Učinki elektromagnetnih valov na patogene viruse in sorodne mehanizme: pregled v Journal of Virology

Patogene virusne okužbe so postale glavni javni zdravstveni problem po vsem svetu. Virusi lahko okužijo vse celične organizme in povzročijo različne stopnje poškodb in poškodb, kar vodi do bolezni in celo smrti. S razširjenostjo visoko patogenih virusov, kot je hud akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), je nujno treba razviti učinkovite in varne metode za inaktiviranje patogenih virusov. Tradicionalne metode za inaktivacijo patogenih virusov so praktične, vendar imajo nekatere omejitve. Z značilnostmi visoke prodorne moči, fizične resonance in brez onesnaženja so elektromagnetni valovi postali potencialna strategija za inaktivacijo patogenih virusov in pritegnejo vse večjo pozornost. Ta članek ponuja pregled nedavnih publikacij o vplivu elektromagnetnih valov na patogene viruse in njihove mehanizme ter možnosti za uporabo elektromagnetnih valov za inaktivacijo patogenih virusov, pa tudi nove ideje in metode za takšno inaktivacijo.
Številni virusi se hitro širijo, vztrajajo dlje 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 izločanje patogenih virusov vključuje profilaktično, zaščitno in vir. Inaktivacija patogenih virusov s fiziološkim uničenjem za zmanjšanje njihove infektivnosti, patogenosti in reproduktivne sposobnosti je učinkovita metoda njihove odprave. 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 ogrevanja, resonance z mikroorganizmi in sproščanjem plazme, in pričakuje se, da bo postala praktična metoda za inaktiviranje patogenih virusov [1,2,3]. Sposobnost elektromagnetnih valov za inaktiviranje patogenih virusov je bila dokazana v zadnjem stoletju [4]. V zadnjih letih je uporaba elektromagnetnih valov za inaktivacijo patogenih virusov pritegnila vse večjo pozornost. Ta članek obravnava učinek elektromagnetnih valov na patogene viruse in njihove mehanizme, ki lahko služijo kot koristen vodnik za osnovne in uporabne raziskave.
Morfološke značilnosti virusov lahko odražajo funkcije, kot sta preživetje in infektivnost. Dokazano je, da lahko elektromagnetni valovi, zlasti ultra visoki frekvenci (UHF) in ultra visokofrekvenčni (EHF) elektromagnetni valovi, motijo ​​morfologijo virusov.
Bakteriofag MS2 (MS2) se pogosto uporablja na različnih raziskovalnih področjih, kot so ocena dezinfekcije, kinetično modeliranje (vodno) in biološka karakterizacija virusnih molekul [5, 6]. Wu je ugotovil, da mikrovalovne pečice pri 2450 MHz in 700 W povzročijo združevanje in znatno krčenje vodnih fagov MS2 po 1 minuti neposrednega obsevanja [1]. Po nadaljnji preiskavi so opazili tudi prekinitev površine faga MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] je izpostavil suspenzije vzorcev koronavirusa 229E (COV-229E) na milimetrske valove s frekvenco 95 GHz in gostoto moči od 70 do 100 W/cm2 za 0,1 s. Velike luknje najdemo v grobi sferični lupini virusa, kar vodi do izgube vsebine. Izpostavljenost elektromagnetnim valom je lahko uničujoča za virusne oblike. Vendar 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, ki lahko zagotavljajo dragocene in priročne kazalnike za oceno inaktivacije virusa [1].
Virusna struktura je običajno sestavljena iz notranje nukleinske kisline (RNA ali DNK) in zunanjega kapsida. Nukleinske kisline določajo genetske in replikacijske lastnosti virusov. Kapsid je zunanja plast redno razporejenih beljakovinskih podenot, osnovnega odrov in antigene komponente virusnih delcev, poleg tega pa ščiti nukleinske kisline. Večina virusov ima strukturo ovojnice, sestavljeno iz lipidov in glikoproteinov. Poleg tega ovojni beljakovine določajo specifičnost receptorjev in služijo kot glavni antigeni, ki jih lahko prepozna imunski sistem gostitelja. Popolna struktura zagotavlja celovitost in genetsko stabilnost virusa.
