中文网站
Patogene virusne okužbe so postale velik javnozdravstveni problem po vsem svetu. Virusi lahko okužijo vse celične organizme in povzročijo različne stopnje poškodb in škode, kar vodi v bolezni in celo smrt. Zaradi razširjenosti visoko patogenih virusov, kot je koronavirus 2 s hudim akutnim respiratornim sindromom (SARS-CoV-2), je nujno treba razviti učinkovite in varne metode za inaktivacijo patogenih virusov. Tradicionalne metode za inaktivacijo patogenih virusov so praktične, vendar imajo nekatere omejitve. Zaradi visoke prodorne moči, fizične resonance in odsotnostjo onesnaževanja so elektromagnetni valovi postali potencialna strategija za inaktivacijo patogenih virusov in pritegnejo vse več pozornosti. Ta članek ponuja pregled nedavnih publikacij o vplivu elektromagnetnih valov na patogene viruse in njihovih mehanizmih, pa tudi o možnostih uporabe elektromagnetnih valov za inaktivacijo patogenih virusov, pa tudi o novih idejah in metodah za takšno inaktivacijo.
Mnogi virusi se hitro širijo, vztrajajo dolgo časa, so zelo patogeni in lahko povzročijo globalne epidemije in resna zdravstvena tveganja. Preprečevanje, odkrivanje, testiranje, izkoreninjenje in zdravljenje so ključni koraki za zaustavitev širjenja virusa. Hitro in učinkovito odstranjevanje patogenih virusov vključuje profilaktično, zaščitno in odstranjevanje virov. Inaktivacija patogenih virusov s fiziološkim uničenjem za zmanjšanje njihove kužnosti, patogenosti in reproduktivne sposobnosti je učinkovita metoda za njihovo odstranjevanje. Tradicionalne metode, vključno z visoko temperaturo, kemikalijami in ionizirajočim sevanjem, lahko učinkovito inaktivirajo patogene viruse. Vendar imajo te metode še vedno nekatere omejitve. Zato je še vedno nujno treba razviti inovativne strategije za inaktivacijo patogenih virusov.
Emisija elektromagnetnih valov ima prednosti visoke prodorne moči, hitrega in enakomernega segrevanja, resonance z mikroorganizmi in sproščanja plazme ter naj bi postala praktična metoda za inaktivacijo patogenih virusov [1,2,3]. Sposobnost elektromagnetnih valov za inaktivacijo patogenih virusov je bila dokazana v prejšnjem stoletju [4]. V zadnjih letih je uporaba elektromagnetnih valov za inaktivacijo patogenih virusov pritegnila vse več pozornosti. Ta članek obravnava vpliv elektromagnetnih valov na patogene viruse in njihove mehanizme, kar lahko služi kot koristen vodnik za temeljne in uporabne raziskave.
Morfološke značilnosti virusov lahko odražajo funkcije, kot sta preživetje in kužnost. Dokazano je, da lahko elektromagnetni valovi, zlasti ultra visokofrekvenčni (UHF) in ultra visokofrekvenčni (EHF) elektromagnetni valovi, motijo morfologijo virusov.
Bakteriofag MS2 (MS2) se pogosto uporablja na različnih raziskovalnih področjih, kot so vrednotenje dezinfekcije, kinetično modeliranje (vodno) in biološka karakterizacija virusnih molekul [5, 6]. Wu je ugotovil, da mikrovalovi pri 2450 MHz in 700 W povzročijo agregacijo in znatno krčenje vodnih fagov MS2 po 1 minuti neposrednega obsevanja [1]. Po nadaljnji preiskavi so opazili tudi prelom na površini faga MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] je suspenzije vzorcev koronavirusa 229E (CoV-229E) izpostavil milimetrskim valovom s frekvenco 95 GHz in gostoto moči od 70 do 100 W/cm2 za 0,1 s. V hrapavi sferični lupini virusa je mogoče najti velike luknje, kar vodi do izgube njegove vsebine. Izpostavljenost elektromagnetnim valovom je lahko uničujoča za virusne oblike. Vendar pa spremembe morfoloških lastnosti, kot so oblika, premer in gladkost površine, po izpostavljenosti virusu z elektromagnetnim sevanjem niso znane. Zato je pomembno analizirati razmerje med morfološkimi značilnostmi in funkcionalnimi motnjami, kar lahko zagotovi dragocene in priročne kazalnike za oceno inaktivacije virusa [1].
