کوویڈ-19 کی پابندیوں کی وجہ سے اپنی لیبز تک مکمل رسائی کا انتظار کرتے ہوئے نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف اسٹینڈرڈز اینڈ ٹیکنالوجی (این آئی ایس ٹی) کے سائنسدانوں نے اس نادر موقع پر بالائے بنفشی (یو وی) روشنی کا استعمال کرتے ہوئے پینے کے پانی کے جراثیم کش ہونے پر کی گئی پیش قدمی کی تحقیق کی تکنیکی تفصیلات کی اطلاع دی ہے۔
2012 میں این آئی ایس ٹی کے سائنسدانوں اور ان کے معاونین نے پانی کی افادیت کمپنیوں کو ممکنہ فوائد کے ساتھ کچھ بنیادی نتائج پر متعدد مقالے شائع کیے تھے۔ لیکن ان مضامین نے کبھی بھی تابکاری سیٹ اپ کی مکمل وضاحت نہیں کی جس سے کام ممکن ہوا۔
اب پہلی بار این آئی ایس ٹی کے محققین اس منفرد تجربے کی تکنیکی تفصیلات شائع کر رہے ہیں جس میں ایک پورٹیبل لیزر پر انحصار کیا گیا تاکہ یہ جانچا جا سکے کہ یو وی روشنی کے مختلف طول موج نے پانی میں مختلف خرد حیاتیات کو کتنی اچھی طرح غیر فعال کیا ہے۔ یہ کام آج سائنسی آلات کے جائزے (آر ایس آئی) میں شائع ہوتا ہے۔
این آئی ایس ٹی نظام کی مکمل تفصیل شائع کرنے کی ایک فوری ضرورت یہ ہے کہ محققین اس یو وی سیٹ اپ کو نئے تجربات کے لئے استعمال کرنے کا تصور کرتے ہیں جو پینے کے پانی کے مطالعے سے آگے بڑھ کر ٹھوس سطحوں اور ہوا کے جراثیم کش ہو جاتے ہیں۔ ممکنہ ایپلی کیشنز میں اسپتال کے کمروں کا بہتر یو وی ڈس انفیکشن اور یہاں تک کہ اس بات کا مطالعہ بھی شامل ہوسکتا ہے کہ سورج کی روشنی کوویڈ-19 کے ذمہ دار کورونا وائرس کو کس طرح غیر فعال کرتی ہے۔
لاراسن نے کہا کہ جہاں تک میں جانتا ہوں، کسی نے بھی اس کام کی نقل نہیں کی ہے، کم از کم حیاتیاتی تحقیق کے لیے نہیں۔ یہی وجہ ہے کہ ہم اب اس کاغذ کو باہر نکالنا چاہتے ہیں۔
پینے کے لئے کافی اچھا ہے
بالائے بنفشی روشنی میں طول موج ہوتی ہے جو انسانی آنکھ کو دیکھنے کے لئے بہت کم ہوتی ہے۔ یو وی تقریبا 100 نینو میٹر (این ایم) سے 400 این ایم تک ہے جبکہ انسان بنفشی (تقریبا 400 این ایم) سے سرخ (تقریبا 750 این ایم) تک رنگ وں کا رینبو دیکھ سکتے ہیں۔
پینے کے پانی کو جراثیم سے پاک کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ اسے یو وی روشنی سے روشن کیا جائے، جو نقصان دہ خرد حیاتیات کے ڈی این اے اور متعلقہ سالمات کو توڑ دیتا ہے۔
اصل مطالعے کے وقت، زیادہ تر پانی کی تابکاری کے نظام میں ایک یو وی لیمپ استعمال کیا گیا تھا جو اس کی زیادہ تر یو وی روشنی کو ایک طول موج، 254 این ایم پر خارج کرتا تھا۔ تاہم برسوں سے واٹر یوٹیلٹی کمپنیوں نے ایک مختلف قسم کے جراثیم کش چراغ میں بڑھتی ہوئی دلچسپی ظاہر کی تھی جو "کثیر رنگی" تھا، یعنی اس نے متعدد مختلف طول موجوں پر یو وی روشنی خارج کی۔ یونیورسٹی آف کولوراڈو بولڈر (سی یو بولڈر) کے ماحولیاتی انجینئر کارل لینڈن نے کہا کہ لیکن نئے چراغوں کی تاثیر کی اچھی طرح وضاحت نہیں کی گئی تھی جو 2012 کے مطالعے کے ایک اہم تفتیش کار تھے۔
