1. Kesan fotobiologi
Untuk membincangkan isu keselamatan fotobiologi, langkah pertama adalah untuk menjelaskan kesan fotobiologi. Sarjana yang berbeza mempunyai definisi yang berbeza tentang konotasi kesan fotobiologi, yang boleh merujuk kepada pelbagai interaksi antara cahaya dan organisma hidup. Dalam artikel ini, kita hanya membincangkan tindak balas fisiologi tubuh manusia yang disebabkan oleh cahaya.
Kesan kesan fotobiologi pada tubuh manusia adalah pelbagai rupa. Mengikut mekanisme dan hasil kesan fotobiologi yang berbeza, ia boleh dibahagikan secara kasar kepada tiga kategori: kesan visual cahaya, kesan bukan visual cahaya dan kesan sinaran cahaya.
Kesan visual cahaya merujuk kepada kesan cahaya pada penglihatan, yang merupakan kesan cahaya yang paling asas. Kesihatan visual adalah keperluan paling asas untuk pencahayaan. Faktor yang mempengaruhi kesan visual cahaya termasuk kecerahan, taburan ruang, pemaparan warna, silau, ciri warna, ciri kelipan, dsb., yang boleh menyebabkan keletihan mata, penglihatan kabur dan penurunan kecekapan dalam tugas berkaitan visual.
Kesan bukan visual cahaya merujuk kepada tindak balas fisiologi dan psikologi tubuh manusia yang disebabkan oleh cahaya, yang berkaitan dengan kecekapan kerja orang, rasa selamat, keselesaan, kesihatan fisiologi dan emosi. Penyelidikan mengenai kesan bukan visual cahaya bermula agak lewat, tetapi telah berkembang pesat. Dalam sistem penilaian kualiti pencahayaan hari ini, kesan bukan visual cahaya telah menjadi faktor penting yang tidak boleh diabaikan.
Kesan sinaran cahaya merujuk kepada kerosakan yang disebabkan pada tisu manusia oleh kesan sinaran cahaya panjang gelombang yang berbeza pada kulit, kornea, kanta, retina, dan bahagian badan yang lain. Kesan sinaran cahaya boleh dibahagikan kepada dua kategori berdasarkan mekanisme tindakannya: kerosakan fotokimia dan kerosakan sinaran haba. Secara khusus, ia termasuk pelbagai bahaya seperti bahaya kimia UV daripada sumber cahaya, bahaya cahaya biru retina dan bahaya terma kulit.
Tubuh manusia boleh sedikit sebanyak menahan atau membaiki kesan kecederaan ini, tetapi apabila kesan sinaran cahaya mencapai had tertentu, keupayaan pembaikan diri badan tidak mencukupi untuk membaiki kecederaan ini, dan kerosakan akan terkumpul, mengakibatkan kesan tidak dapat dipulihkan seperti seperti kehilangan penglihatan, lesi retina, kerosakan kulit, dsb.
Secara keseluruhannya, terdapat interaksi pelbagai faktor yang kompleks dan mekanisme maklum balas positif dan negatif antara kesihatan manusia dan persekitaran cahaya. Kesan cahaya pada organisma, terutamanya pada tubuh manusia, adalah berkaitan dengan pelbagai faktor seperti panjang gelombang, keamatan, keadaan operasi, dan keadaan organisma.
Tujuan mengkaji kesan fotobiologi adalah untuk meneroka faktor-faktor yang berkaitan antara hasil fotobiologi dan persekitaran cahaya dan keadaan biologi, mengenal pasti faktor risiko yang boleh memudaratkan kesihatan dan aspek-aspek yang menguntungkan yang boleh digunakan, mencari faedah dan mengelakkan kemudaratan, dan membolehkan penyepaduan mendalam optik dan sains hayat.

2. Photobiosafety
Konsep photobiosafety boleh difahami dalam dua cara: sempit dan luas. Ditakrifkan secara sempit, "photobiosafety" merujuk kepada isu keselamatan yang disebabkan oleh kesan sinaran cahaya, manakala secara umum, "photobiosafety" merujuk kepada isu keselamatan yang disebabkan oleh sinaran cahaya pada kesihatan manusia, termasuk kesan visual cahaya, kesan bukan visual cahaya. , dan kesan sinaran cahaya.
Dalam sistem penyelidikan photobiosafety yang sedia ada, objek kajian photobiosafety ialah alat pencahayaan atau paparan, dan sasaran photobiosafety adalah organ seperti mata atau kulit badan manusia, yang ditunjukkan sebagai perubahan dalam parameter fisiologi seperti suhu badan dan diameter murid. . Penyelidikan mengenai photobiosafety tertumpu terutamanya pada tiga arah utama: pengukuran dan penilaian sinaran photobiosafety yang dijana oleh sumber cahaya, hubungan kuantitatif antara fotoradiasi dan tindak balas manusia, dan had dan kaedah perlindungan untuk sinaran photobiosafety.