Virusna struktura je običajno sestavljena iz notranje nukleinske kisline (RNA ali DNA) in zunanje kapside. Nukleinske kisline določajo genetske in replikacijske lastnosti virusov. Kapsida je zunanja plast pravilno razporejenih beljakovinskih podenot, osnovni ogrodje in antigenska komponenta virusnih delcev, ki ščiti tudi nukleinske kisline. Večina virusov ima ovojno strukturo, sestavljeno iz lipidov in glikoproteinov. Poleg tega ovojne beljakovine določajo specifičnost receptorjev in služijo kot glavni antigeni, ki jih lahko prepozna gostiteljev imunski sistem. Popolna struktura zagotavlja celovitost in genetsko stabilnost virusa.
Raziskave so pokazale, da lahko elektromagnetni valovi, zlasti UHF elektromagnetni valovi, poškodujejo RNK virusov, ki povzročajo bolezni. Wu [1] je vodno okolje virusa MS2 neposredno izpostavil mikrovalovom s frekvenco 2450 MHz za 2 minuti in analiziral gene, ki kodirajo protein A, kapsidni protein, replikazni protein in cepitveni protein, z gelsko elektroforezo in verižno reakcijo s polimerazo z reverzno transkripcijo (RT-PCR). Ti geni so se z naraščajočo gostoto moči postopoma uničevali in pri najvišji gostoti moči celo izginili. Na primer, izražanje gena proteina A (934 bp) se je znatno zmanjšalo po izpostavljenosti elektromagnetnim valovom z močjo 119 in 385 W ter popolnoma izginilo, ko se je gostota moči povečala na 700 W. Ti podatki kažejo, da lahko elektromagnetni valovi, odvisno od odmerka, uničijo strukturo nukleinskih kislin virusov.
Nedavne študije so pokazale, da učinek elektromagnetnih valov na patogene virusne beljakovine temelji predvsem na njihovem posrednem toplotnem učinku na mediatorje in njihovem posrednem učinku na sintezo beljakovin zaradi uničenja nukleinskih kislin [1, 3, 8, 9]. Vendar pa lahko atermični učinki spremenijo tudi polarnost ali strukturo virusnih beljakovin [1, 10, 11]. Neposredni učinek elektromagnetnih valov na temeljne strukturne/nestrukturne beljakovine, kot so kapsidne beljakovine, ovojnične beljakovine ali koničaste beljakovine patogenih virusov, še zahteva nadaljnje raziskave. Nedavno je bilo predlagano, da lahko 2 minuti elektromagnetnega sevanja s frekvenco 2,45 GHz in močjo 700 W interagira z različnimi deleži nabojev beljakovin z nastankom vročih točk in nihajočih električnih polj s čisto elektromagnetnimi učinki [12].