2012 میں سی یو بولڈر کی قیادت میں مائیکرو بائیولوجسٹ اور ماحولیاتی انجینئروں کا ایک گروپ اس علم کی بنیاد میں اضافہ کرنے میں دلچسپی رکھتا تھا جو واٹر یوٹیلٹی کمپنیوں کو یو وی ڈس انفیکشن کے حوالے سے تھا۔ ایک غیر منافع بخش تنظیم واٹر ریسرچ فاؤنڈیشن کی مالی اعانت سے سائنسدان طریقہ کار کے ساتھ یہ جانچنے کی کوشش کر رہے تھے کہ مختلف جراثیم یو وی روشنی کے مختلف طول موج وں کے لئے کتنے حساس ہیں۔
عام طور پر، ان تجربات کے لئے روشنی کا ماخذ ایک چراغ ہوتا جو یو وی طول موج کی ایک وسیع رینج پیدا کرتا ہے۔ فریکوئنسیوں کے بینڈ کو زیادہ سے زیادہ تنگ کرنے کے لئے محققین کا منصوبہ فلٹرز کے ذریعے روشنی کو چمکانا تھا۔ لیکن اس سے اب بھی نسبتا چوڑا، روشنی کے 10 این ایم بینڈ پیدا ہوتے اور ناپسندیدہ فریکوئنسیفلٹر کے ذریعے خون بہہ جاتا جس سے یہ تعین کرنا مشکل ہو جاتا کہ کون سے طول موج ہر خرد حیاتیات کو غیر فعال کر رہے ہیں۔
مائیکرو بائیولوجسٹ اور انجینئرز یو وی روشنی کے لئے ایک صاف ستھرا، زیادہ قابل کنٹرول ذریعہ چاہتے تھے۔ چنانچہ انہوں نے این آئی ایس ٹی سے مدد کا مطالبہ کیا۔
این آئی ایس ٹی نے جانچ کیے جانے والے خرد حیاتیات کے ہر نمونے پر ایک اچھی طرح سے کنٹرول شدہ یو وی بیم پہنچانے کے لئے ایک نظام تیار کیا، تعمیر کیا اور چلایا۔ سیٹ اپ میں نمونے کو سوالیہ نشان میں ڈالنا شامل تھا - ایک پیٹری ڈش جو پانی سے بھری ہوئی تھی جس میں ایک نمونے کا مخصوص ارتکاز تھا - ایک ہلکے تنگ انکلوژر میں۔
جو چیز اس تجربے کو منفرد بناتی ہے وہ یہ ہے کہ این آئی ایس ٹی نے یو وی بیم کو ایک نااہل لیزر کے ذریعہ فراہم کرنے کے لئے ڈیزائن کیا ہے۔ "نااہل" کا مطلب ہے کہ یہ ایک انتہائی تنگ بینڈوڈتھ کے ساتھ روشنی کا ایک بیم پیدا کر سکتا ہے - ایک نینو میٹر سے بھی کم - طول موج کی ایک وسیع رینج پر، اس معاملے میں 210 این ایم سے 300 این ایم تک۔ لیزر بھی پورٹیبل تھا جس کی وجہ سے سائنسدان اسے لیب میں لا سکتے تھے جہاں یہ کام کیا جا رہا تھا۔ محققین نے ہر پیمائش سے پہلے اور بعد میں پیٹری ڈش سے ٹکرانے والی روشنی کی پیمائش کے لئے این آئی ایس ٹی کیلیبریٹڈ یو وی ڈیٹیکٹر کا بھی استعمال کیا، تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ وہ واقعی جانتے ہیں کہ ہر نمونے سے کتنی روشنی ٹکرا رہی ہے۔
نظام کو کام پر لانے کے لئے بہت سے چیلنجز تھے۔ محققین نے یو وی روشنی کو آئینے کی ایک سیریز کے ساتھ پیٹری ڈش میں لے جایا۔ تاہم، مختلف یو وی طول موج کے لئے مختلف عکاسی مواد کی ضرورت ہوتی ہے، لہذا این آئی ایس ٹی محققین کو ایک ایسا نظام ڈیزائن کرنا پڑا جس میں مختلف عکاسی کوٹنگز کے ساتھ آئینے استعمال کیے گئے تھے جسے وہ ٹیسٹ رنز کے درمیان تبدیل کرسکتے تھے۔ انہیں لیزر بیم لینے کے لئے ہلکا ڈفیوزر بھی حاصل کرنا پڑا - جس کی شدت مرکز میں زیادہ ہے - اور اسے پھیلانا پڑا تاکہ یہ پورے پانی کے نمونے میں یکساں ہو۔