Raziskave so pokazale, da lahko elektromagnetni valovi, zlasti UHF elektromagnetni valovi, poškodujejo RNA virusov, ki povzročajo bolezen. Wu [1] je 2 minuti neposredno izpostavil vodno okolje virusa MS2 na 2450 MHz mikrovalovne pečice in analiziral gene, ki kodirajo protein A, kapsidni protein, replikazni protein in cepimo protein z elektroforezo gel in reverzno transkripcijo polimeraze. RT-PCR). Ti geni so bili postopoma uničeni s povečanjem gostote moči in celo izginili pri najvišji gostoti moči. Na primer, ekspresija gena beljakovin A (934 bp) se je po izpostavljenosti elektromagnetnim valovom z močjo 119 in 385 W znatno zmanjšala in popolnoma izginila, ko se je gostota moči povečala na 700 W. Ti podatki kažejo, da lahko elektromagnetni valovi, odvisno od odmerka, uniči strukturo nekiranih kislin.
Nedavne študije so pokazale, da učinek elektromagnetnih valov na patogene virusne beljakovine temelji predvsem na njihovem posrednem toplotnem učinku na mediatorje in njihov posredni učinek na sintezo beljakovin zaradi uničenja nukleinskih kislin [1, 3, 8, 9]. Vendar lahko atermični učinki spremenijo tudi polarnost ali strukturo virusnih beljakovin [1, 10, 11]. Neposredni učinek elektromagnetnih valov na temeljne strukturne/nestrukturne beljakovine, kot so kapsidni proteini, ovojni beljakovine ali konični proteini patogenih virusov, še vedno zahteva nadaljnjo študijo. Pred kratkim se domneva, da lahko 2 minuti elektromagnetnega sevanja s frekvenco 2,45 GHz z močjo 700 W medsebojno vpliva na različne frakcije beljakovinskih nabojev s tvorbo vročih točk in nihajočimi električnimi polji s čisto elektromagnetnimi učinki [12].
Ovojnica patogenega virusa je tesno povezana z njegovo sposobnostjo okužbe ali povzročanja bolezni. Več raziskav je poročalo, da lahko UHF in mikrovalovni elektromagnetni valovi uničijo lupine virusov, ki povzročajo bolezen. Kot že omenjeno, je mogoče zaznati različne luknje v virusni ovojnici koronavirusa 229E po 0,1 sekunde izpostavljenosti 95 GHz milimetrskega vala z gostoto moči od 70 do 100 W/cm2 [8]. Učinek resonančnega prenosa energije elektromagnetnih valov lahko povzroči dovolj stresa, da uniči strukturo virusne ovojnice. Za zajeta viruse se po rupturi ovojnice in infektivnost ali nekatera aktivnost običajno zmanjša ali se popolnoma izgubi [13, 14]. Yang [13] je za 15 minut izpostavil virus gripe H3N2 (H3N2) in virusa gripe H1N1 (H1N1) pri 8,35 GHz, 320 W/m² in 7 GHz, 308 W/m². Za primerjavo signalov RNA patogenih virusov, ki so bili izpostavljeni elektromagnetnim valom, in razdrobljen model, zamrznjen in takoj odtajan v tekoči dušik za več ciklov, smo izvedli RT-PCR. Rezultati so pokazali, da so signali RNA obeh modelov zelo dosledni. Ti rezultati kažejo, da je fizična struktura virusa motena in struktura ovojnice po izpostavljenosti mikrovalovni sevanju uničena.
Aktivnost virusa je značilna za njegovo sposobnost okužbe, ponovitev in prepisovanja. Virusna infektivnost ali aktivnost se običajno oceni z merjenjem virusnih titrov z uporabo plakovnih testov, srednjega infektivnega odmerka tkivne kulture (TCID50) ali aktivnosti reporterja luciferaze. Vendar ga lahko ocenimo tudi neposredno z izolacijo živega virusa ali z analizo virusnega antigena, gostoto virusnih delcev, preživetjem virusov itd.