Ovojnica patogenega virusa je tesno povezana z njegovo sposobnostjo okužbe ali povzročitve bolezni. Več študij je poročalo, da lahko UHF in mikrovalovni elektromagnetni valovi uničijo lupine virusov, ki povzročajo bolezni. Kot je bilo že omenjeno, je mogoče v virusni ovojnici koronavirusa 229E po 0,1-sekundni izpostavljenosti milimetrskemu valovanju 95 GHz z gostoto moči od 70 do 100 W/cm2 zaznati izrazite luknje [8]. Učinek resonančnega prenosa energije elektromagnetnih valov lahko povzroči dovolj stresa, da uniči strukturo virusne ovojnice. Pri virusih z ovojnico se po pretrganju ovojnice nalezljivost ali neka aktivnost običajno zmanjša ali popolnoma izgubi [13, 14]. Yang [13] je virus gripe H3N2 (H3N2) in virus gripe H1N1 (H1N1) izpostavil mikrovalovom pri 8,35 GHz, 320 W/m² oziroma 7 GHz, 308 W/m², za 15 minut. Za primerjavo signalov RNA patogenih virusov, izpostavljenih elektromagnetnim valovom, in fragmentiranega modela, zamrznjenega in takoj odtajanega v tekočem dušiku več ciklov, je bila izvedena RT-PCR. Rezultati so pokazali, da so signali RNA obeh modelov zelo skladni. Ti rezultati kažejo, da je fizična struktura virusa po izpostavljenosti mikrovalovnemu sevanju porušena in da je struktura ovojnice uničena.
Aktivnost virusa je mogoče označiti z njegovo sposobnostjo okužbe, replikacije in transkripcije. Virusna nalezljivost ali aktivnost se običajno ocenjuje z merjenjem virusnih titrov z uporabo testov plakov, mediane infektivne doze v tkivni kulturi (TCID50) ali aktivnosti reporterskega gena luciferaze. Lahko pa se oceni tudi neposredno z izolacijo živega virusa ali z analizo virusnega antigena, gostote virusnih delcev, preživetja virusa itd.
Poročali so, da lahko elektromagnetni valovi UHF, SHF in EHF neposredno inaktivirajo virusne aerosole ali viruse, ki se prenašajo po vodi. Wu [1] je aerosol bakteriofaga MS2, ki ga je ustvaril laboratorijski nebulator, izpostavil elektromagnetnim valovom s frekvenco 2450 MHz in močjo 700 W za 1,7 minute, medtem ko je bila stopnja preživetja bakteriofaga MS2 le 8,66 %. Podobno kot pri virusnem aerosolu MS2 je bilo 91,3 % vodnega MS2 inaktiviranega v 1,5 minutah po izpostavljenosti enakemu odmerku elektromagnetnih valov. Poleg tega je bila sposobnost elektromagnetnega sevanja za inaktivacijo virusa MS2 pozitivno korelirana z gostoto moči in časom izpostavljenosti. Ko pa učinkovitost deaktivacije doseže svojo največjo vrednost, je ni mogoče izboljšati s povečanjem časa izpostavljenosti ali gostote moči. Na primer, virus MS2 je imel minimalno stopnjo preživetja od 2,65 % do 4,37 % po izpostavljenosti elektromagnetnim valovom 2450 MHz in 700 W, pri čemer z naraščajočim časom izpostavljenosti niso bile ugotovljene pomembne spremembe. Siddharta [3] je suspenzijo celičnih kultur, ki je vsebovala virus hepatitisa C (HCV)/virus humane imunske pomanjkljivosti tipa 1 (HIV-1), obseval z elektromagnetnimi valovi s frekvenco 2450 MHz in močjo 360 W. Ugotovili so, da so se titri virusov po 3 minutah izpostavljenosti znatno zmanjšali, kar kaže na to, da je sevanje elektromagnetnih valov učinkovito proti okužbi s HCV in HIV-1 ter pomaga preprečevati prenos virusa tudi pri sočasni izpostavljenosti. Pri obsevanju celičnih kultur HCV in suspenzij HIV-1 z elektromagnetnimi valovi nizke moči s frekvenco 2450 MHz, 90 W ali 180 W ni bilo opaziti spremembe v titru virusa, določenem z aktivnostjo luciferaznega reporterja, in opazili so pomembno spremembo v virusni okužbi. Pri 600 in 800 W 1 minuto se okužba obeh virusov ni bistveno zmanjšala, kar naj bi bilo povezano z močjo sevanja elektromagnetnih valov in časom izpostavljenosti kritični temperaturi.