آخری نتیجہ گراف کا ایک سلسلہ تھا جس سے پتہ چلتا ہے کہ مختلف جراثیم مختلف طول موج کی یو وی روشنی کا کس طرح جواب دیتے ہیں - کچھ جراثیموں کے لئے پہلا ڈیٹا - پہلے سے کہیں زیادہ درستگی کے ساتھ۔ اور ٹیم کو کچھ غیر متوقع نتائج ملے۔ مثال کے طور پر وائرس وں نے حساسیت میں اضافہ کیا کیونکہ طول موج 240 این ایم سے کم ہو گئی۔ لیکن جیارڈیا جیسے دیگر جراثیموں کے لئے یو وی حساسیت تقریبا ویسی ہی تھی یہاں تک کہ طول موج کم ہو گئی۔
2012 کے اس کام سے تیار کردہ تین مقالوں پر پہلی مصنفہ سی یو بولڈر کی ماحولیاتی انجینئر سارہ بیک نے کہا کہ اس مطالعے کے نتائج کو پانی کی افادیت کمپنیوں، ریگولیٹری ایجنسیوں اور یو وی فیلڈ کے دیگر افراد نے پانی پر براہ راست کام کرنے اور ہوا میں جراثیم کش ہونے کے حوالے سے کثرت سے استعمال کیا ہے۔ انہوں نے کہا کہ یہ سمجھنا کہ روشنی کے کون سے طول موج مختلف پیتھوجینز کو غیر فعال کرتے ہیں، جراثیم کش طریقوں کو زیادہ درست اور موثر بنا سکتے ہیں۔
میں، یو وی روبوٹ
وہی نظام جو این آئی ایس ٹی نے پانی کے نمونوں کو یو وی روشنی کے ایک کنٹرولڈ، تنگ بینڈ کی فراہمی کے لئے ڈیزائن کیا تھا اسے مستقبل میں دیگر ممکنہ ایپلی کیشنز کے تجربات کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔
مثال کے طور پر، محققین کو امید ہے کہ وہ یہ دریافت کریں گے کہ یو وی روشنی ٹھوس سطحوں پر جراثیموں کو کتنی اچھی طرح ہلاک کرتی ہے جیسے کہ اسپتال کے کمروں میں پائے جانے والے جراثیم، اور یہاں تک کہ ہوا میں معلمہ جراثیم۔ اسپتال سے حاصل کردہ انفیکشن کو کم کرنے کی کوشش میں، کچھ طبی مراکز روبوٹس کے ذریعہ لے جانے والی یو وی تابکاری کے جراثیم کش بیم کے ساتھ کمروں کو دھماکے سے اڑا رہے ہیں۔
محققین کا کہنا ہے کہ لیکن ابھی تک ان روبوٹس کے استعمال کے لیے کوئی حقیقی معیار موجود نہیں ہے، لہذا اگرچہ یہ مؤثر ثابت ہو سکتے ہیں لیکن یہ جاننا مشکل ہے کہ یہ کتنا موثر ہے یا مختلف ماڈلز کی طاقتوں کا موازنہ کرنا مشکل ہے۔
"ان آلات کے لیے جو سطحوں کو تابکاری کرتے ہیں، بہت سارے متغیرات ہوتے ہیں۔ آپ کو کیسے پتہ چلے گا کہ وہ کام کر رہے ہیں؟" لاراسن نے کہا۔ این آئی ایس ٹی جیسا نظام جراثیم کش بوٹس کے مختلف ماڈلز کو جانچنے کا ایک معیاری طریقہ تیار کرنے کے لئے مفید ہوسکتا ہے۔
لاراسن نے کہا کہ ایک اور ممکنہ منصوبہ ہوا اور سطحدونوں میں ناول کورونا وائرس پر سورج کی روشنی کے اثرات کا جائزہ لے سکتا ہے۔ اور اصل معاونین نے کہا کہ وہ پانی کے جراثیم سے متعلق مستقبل کے منصوبوں کے لئے لیزر نظام استعمال کرنے کی امید رکھتے ہیں۔
بیک نے کہا کہ مختلف یو وی طول موجوں کے لئے خرد حیاتیات اور وائرس کی حساسیت اب بھی موجودہ پانی اور ہوا میں جراثیم کش طریقوں کے لئے بہت زیادہ متعلقہ ہے، خاص طور پر نئی ٹیکنالوجیز کی ترقی کے ساتھ ساتھ نئے جراثیم کش چیلنجوں کو دیکھتے ہوئے، جیسے کہ کوویڈ-19 اور اسپتال سے حاصل کردہ انفیکشن سے وابستہ چیلنجز، مثال کے طور پر۔