Poročalo se je, da elektromagnetni valovi UHF, SHF in EHF lahko neposredno inaktivirajo virusne aerosole ali viruse, ki se prenašajo z vodo. Wu [1] je izpostavil aerosol MS2 bakteriofaga, ki ga ustvari laboratorijski nebulizator elektromagnetnim valovom s frekvenco 2450 MHz in moč 700 W 1,7 min, medtem ko je bila stopnja preživetja bakteriofaga MS2 le 8,66%. Podobno kot virusni aerosol MS2 je bilo 91,3% vodne MS2 inaktivirano v 1,5 minute po izpostavljenosti enakemu odmerku elektromagnetnih valov. Poleg tega je bila sposobnost elektromagnetnega sevanja za inaktiviranje virusa MS2 pozitivno povezana z gostoto moči in časom izpostavljenosti. Ko pa učinkovitost deaktivacije doseže največjo vrednost, učinkovitosti deaktivacije ni mogoče izboljšati s povečanjem časa izpostavljenosti ali povečanjem gostote moči. Na primer, virus MS2 je imel minimalno stopnjo preživetja od 2,65% do 4,37% po izpostavljenosti 2450 MHz in 700 W elektromagnetnih valov in s povečanjem časa izpostavljenosti ni bilo ugotovljenih pomembnih sprememb. Siddharta [3] irradiated a cell culture suspension containing hepatitis C virus (HCV)/human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) with electromagnetic waves at a frequency of 2450 MHz and a power of 360 W. They found that virus titers dropped significantly after 3 minutes of exposure, indicating that electromagnetic wave radiation is effective against HCV and HIV-1 infectivity and helps Preprečite prenos virusa, tudi če je izpostavljen skupaj. Pri obsevanju celičnih kultur HCV in suspenziji HIV-1 z elektromagnetnimi valovi z nizko močjo s frekvenco 2450 MHz, 90 W ali 180 W, ni bilo sprememb virusnega titra, ki je bila določena z reportersko aktivnostjo luciferaze, in znatno spremembo virusne infektivnosti. Pri 600 in 800 W 1 minuto se infektivnost obeh virusov ni znatno zmanjšala, kar naj bi bilo povezano z močjo elektromagnetnega sevanja valov in časom kritične temperaturne izpostavljenosti.
Kaczmarczyk [8] je prvič pokazal smrtnost elektromagnetnih valov EHF proti patogenim virusom, ki se prenašajo z vodo leta 2021. Izpostavili so vzorce koronavirusa 229E ali poliovirusa (PV) elektromagnetnim valovom za 2 do 10 5 W in napajanja. Učinkovitost inaktivacije obeh patogenih virusov je bila 99,98% oziroma 99,375%. kar kaže, da imajo EHF elektromagnetni valovi široke možnosti uporabe na področju inaktivacije virusa.
Učinkovitost inaktivacije virusov UHF je bila ovrednotena tudi v različnih medijih, kot so materino mleko in nekateri materiali, ki se običajno uporabljajo v domu. Raziskovalci so izpostavili maske za anestezijo, onesnažene z adenovirusom (ADV), poliovirusom tipa 1 (PV-1), herpesvirusom 1 (HV-1) in rinovirusom (RHV) na elektromagnetno sevanje s pogostostjo 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] so neposredno izpostavljeni brisi, okuženi z ptičjim nalezljivim virusom bronhitisa (IBV), ptičji pnevmovirus (APV), virusom bolezni Newcastle (NDV) in virusom ptičje gripe (AIV) v 2450 MHz, 900 W mikrovalovne pečice. izgubijo infektivnost. Med njimi sta bila APV in IBV dodatno odkrita v kulturah sapnikov, pridobljenih iz piščančjih zarodkov 5. generacije. Čeprav virusa ni bilo mogoče izolirati, je virusna nukleinska kislina še vedno zaznala RT-PCR. Ben-Shashan [18] je neposredno izpostavljen 2450 MHz, 750 W elektromagnetni valovi do 15 vzorcev pozitivnega materinega mleka citomegalovirusa (CMV) 30 sekund. Zaznavanje antigena z lupino-vial je pokazalo popolno inaktivacijo CMV. Vendar pa pri 500 W 2 od 15 vzorcev nista dosegla popolne inaktivacije, kar kaže na pozitivno povezavo med učinkovitostjo inaktivacije in močjo elektromagnetnih valov.
Omeniti velja tudi, da je Yang [13] napovedoval resonančno frekvenco med elektromagnetnimi valovi in ​​virusi na podlagi uveljavljenih fizičnih modelov. Suspenzija virusnih delcev H3N2 z gostoto 7,5 × 1014 m-3, ki jo proizvajajo virusno občutljive ledvične celice Madin Darby (MDCK), je bila neposredno izpostavljena elektromagnetnim valom s frekvenco 8 GHz in moč 820 W/m² za 15 minut. Raven inaktivacije virusa H3N2 doseže 100%. Vendar je bilo pri teoretičnem pragu 82 W/m2 le 38% virusa H3N2 inaktiviranih, kar kaže na to, da je učinkovitost inaktivacije virusa, posredovane z EM, 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 in ugotovila, da je 7,5 × 1014 M-3 SARS-Cov-2 izpostavljen elektromagnetni valovi s pogostostjo 15 minut, kar je približno 15 minut, kar je približno 15 minut, kar je približno 15 minut, kar je približno 15 minut, kar bo približno 15 minut, ki so bile približno 15 minut, in sicer 14.5), ki bodo približno 15 minut, ki bodo približno 15-ih, in približno 15-ih, in približno 15-ih, in približno 15-ih, približno 15.4.5 let, in približno 15. M2, in približno 15. M2, približno 15.4.5 let, in približno 15.4.5 let, in približno 15. M2, približno 15.4.5. 100% deaktivacija. Nedavna študija Wanga [19] je pokazala, da so resonančne frekvence SARS-CoV-2 4 in 7,5 GHz, kar potrjuje obstoj resonančnih frekvenc, neodvisnih od titra virusa.