Kaczmarczyk [8] je leta 2021 prvi dokazal smrtonosnost EHF elektromagnetnih valov proti patogenim virusom, ki se prenašajo z vodo. Vzorce koronavirusa 229E oziroma poliovirusa (PV) je izpostavil elektromagnetnim valovom s frekvenco 95 GHz in gostoto moči od 70 do 100 W/cm2 za 2 sekundi. Učinkovitost inaktivacije obeh patogenih virusov je bila 99,98 % oziroma 99,375 %, kar kaže na to, da imajo EHF elektromagnetni valovi široke možnosti uporabe na področju inaktivacije virusov.
Učinkovitost inaktivacije virusov z UHF je bila ocenjena tudi v različnih medijih, kot so materino mleko in nekateri materiali, ki se pogosto uporabljajo doma. Raziskovalci so anestezijske maske, kontaminirane z adenovirusom (ADV), poliovirusom tipa 1 (PV-1), herpesvirusom 1 (HV-1) in rinovirusom (RHV), izpostavili elektromagnetnemu sevanju s frekvenco 2450 MHz in močjo 720 vatov. Poročali so, da so testi za antigene ADV in PV-1 postali negativni, titri HV-1, PIV-3 in RHV pa so padli na nič, kar kaže na popolno inaktivacijo vseh virusov po 4 minutah izpostavljenosti [15, 16]. Elhafi [17] je brise, okužene z virusom infekcijskega bronhitisa ptic (IBV), aviarnim pnevmovirusom (APV), virusom atipične kokošje kuge (NDV) in virusom aviarne influence (AIV), neposredno izpostavil mikrovalovni pečici s frekvenco 2450 MHz in močjo 900 W. Med njimi sta bila APV in IBV dodatno odkrita v kulturah organov sapnika, pridobljenih iz piščančjih zarodkov 5. generacije. Čeprav virusa ni bilo mogoče izolirati, je bila virusna nukleinska kislina še vedno odkrita z RT-PCR. Ben-Shoshan [18] je neposredno izpostavil elektromagnetne valove s frekvenco 2450 MHz in jakostjo 750 W 15 vzorcem materinega mleka, pozitivnim na citomegalovirus (CMV), za 30 sekund. Detekcija antigena s Shell-Vial je pokazala popolno inaktivacijo CMV. Vendar pa pri 500 W 2 od 15 vzorcev nista dosegla popolne inaktivacije, kar kaže na pozitivno korelacijo med učinkovitostjo inaktivacije in močjo elektromagnetnih valov.
Omeniti velja tudi, da je Yang [13] na podlagi uveljavljenih fizikalnih modelov napovedal resonančno frekvenco med elektromagnetnimi valovi in virusi. Suspenzija delcev virusa H3N2 z gostoto 7,5 × 1014 m-3, ki jo proizvajajo virusno občutljive pasje ledvične celice Madin Darby (MDCK), je bila 15 minut neposredno izpostavljena elektromagnetnim valovom s frekvenco 8 GHz in močjo 820 W/m². Stopnja inaktivacije virusa H3N2 je dosegla 100 %. Vendar pa je bilo pri teoretičnem pragu 82 W/m2 inaktiviranih le 38 % virusa H3N2, kar kaže na to, da je učinkovitost inaktivacije virusa, ki jo povzročajo elektromagnetna sevanja, tesno povezana z gostoto moči. Na podlagi te študije je Barbora [14] izračunala resonančno frekvenčno območje (8,5–20 GHz) med elektromagnetnimi valovi in SARS-CoV-2 ter ugotovila, da bo 7,5 × 1014 m-3 virusa SARS-CoV-2, izpostavljenega elektromagnetnim valovom, povzročilo 100-odstotno deaktivacijo. Nedavna študija Wanga [19] je pokazala, da sta resonančni frekvenci virusa SARS-CoV-2 4 in 7,5 GHz, kar potrjuje obstoj resonančnih frekvenc, neodvisnih od titra virusa.
