枯草芽孢杆菌孢子多色紫外(UV)系统验证用作用光谱的高分辨率研究

本研究通过可调谐激光系统对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)孢子在220-320 nm范围的19个单色波长下进行高精度作用光谱测定，揭示了260-285 nm区间2.5 nm分辨率下的敏感性波动特征。研究为德国饮用水UV消毒系统（含低压LP/中压MP汞灯及UV-C LED）的验证标准更新提供关键数据支持，解决了现有Cabaj光谱(2002)分辨率不足与新型光源光谱适配性问题。

　　

Highlight

辐照装置

紫外(UV)小规模辐照实验作为跨学科研究工具，在物理、化学、生物学和材料科学领域持续发挥重要作用。对于UV系统验证而言，这类实验能精准绘制替代微生物的剂量-响应曲线——这正是生物剂量测定法验证UV系统的基石，确保饮用水消毒过程的安全可靠。

低压系统与激光装置在254 nm下的结果对比

为验证德国物理技术研究院(PTB)激光辐照系统的可靠性，研究团队使用第一批次孢子样本完成了6组254 nm剂量-响应实验。如图2所示，数据集呈现优异相关性（确定系数R2=0.967）。图3对比显示，激光系统254 nm与低压系统253.7 nm的剂量-响应曲线高度吻合（后者通过5次独立实验获得）。

结论

本研究采用可调谐激光系统首次绘制了枯草芽孢杆菌孢子的高分辨率作用光谱，在260-280 nm波段发现具有两个显著峰值的独特结构，为理解UV灭活孢子的分子机制提供了新视角。该结果与现行Cabaj参考光谱(2002)存在显著差异：在260-280 nm区间孢子敏感性明显增强，而290 nm以上几乎无灭活效应。这些发现对正在制定的中压汞灯(MP)和UV-C LED系统德国标准(DIN 19294-3/5)具有直接指导价值。