Za zaključek 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 in medijem, ki se uporablja za rast virusa. Poleg tega so za inaktivacijo virusa zelo pomembne elektromagnetne frekvence, ki temeljijo na fizičnih resonancah [2, 13]. Do zdaj se je učinek elektromagnetnih valov na aktivnost patogenih virusov osredotočil predvsem na spreminjanje infektivnosti. Zaradi zapletenega mehanizma je več raziskav poročalo o vplivu elektromagnetnih valov na podvajanje 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, atermalnega in strukturnega resonančnega prenosa energije.
Toplotni učinek razumemo kot zvišanje temperature, ki jo povzročajo vrtenje, trčenje in trenje polarnih molekul v tkivih pod vplivom elektromagnetnih valov. Zaradi te lastnosti lahko elektromagnetni valovi dvignejo temperaturo virusa nad pragom fiziološke tolerance, kar povzroči smrt virusa. Vendar 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 premikajo v skladu z izmeničnim električnim poljem, ki ga vzbujajo elektromagnetni valovi, ki ustvarjajo toploto s trenjem. Toplota se nato prenese na virus, da se zviša temperatura. Ko je tolerančni prag presežen, se uničijo nukleinske kisline in beljakovine, kar na koncu zmanjša infektivnost in celo inaktivira virus.
Več skupin je poročalo, da lahko elektromagnetni valovi s toplotno izpostavljenostjo zmanjšajo infektivnost virusov [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] je izpostavil suspenzije koronavirusa 229E elektromagnetnim valom 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 v tem procesu prispevalo k uničenju virusne morfologije in zmanjšalo aktivnost virusa. Te toplotne učinke je mogoče razložiti z delovanjem elektromagnetnih valov na okoliških molekulah vode. Siddharta [3] irradiated HCV-containing cell culture suspensions of different genotypes, including GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a and GT7a, with electromagnetic waves at a frequency of 2450 MHz and a power of 90 W and 180 W, 360 W, 600 W and 800 Tue With an increase in the temperature of Medij celične kulture od 26 ° C do 92 ° C je elektromagnetno sevanje zmanjšalo infektivnost virusa ali popolnoma inaktiviralo virus. Toda HCV je bil za kratek čas izpostavljen elektromagnetnim valovom pri nizki moči (90 ali 180 W, 3 minute) ali večji moči (600 ali 800 W, 1 minuta), medtem ko ni bilo bistvenega zvišanja temperature in pomembne spremembe virusa ni bilo opaziti infektivnosti ali aktivnosti.
Zgornji rezultati kažejo, da je toplotni učinek elektromagnetnih valov ključni dejavnik, ki vpliva na infektivnost ali aktivnost patogenih virusov. Poleg tega so številne študije pokazale, da toplotni učinek elektromagnetnega sevanja inaktivira patogene viruse učinkoviteje kot UV-C in konvencionalno ogrevanje [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 ali celo smrt [10]. Verjame se, da hitro preklapljanje polarnosti elektromagnetnih valov povzroči polarizacijo beljakovin, kar vodi v zvijanje in ukrivljenost strukture beljakovin in na koncu do denaturacije beljakovin [11].
Netermalni učinek elektromagnetnih valov na inaktivacijo virusa ostaja sporen, vendar je večina raziskav 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 virusov 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 aterični učinki igrajo ključno vlogo pri inaktivaciji virusa z elektromagnetnim valom [1].
Pojav resonance se nanaša na težnjo fizičnega sistema, da absorbira več energije iz njegovega okolja v naravni frekvenci in valovni dolžini. Resonanca se pojavlja v mnogih krajih v naravi. Znano je, da virusi odmevajo z mikrovalovnimi pečici iste frekvence v omejenem akustičnem dipolnem načinu, resonančnem pojavu [2, 13, 26]. Resonančni načini interakcije med elektromagnetnim valom in virusom pritegnejo vedno več pozornosti. Vpliv učinkovitega strukturnega resonančnega prenosa energije (SRET) iz elektromagnetnih valov na zaprta akustična nihanja (CAV) v virusih lahko povzroči rupturo virusne membrane zaradi nasprotnih vibracij jedra. Poleg tega je splošna učinkovitost SRET povezana z naravo okolja, kjer velikost in pH virusnega delca določata resonančno frekvenco in absorpcijo energije [2, 13, 19].