Skratka, lahko rečemo, da lahko elektromagnetni valovi vplivajo na aerosole in suspenzije, pa tudi na aktivnost virusov na površinah. Ugotovljeno je bilo, da je učinkovitost inaktivacije tesno povezana s frekvenco in močjo elektromagnetnih valov ter medijem, ki se uporablja za rast virusa. Poleg tega so elektromagnetne frekvence, ki temeljijo na fizikalnih resonancah, zelo pomembne za inaktivacijo virusov [2, 13]. Do sedaj se je vpliv elektromagnetnih valov na aktivnost patogenih virusov osredotočal predvsem na spreminjanje kužnosti. Zaradi kompleksnega mehanizma je več študij poročalo o vplivu elektromagnetnih valov na replikacijo in transkripcijo patogenih virusov.
Mehanizmi, s katerimi elektromagnetni valovi inaktivirajo viruse, so tesno povezani z vrsto virusa, frekvenco in močjo elektromagnetnih valov ter rastnim okoljem virusa, vendar ostajajo v veliki meri neraziskani. Nedavne raziskave so se osredotočile na mehanizme toplotnega, atermnega in strukturnega resonančnega prenosa energije.
Toplotni učinek se razume kot zvišanje temperature, ki ga povzročijo vrtenje z veliko hitrostjo, trki in trenje polarnih molekul v tkivih pod vplivom elektromagnetnih valov. Zaradi te lastnosti lahko elektromagnetni valovi zvišajo temperaturo virusa nad prag fiziološke tolerance, kar povzroči smrt virusa. Vendar pa virusi vsebujejo malo polarnih molekul, kar kaže na to, da so neposredni toplotni učinki na viruse redki [1]. Nasprotno, v mediju in okolju je veliko več polarnih molekul, kot so molekule vode, ki se gibljejo v skladu z izmeničnim električnim poljem, ki ga vzbujajo elektromagnetni valovi, in s trenjem ustvarjajo toploto. Toplota se nato prenese na virus, da se zviša njegova temperatura. Ko je prag tolerance presežen, se nukleinske kisline in beljakovine uničijo, kar na koncu zmanjša kužnost in celo inaktivira virus.
Več skupin je poročalo, da lahko elektromagnetni valovi zmanjšajo kužnost virusov s toplotno izpostavljenostjo [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] je suspenzije koronavirusa 229E izpostavil elektromagnetnim valovom s frekvenco 95 GHz z gostoto moči od 70 do 100 W/cm² za 0,2–0,7 s. Rezultati so pokazali, da je zvišanje temperature za 100 °C med tem postopkom prispevalo k uničenju morfologije virusa in zmanjšanju virusne aktivnosti. Te toplotne učinke je mogoče pojasniti z delovanjem elektromagnetnih valov na okoliške molekule vode. Siddharta [3] je obseval suspenzije celičnih kultur različnih genotipov, vključno z GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a in GT7a, z elektromagnetnimi valovi s frekvenco 2450 MHz in močjo 90 W ter 180 W, 360 W, 600 W in 800 MHz. Z zvišanjem temperature gojišča za celične kulture z 26 °C na 92 °C je elektromagnetno sevanje zmanjšalo infektivnost virusa ali ga popolnoma inaktiviralo. HCV pa je bil izpostavljen elektromagnetnim valovom kratek čas pri nizki moči (90 ali 180 W, 3 minute) ali višji moči (600 ali 800 W, 1 minuta), medtem ko ni bilo bistvenega zvišanja temperature in ni bila opažena bistvena sprememba infektivnosti ali aktivnosti virusa.
Zgornji rezultati kažejo, da je toplotni učinek elektromagnetnih valov ključni dejavnik, ki vpliva na kužnost ali aktivnost patogenih virusov. Poleg tega so številne študije pokazale, da toplotni učinek elektromagnetnega sevanja inaktivira patogene viruse učinkoviteje kot UV-C in konvencionalno segrevanje [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Poleg toplotnih učinkov lahko elektromagnetni valovi spremenijo tudi polarnost molekul, kot so mikrobne beljakovine in nukleinske kisline, zaradi česar se molekule vrtijo in vibrirajo, kar ima za posledico zmanjšano sposobnost preživetja ali celo smrt [10]. Domneva se, da hitro preklapljanje polarnosti elektromagnetnih valov povzroča polarizacijo beljakovin, kar vodi do zvijanja in ukrivljenosti strukture beljakovin ter na koncu do denaturacije beljakovin [11].
