Sonnenstrahlen haben einen positiven Einfluss auf das Wohlbefinden vieler Menschen, sie sind zudem wichtig für die körpereigene Vitamin-D-Produktion. Doch das enthaltene UV-Licht kann auch schaden – diesen Fakt wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Verbundprojekts „CORSA“ nutzen, um Coronaviren zu bekämpfen. Beteiligt sind auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität um den Veterinärmedizin-Professor Uwe Rösler.

Klein und stark: LEDs verbrauchen wenig Energie und sind gut verbaubar

UV-C-Licht kann die zelluläre DNA zerstören, indem es zu irreparablen Brüchen in der Erbinformation führt. Was bei der DNA des Menschen unerwünscht ist, soll das ultraviolette Licht bei der RNA des Coronavirus bewirken: die Erbinformation schädigen und das Virus somit inaktivieren. Auf dem Weg zu diesem Ziel entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Verbundforschungsprojekts UV-Leuchtioden (LEDs) und erforschen, wie wirksam und verträglich diese sind. Neun Einrichtungen sind an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt „CORSA“ beteiligt: neben der Freien Universität unter anderem die Technische Universität Berlin, die Charité–Universitätsmedizin Berlin, das Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik in Berlin, das Friedrich-Loeffler-Institut und als Projektkoordinator die Universität Greifswald. Die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität Berlin untersuchen, wie effizient die entwickelten UV-C-LEDs Coronaviren in der Luft abtöten und wie sie daher technisch für die Desinfektion der Raumluft eingesetzt werden können.

„Derzeit sind Filteranlagen das effektivste Mittel, um Aerosole mit Viruspartikeln aus der Luft zu entfernen“, sagt Professor Uwe Rösler, geschäftsführender Direktor des Instituts für Tier- und Umwelthygiene der Freien Universität. „Ideal wäre es, wenn wir in solch einem Gerät zusätzlich UV-C-LED-Strahler einsetzen könnten, die die Viren in der Luftfilteranlage inaktivieren.“ Aber auch allein könnten UV-C-LED-Strahler zur Luftdekontamination eingesetzt werden.

Forschen mit einer vollklimatisierten Bio-Aerosolkammer

Genau dieses Szenario untersuchen die Veterinärmediziner in einer deutschlandweit einzigartigen vollklimatisierten Bio-Aerosolkammer: Hierbei werden sogenannte feline Coronaviren – also Coronaviren der Katze – aerosolisiert, das heißt in der Luft versprüht. „Zuvor definieren wir genau, wie viele Partikel wir in die Luft bringen, wie groß diese sind und wie viele Viren an den Partikeln hängen“, erläutert Professor Rösler. Das Aerosol wird anschließend definiert über die UV-C-Lichtquelle mit oder ohne kombiniertem Luftfilter geführt; im Anschluss wird erneut die Partikel- und Viruszahl gemessen.

Neben der bisher für die Desinfektion gängigen Wellenlänge von 265 Nanometern gebe es nun auch Hinweise darauf, dass Coronaviren bereits mit einer Wellenlänge von etwa 220 Nanometer inaktiviert werden können – einer Wellenlänge, bei der schädliche Wirkungen auf den Menschen geringer sein könnten. So wären die UV-C-Leuchten gegebenenfalls auch in Räumen mit anwesenden Menschen einsetzbar, da der Strahlenschutz besser gewährleistet sei. Insgesamt aber liege der Vorteil von UVC aus LED im Vergleich zu den bisherigen UVC-Röhren besonders im deutlich geringeren Energieverbrauch und der Möglichkeit, diese LED auch unter schwierigsten räumlichen Verhältnissen zu verbauen.

Vor allem der Einsatz an öffentlichen Orten wie Flughäfen, Bahnhöfen, Schulen und Universitäten wäre Uwe Rösler zufolge denkbar. Die Leuchten könnten, begleitet von Vorsichtsmaßnahmen wie einem Abstandsgebot oder abgeschirmten Strahlern, ein wichtiger Baustein in der Bekämpfung dieser Pandemie sein – oder zukünftiger.

Die Förderung des Projekts läuft noch bis Ende des Jahres 2023. Doch von wann an könnten die virentötenden-Lampen im Alltag zum Einsatz kommen? „Die wissenschaftlichen Grundlagen können schnell erarbeitet sein und vorliegen“, sagt Veterinärmediziner Uwe Rösler. Bislang seien die UV-C-LEDs jedoch deutlich teurer als normale LEDs oder die bisherigen UVC-Röhren, da es sich um Einzelanfertigungen handle. „Das Wechselspiel aus Angebot und Nachfrage kann die Wissenschaft natürlich nicht beeinflussen, jedoch werden die Kräfte des Marktes auch hier wahrscheinlich zu deutlich sinkenden Preisen führen.“