Sinaran cahaya yang dihasilkan oleh sumber cahaya berbeza berbeza dalam keamatan, taburan ruang dan spektrum. Dengan pembangunan bahan pencahayaan dan teknologi pencahayaan pintar, sumber cahaya pintar baharu seperti sumber cahaya LED, sumber cahaya OLED dan sumber cahaya laser akan digunakan secara beransur-ansur dalam senario rumah, komersial, perubatan, pejabat atau pencahayaan khas. Berbanding dengan sumber cahaya tradisional, sumber cahaya pintar baharu mempunyai tenaga sinaran yang lebih kuat dan kekhususan spektrum yang lebih tinggi. Oleh itu, salah satu hala tuju hadapan dalam penyelidikan keselamatan fotobiologi ialah kajian kaedah pengukuran atau penilaian untuk keselamatan fotobiologi sumber cahaya baharu, seperti kajian keselamatan biologi lampu laser automotif dan sistem penilaian kesihatan dan keselesaan manusia. produk pencahayaan semikonduktor.
Reaksi fisiologi yang disebabkan oleh panjang gelombang sinaran cahaya yang berbeza yang bertindak pada organ atau tisu manusia yang berbeza juga berbeza-beza. Memandangkan tubuh manusia adalah sistem yang kompleks, menggambarkan secara kuantitatif hubungan antara sinaran cahaya dan tindak balas manusia juga merupakan salah satu arahan termaju dalam penyelidikan keselamatan fotobio, seperti kesan dan penggunaan cahaya pada irama fisiologi manusia, dan isu cahaya. dos intensiti yang mencetuskan kesan bukan visual.
Tujuan menjalankan penyelidikan tentang keselamatan fotobiologi adalah untuk mengelakkan kemudaratan yang disebabkan oleh pendedahan manusia kepada sinaran cahaya. Oleh itu, berdasarkan hasil penyelidikan mengenai keselamatan biologi foto dan kesan biologi foto sumber cahaya, piawaian pencahayaan dan kaedah perlindungan yang sepadan dicadangkan, dan skim reka bentuk produk pencahayaan yang selamat dan sihat dicadangkan, yang juga merupakan salah satu arahan utama foto. penyelidikan keselamatan biologi, seperti reka bentuk sistem pencahayaan kesihatan untuk kapal angkasa berawak besar, penyelidikan mengenai pencahayaan kesihatan dan sistem paparan, dan penyelidikan mengenai teknologi aplikasi filem pelindung cahaya biru untuk kesihatan ringan dan keselamatan cahaya.

3. Jalur dan mekanisme fotobiosafety
Julat jalur sinaran cahaya yang terlibat dalam keselamatan fotobiologi terutamanya termasuk gelombang elektromagnet antara 200nm hingga 3000nm. Mengikut klasifikasi panjang gelombang, sinaran optik boleh dibahagikan terutamanya kepada sinaran ultraungu, sinaran cahaya nampak, dan sinaran inframerah. Kesan fisiologi yang dihasilkan oleh sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang yang berbeza tidak sama sepenuhnya.
Sinaran ultraungu merujuk kepada sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang 100nm-400nm. Mata manusia tidak dapat melihat kehadiran sinaran ultraungu, tetapi sinaran ultraungu mempunyai kesan yang signifikan terhadap fisiologi manusia. Apabila sinaran ultraviolet digunakan pada kulit, ia boleh menyebabkan vasodilatasi, mengakibatkan kemerahan. Pendedahan yang berpanjangan boleh menyebabkan kekeringan, kehilangan keanjalan, dan penuaan kulit. Apabila sinaran ultraungu digunakan pada mata, ia boleh menyebabkan keratitis, konjunktivitis, katarak, dsb., menyebabkan kerosakan pada mata.
Sinaran cahaya yang boleh dilihat biasanya merujuk kepada gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang antara 380-780nm. Kesan fisiologi cahaya boleh dilihat pada tubuh manusia terutamanya termasuk kulit terbakar, eritema, dan kerosakan mata seperti kecederaan haba dan retinitis yang disebabkan oleh cahaya matahari. Terutamanya cahaya biru bertenaga tinggi antara 400nm hingga 500nm boleh menyebabkan kerosakan fotokimia pada retina dan mempercepatkan pengoksidaan sel di kawasan makula. Oleh itu, secara amnya dipercayai bahawa cahaya biru adalah cahaya kelihatan yang paling berbahaya.