Netermični učinek elektromagnetnih valov na inaktivacijo virusa ostaja sporen, vendar je večina študij pokazala pozitivne rezultate [1, 25]. Kot smo že omenili, lahko elektromagnetni valovi neposredno prodrejo v ovojni protein virusa MS2 in uničijo nukleinsko kislino virusa. Poleg tega so aerosoli virusa MS2 veliko bolj občutljivi na elektromagnetne valove kot vodni MS2. Zaradi manj polarnih molekul, kot so molekule vode, v okolju, ki obdaja aerosole virusa MS2, lahko atermični učinki igrajo ključno vlogo pri inaktivaciji virusa, ki jo povzročajo elektromagnetni valovi [1].
Pojav resonance se nanaša na težnjo fizičnega sistema, da absorbira več energije iz okolja pri svoji naravni frekvenci in valovni dolžini. Resonanca se pojavlja na mnogih mestih v naravi. Znano je, da virusi resonirajo z mikrovalovi iste frekvence v omejenem akustičnem dipolnem načinu, kar je resonančni pojav [2, 13, 26]. Resonančni načini interakcije med elektromagnetnim valovanjem in virusom pritegnejo vse več pozornosti. Učinek učinkovitega strukturnega resonančnega prenosa energije (SRET) iz elektromagnetnih valov v zaprta akustična nihanja (CAV) pri virusih lahko povzroči rupturo virusne membrane zaradi nasprotnih vibracij jedra in kapside. Poleg tega je splošna učinkovitost SRET povezana z naravo okolja, kjer velikost in pH virusnega delca določata resonančno frekvenco oziroma absorpcijo energije [2, 13, 19].
Fizični resonančni učinek elektromagnetnih valov igra ključno vlogo pri inaktivaciji virusov z ovojnico, ki jih obdaja dvoslojna membrana, vgrajena v virusne beljakovine. Raziskovalci so ugotovili, da je deaktivacijo H3N2 z elektromagnetnimi valovi s frekvenco 6 GHz in gostoto moči 486 W/m² povzročila predvsem fizična ruptura ovojnice zaradi resonančnega učinka [13]. Temperatura suspenzije H3N2 se je po 15 minutah izpostavljenosti povečala le za 7 °C, vendar je za inaktivacijo človeškega virusa H3N2 s toplotnim segrevanjem potrebna temperatura nad 55 °C [9]. Podobni pojavi so bili opaženi pri virusih, kot sta SARS-CoV-2 in H3N1 [13, 14]. Poleg tega inaktivacija virusov z elektromagnetnimi valovi ne vodi do razgradnje virusnih RNA genomov [1, 13, 14]. Tako je bila inaktivacija virusa H3N2 pospešena s fizično resonanco in ne s toplotno izpostavljenostjo [13].
V primerjavi s toplotnim učinkom elektromagnetnih valov zahteva inaktivacija virusov s fizikalno resonanco nižje parametre odmerka, ki so pod standardi mikrovalovne varnosti, ki jih je določil Inštitut inženirjev elektrotehnike in elektronike (IEEE) [2, 13]. Resonančna frekvenca in odmerek moči sta odvisna od fizikalnih lastnosti virusa, kot sta velikost delcev in elastičnost, in vsi virusi znotraj resonančne frekvence so lahko učinkovito usmerjeni v inaktivacijo. Zaradi visoke stopnje penetracije, odsotnosti ionizirajočega sevanja in dobre varnosti je inaktivacija virusov, ki jo posreduje atermični učinek CPET, obetavna za zdravljenje človeških malignih bolezni, ki jih povzročajo patogeni virusi [14, 26].
