
LED一直是健康相关应用中的新发展之一部份。 本文列举一些LED在各种广泛领域中用于提升人类健康和幸福指数的例子。
昼夜节律
「昼夜节律」(circadian entrainment)是指我们内在的生物钟会与外部世界的运转(例如太阳在天空中的运动)同步。 可促进这种「节奏」的LED照明产品引起了人们极大的兴趣,因为这些产品有助于我们在晚上睡得更好,白天精神更佳,甚至可以改善整体健康状况。 在白天,暴露在包含适当蓝色波长的光对于阻止褪黑素的产生尤为重要,这可以帮助我们感觉更加清醒,精力更加充沛。
但是,如同IEC/EN 62471 Photobiological Safety of Lamps and Lamp Systems中所述,蓝光可能会损伤视网膜。 该标准为包括LED在内的所有电力驱动之非同调宽带光辐射源提供了照射限度和测量程序的指南。 该标准定义了蓝光危害敏感度曲线,该曲线峰值约在435~440nm,在550nm处降至可忽略的值。
蓝光LED通常由蓝紫光(415~455nm)和蓝绿光(456~490nm)以大致相等的比例组成。 调整比例使蓝绿光增加可最大程度地利于昼夜节律,同时也会将蓝光危害降至最低。 目前至少有一家制造商提供了一种LED套件,能够根据所需的色温(CCT)选择蓝紫光到蓝绿光的比例。
治疗卵巢癌
Animated Dynamics与美国普渡大学(Purdue University)联手开发了一款应用,使用红外线(IR) LED来协助判断某种特定的化学疗法是否有效,让病患不必暴露于毒性的副作用伤害中。
这项技术是利用IR LED光源,分别照射经过混合化学疗法之前和之后的活检样本,然后比较两者所产生的光散射,如果观测不到细胞凋亡(组织细胞死亡),则表明所使用的化学疗法很可能对肿瘤的实际治疗无效。 最初的试验是对卵巢癌患者进行的,目标是使用资料来确定哪种疗法最可能阻止这种疾病。
消灭细菌
随着新冠肺炎(COVID-19)疫情的出现,人们对于杀菌消毒的兴趣激增,LED制造商也透过产品对此做出了回应。 这些产品中大多数会发出深紫外线(UVC),这产生了潜在的紫外线暴露风险。 Nichia最近发布了一种具有双重用途的LED产品,对人体无害。 这种产品既可提供一般照明用的白光,也可提供405nm的紫光,以消灭诸如绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌(staph)和大肠杆菌(E. coli)等细菌。
图1显示在可见光谱范围内,普通的白光发射器和新的Nichia产品的发射光谱间之差异。 405nm处的峰值强度比磷光体转换白光LED中存在的蓝光峰值高出约4倍,但却处在人眼较不敏感的波段。

图1:Nichia NF2W585AR-P8 LED的发射光谱与普通磷光体转换白光LED之比较。 (图片来源:Nichia)
由Nichia委托进行的独立测试表明,两用LED在5个小时内,以1000lux的输出、距离表面40cm的持续照射下,消灭了高达98.9%的绿脓杆菌。 由于光线在可见范围内,因此连续照射并不会对人眼造成有害影响。 但是,这种光源需要长时间工作才能达到最大功效,这可能会影响该技术的广泛采用。 尽管该技术可能对细菌有效,但却不能消灭病毒,包括新冠病毒。
药用*麻大**
最后,还得谈谈药用*麻大**,那么有关LED如何用于医疗健康应用中的话题才算完整,因为可以说多亏使用了LED照明,这一产业才有了爆炸式发展。
欧司朗(OSRAM)旗下植物照明公司Fluence最近发布了一项历经两年的研究成果,该研究是Fluence与荷兰瓦赫宁根大学及研究中心(Wageningen University and Research)和Texas Original Compassionate Cultivation合作进行的,目的在于确定在温室环境中增加LED照明对植物特性的影响,例如对*麻大**素和萜烯这类代谢产物的产量和浓度的影响。
哪怕只有小小的提高产量或效能,带来的收益都远远超过优化照明系统的安装成本,因此这一领域的研究非常有价值。 这项研究涉及三个不同的*麻大**品种,得出的结论是,高强度、广频谱(即400-700nm)补充光可以使产量和代谢产物达到最大,而强度较低的广频谱照明对产量影响不大,却仍可以提升代谢物。