日常生活中，我们都在有意或无意间用过紫外线杀菌，最常见的例子就是晒被子。有专家认为，天气暖和了，新冠病毒可能自然而然就消失了，部分也是基于紫外杀菌这一原理。那么紫外线是否真的可以杀死病毒呢？事实上，除了紫外光，可见光和红外光也具有强大的杀菌本领。那么，这些光是如何杀死细菌、真菌和病毒等病原体的？这些光介导的灭菌技术又可以应用于哪些场景呢？
近年来，研究人员开发了一系列光介导的灭菌技术，既能用于日常生活中的各种场景，也能用来灭活病毒制备疫苗，还可以直接用于创口的治疗等方面。根据前人的研究来看，这些技术可以针对细菌、真菌和病毒等各种类型的生物武器。因此，对于最近正在各国肆虐的新冠病毒来说，这些技术理应也能够在新冠病毒的防御和治疗等方面发挥重要作用。
与化学消毒剂、杀菌剂和抗感染药物相比，光具有很多优点：对环境友好，无污染；相对安全无毒；不会对周围的生物介质造成过度的损伤，无论是无机的、有机的还是有生命的；生产成本相对较低；反应速度很快，通常仅需几秒钟；可应用于人类皮肤、伤口、粘膜和其他暴露部位，而不会造成不应有的伤害；尚没有报道表明，微生物细胞对基于光的抗感染疗法会产生抗性。
我们在这里介绍几种光介导的杀菌方式，希望对新冠病毒的预防和治疗等工作有所启发。不同波长的光及其作用。首先，我们平日所说的光由哪些“成分”组成？其中哪些对人体有损害作用，哪些善加利用将有利于杀菌、除菌等工作？光可以根据其波长范围和与物质作用时能否产生电离效应进行分类，按波长的升序排列可将其分成γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。波长越短，频率越高，能量也越大。
由于光的电磁特性，它与物质相互作用时能够引起各种现象。例如，波长小于100纳米的光波在与物质相互作用时，会导致物质原子发生电离；随着波长的增加，光波所携带的能量虽不足以引起电离作用，但可以激发电子，使物质处于高能量状态，并诱导其分子结构发生变化。紫外线的杀菌原理和应用。
紫外线(ultraviolet，UV)的波长范围介于X射线(≤100纳米)和可见光(>400纳米)之间，大约在100-400纳米的范围内。根据紫外线与分子的相互作用，又可将其分为四种类型，这几种类型的紫外线对物质产生的生理效应有所差异。真空紫外线 (vacuum UV, VUV)波长范围在100-200纳米。在低剂量下，它也能与氧原子及有机分子发生即时反应，是有害的。
超短紫外线UVC波长范围在200-280纳米之间的光。UVC能够完全被大气层吸收，并没有天然UVC射线照射到地球表面。位于这个波段的紫外线具有杀菌作用。人们平常所说的“紫外杀菌”，其中的有效“成分”就是指UVC，可以通过人造光源（例如UVC LED或汞灯）获得。
UVC的穿透能力较弱，大部分会被人体皮肤的角质层和表皮层吸收，只有极少一部分会打到真皮层，而紫外线只有作用到真皮层才会引起皮肤细胞癌变，所以通常认为UVC对人体皮肤影响不大（婴儿以及对UVC过敏的人群除外）。然而，由于眼睛没有角质层保护，UVC对人眼有伤害作用，所以在使用UVC消毒房间时，人尽量不要进入其中，若必须进入的话，一定要配戴专门的防护眼镜和防护服。
光催化杀菌技术。紫外线中的超短紫外线UVC能够在不损伤机体的情况下直接作用于各种病原体并将之杀灭，近紫外线UVA则并不具备杀菌效果，且对人体有一定的坏处。但是，当紫外线中的近紫外线UVA与一些可被光催化的介质（如二氧化钛和补骨脂）联合使用的时候，又可以起到意想不到的效果。蓝光灭活病原体的机制和应用。
尽管紫外线的杀菌作用已为人熟知，但是它具有引起皮肤损伤和致癌的风险，更为严重的缺陷是，紫外线不具有或仅具有较弱的杀伤细菌孢子的作用。而生物武器所用的细菌制剂通常是从表现出抗生素耐药性或能够形成内生孢子和生物膜的细菌中选择，以使其能够对现有的抗菌治疗方案具有更强的耐药性，这样才能发挥最大的破坏能力。由于这些原因，研究人员仍然需要对毒性强的细菌、真菌和病毒进行研究，以便能成功击败可能的生物战。
光动力疗法。光动力疗法(PDT)是一种非侵入型治疗方法，使用无毒光敏剂和无害的可见光或近红外光来产生单线态氧和其他活性氧，这些活性氧能够作用于核酸、蛋白质和不饱和脂肪酸等生物大分子，引起细胞损伤。例如，用光动力疗法治疗癌症时，活性氧会对肿瘤细胞内这些关键的生物分子造成损伤，并引发细胞凋亡。光动力疗法的生物靶标(蛋白质、脂类、核酸)是所有种类微生物及其衍生物的主要成分。
因此，光动力疗法可以摧毁所有已知的生物武器。
飞秒激光的抗菌效果。飞秒激光（Femtosecond Lasers）除了用于近视手术外，还能用于杀菌。飞秒激光是指脉冲时间为10-15秒的激光，可以破坏透明的或半晶石状的生物组织，是一种杀灭病原体的新方法。结语。
光介导技术在对抗所有已知病原体时均具有广泛的应用价值，从短紫外到近红外(单独或与光敏剂结合使用)的波长均可用于杀死或灭活革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌、真菌、内生孢子、寄生虫、病毒，甚至蛋白毒素。
随着微生物及其衍生物的类型不同，所使用的光的波长不同，以及是否使用光敏剂，光介导技术发挥作用的机制也可能有所不同，但这些技术主要针对两类目标，如UVC和PUVA针对病原体的核酸，而蓝光和光动力疗法针对光解的氧化蛋白。因此，当发生任何大规模的生物袭击之时，都可以尝试使用这些光介导的灭菌技术进行应对。
后记。在此提醒读者，病原体有很多种，不能保证某种灭菌方法具有普遍性。光介质的作用只是起到催化作用，与紫外线直接杀菌不同。还有飞秒激光，瞬间功率极其强大，对病原体内分子结构的影响，不是常规意义的光照。请读者切勿在没有理解原理和适用范围的情况下，随意尝试杀菌消毒！