Na podlagi izvedbe inaktivacije virusov v tekoči fazi in na površini različnih medijev se lahko elektromagnetni valovi učinkovito spopadajo z virusnimi aerosoli [1, 26], kar je preboj in je velikega pomena za nadzor prenosa virusa in preprečevanje prenosa virusa v družbi. Poleg tega je odkritje fizikalnih resonančnih lastnosti elektromagnetnih valov velikega pomena na tem področju. Dokler sta znani resonančna frekvenca določenega viriona in elektromagnetnih valov, je mogoče ciljati na vse viruse znotraj resonančnega frekvenčnega območja rane, česar ni mogoče doseči s tradicionalnimi metodami inaktivacije virusov [13,14,26]. Elektromagnetna inaktivacija virusov je obetavna raziskava z veliko raziskovalno in uporabno vrednostjo ter potencialom.
V primerjavi s tradicionalno tehnologijo uničevanja virusov imajo elektromagnetni valovi zaradi svojih edinstvenih fizikalnih lastnosti značilnosti preproste, učinkovite in praktične zaščite okolja pri uničevanju virusov [2, 13]. Vendar pa ostaja veliko težav. Prvič, sodobno znanje je omejeno na fizikalne lastnosti elektromagnetnih valov, mehanizem izrabe energije med oddajanjem elektromagnetnih valov pa ni bil razkrit [10, 27]. Mikrovalovi, vključno z milimetrskimi valovi, se pogosto uporabljajo za preučevanje inaktivacije virusov in njenih mehanizmov, vendar študije elektromagnetnih valov pri drugih frekvencah, zlasti pri frekvencah od 100 kHz do 300 MHz in od 300 GHz do 10 THz, niso bile objavljene. Drugič, mehanizem uničevanja patogenih virusov z elektromagnetnimi valovi ni bil pojasnjen, preučevali pa so le sferične in paličaste viruse [2]. Poleg tega so virusni delci majhni, brez celic, zlahka mutirajo in se hitro širijo, kar lahko prepreči inaktivacijo virusov. Tehnologijo elektromagnetnih valov je treba še izboljšati, da bi premagali oviro inaktivacije patogenih virusov. Končno, visoka absorpcija sevalne energije s strani polarnih molekul v mediju, kot so molekule vode, povzroči izgubo energije. Poleg tega lahko na učinkovitost SRET vpliva več neznanih mehanizmov pri virusih [28]. Učinek SRET lahko tudi spremeni virus, da se prilagodi okolju, kar ima za posledico odpornost na elektromagnetne valove [29].
V prihodnosti je treba tehnologijo inaktivacije virusov z uporabo elektromagnetnih valov še izboljšati. Temeljne znanstvene raziskave bi morale biti usmerjene v razjasnitev mehanizma inaktivacije virusov z elektromagnetnimi valovi. Na primer, sistematično bi bilo treba pojasniti mehanizem uporabe energije virusov, ko so izpostavljeni elektromagnetnim valovom, podroben mehanizem netermičnega delovanja, ki ubija patogene viruse, in mehanizem učinka SRET med elektromagnetnimi valovi in različnimi vrstami virusov. Uporabne raziskave bi se morale osredotočiti na to, kako preprečiti prekomerno absorpcijo sevalne energije s strani polarnih molekul, preučiti vpliv elektromagnetnih valov različnih frekvenc na različne patogene viruse in preučiti netermične učinke elektromagnetnih valov pri uničevanju patogenih virusov.
Elektromagnetni valovi so postali obetavna metoda za inaktivacijo patogenih virusov. Tehnologija elektromagnetnih valov ima prednosti nizkega onesnaževanja, nizkih stroškov in visoke učinkovitosti inaktivacije patogenih virusov, kar lahko premaga omejitve tradicionalne protivirusne tehnologije. Vendar pa so potrebne nadaljnje raziskave za določitev parametrov tehnologije elektromagnetnih valov in razjasnitev mehanizma inaktivacije virusov.
