Nguyễn Tấn Dũng Trang 27