Določen odmerek elektromagnetnega sevanja lahko uniči strukturo in aktivnost mnogih patogenih virusov. Učinkovitost inaktivacije virusov je tesno povezana s frekvenco, gostoto moči in časom izpostavljenosti. Poleg tega možni mehanizmi vključujejo termične, atermične in strukturne resonančne učinke prenosa energije. V primerjavi s tradicionalnimi protivirusnimi tehnologijami ima inaktivacija virusov na osnovi elektromagnetnih valov prednosti preprostosti, visoke učinkovitosti in nizkega onesnaževanja. Zato je inaktivacija virusov z elektromagnetnimi valovi postala obetavna protivirusna tehnika za prihodnje aplikacije.
U Yu. Vpliv mikrovalovnega sevanja in hladne plazme na aktivnost bioaerosolov in sorodni mehanizmi. Pekinška univerza. leto 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonančna dipolna sklopitev mikrovalov in omejene akustične oscilacije v bakulovirusih. Znanstveno poročilo 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M in sod. Mikrovalovna inaktivacija HCV in HIV: nov pristop k preprečevanju prenosa virusa med injicirajočimi uporabniki drog. Znanstveno poročilo 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Raziskava in eksperimentalno opazovanje kontaminacije bolnišničnih dokumentov z mikrovalovno dezinfekcijo [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei, Predhodna študija mehanizma inaktivacije in učinkovitosti natrijevega dikloroizocianata proti bakteriofagu MS2. Univerza Sečuan. 2007.
Yang Li, Predhodna študija inaktivacijskega učinka in mehanizma delovanja o-ftalaldehida na bakteriofag MS2. Univerza Sečuan. 2007.
Wu Ye, ga. Yao. Inaktivacija virusa, ki se prenaša po zraku, in situ z mikrovalovnim sevanjem. Kitajski znanstveni bilten. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavirusi in virusi polio so občutljivi na kratke impulze ciklotronskega sevanja v pasu W. Pismo o okoljski kemiji. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S in sod. Inaktivacija virusa gripe za študije antigenosti in teste odpornosti na fenotipske zaviralce nevraminidaze. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia itd. Pregled mikrovalovne sterilizacije. Znanost o mikrohranilih v Guangdongu. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Netermični biološki učinki mikrovalov na mikroorganizme v hrani in tehnologija mikrovalovne sterilizacije [JJ Southwestern Nationalities University (izdaja za naravoslovje). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denaturacija koničastih beljakovin SARS-CoV-2 pri atermičnem mikrovalovnem obsevanju. Znanstveno poročilo 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR in sod. Učinkovit strukturni resonančni prenos energije iz mikrovalov v omejene akustične oscilacije pri virusih. Znanstveno poročilo 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Ciljno usmerjeno protivirusno zdravljenje z neionizirajočim sevanjem za SARS-CoV-2 in priprava na virusno pandemijo: metode, postopki in praktične opombe za klinično uporabo. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrovalovna sterilizacija in dejavniki, ki vplivajo nanjo. Chinese Medical Journal. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Preživetje mikrobov v mikrovalovnih pečicah. You can J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrovalovna ali avtoklavna obdelava uniči kužnost virusa infekcijskega bronhitisa in aviarnega pnevmovirusa, vendar omogoča njihovo odkrivanje z uporabo verižne reakcije s polimerazo reverzne transkriptaze. bolezen perutnine. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrovalovno izkoreninjenje citomegalovirusa iz materinega mleka: pilotna študija. medicina dojenja. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR in sod. Mikrovalovna resonančna absorpcija virusa SARS-CoV-2. Znanstveno poročilo 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH itd. Smrtonosni odmerek UV-C (254 nm) za SARS-CoV-2. Svetlobna diagnostika Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M itd. Hitra in popolna inaktivacija SARS-CoV-2 z UV-C. Znanstveno poročilo 2020; 10(1):22421.
Čas objave: 21. oktober 2022
Nastavitve zasebnosti