Fizični resonančni učinek elektromagnetnih valov igra ključno vlogo pri inaktivaciji ovojenih virusov, ki so obdani z dvoplastno membrano, vgrajeno v virusne beljakovine. Raziskovalci so ugotovili, da je deaktivacija H3N2 z elektromagnetnimi valovi s frekvenco 6 GHz in gostoto moči 486 W/m² povzročila predvsem fizična ruptura lupine zaradi resonančnega učinka [13]. Temperatura suspenzije H3N2 se je po 15 minutah izpostavljenosti povečala za le 7 ° C, vendar je za inaktivacijo človeškega virusa H3N2 s toplotnim segrevanjem potrebna temperatura nad 55 ° C [9]. Podobni pojavi so opazili pri virusih, kot sta SARS-CoV-2 in H3N1 [13, 14]. Poleg tega inaktivacija virusov z elektromagnetnimi valovi ne privede do razgradnje virusnih genomov RNA [1,13,14]. Tako je inaktivacija virusa H3N2 spodbujala s fizično resonanco in ne s toplotno izpostavljenostjo [13].
V primerjavi s toplotnim učinkom elektromagnetnih valov je inaktivacija virusov s fizično resonanco potrebna nižja parametra odmerka, ki so pod varnostnimi standardi mikrovalovnega pečice, ki jih določi Inštitut za inženirje za elektro in elektroniko (IEEE) [2, 13]. Odmerek resonančne frekvence in moči sta odvisna od fizikalnih lastnosti virusa, kot sta velikost delcev in elastičnost, vsi virusi znotraj resonančne frekvence pa se lahko učinkovito ciljajo na inaktivacijo. Zaradi visoke stopnje penetracije je odsotnost ionizirajočega sevanja in dobre varnosti inaktivacija virusov, posredovana z ateričnim učinkom CPET, obeta za zdravljenje človeških malignih bolezni, ki jih povzročajo patogeni virusi [14, 26].
Na podlagi izvajanja inaktivacije virusov v tekoči fazi in na površini različnih medijev se lahko elektromagnetni valovi učinkovito spopadajo z virusnimi aerosoli [1, 26], ki je preboj in je zelo pomemben za nadzor prenosa virusa in preprečevanje prenosa virusa v družbi. epidemija. Poleg tega je odkritje fizičnih resonančnih lastnosti elektromagnetnih valov zelo pomembno na tem področju. Dokler je znana resonančna frekvenca določenih virionov in elektromagnetnih valov, je mogoče ciljati vse viruse v resonančnem frekvenčnem območju rane, ki jih ni mogoče doseči s tradicionalnimi metodami inaktivacije virusa [13,14,26]. Elektromagnetna inaktivacija virusov je obetavna raziskava z veliko raziskavo in uporabno vrednostjo in potencialom.
V primerjavi s tradicionalno tehnologijo ubijanja virusov imajo elektromagnetni valovi značilnosti preprostega, učinkovitega, praktičnega varstva okolja pri ubijanju virusov zaradi svojih edinstvenih fizikalnih lastnosti [2, 13]. Vendar ostaja veliko težav. Prvič, sodobno znanje je omejeno na fizikalne lastnosti elektromagnetnih valov, mehanizem porabe energije med oddajanjem elektromagnetnih valov pa ni bil razkrit [10, 27]. Mikrovalovne pečice, vključno z milimetrskimi valovi, so bile široko uporabljene za preučevanje inaktivacije virusa in njegovih mehanizmov, vendar študije elektromagnetnih valov pri drugih frekvencah, zlasti pri frekvencah od 100 kHz do 300 MHz in od 300 GHz do 10 THz. Drugič, mehanizem ubijanja patogenih virusov z elektromagnetnimi valovi ni bil razjasnjen in so bili preučeni samo sferični in virusi v obliki palice [2]. Poleg tega so virusni delci majhni, brez celic, brez težav mutirajo in se hitro širijo, kar lahko prepreči inaktivacijo virusa. Za premagovanje ovire inaktivirajočih patogenih virusov je treba še izboljšati tehnologijo elektromagnetnih valov. Nazadnje, visoka absorpcija sevalne energije s polarnimi molekulami v mediju, kot so molekule vode, povzroči izgubo energije. Poleg tega lahko na učinkovitost SRET vpliva več neznanih mehanizmov v virusih [28]. Učinek SRET lahko tudi spremeni virus tako, da se prilagodi svojemu okolju, kar ima za posledico odpornost na elektromagnetne valove [29].
V prihodnosti je treba v prihodnosti še izboljšati tehnologijo inaktivacije virusa z uporabo elektromagnetnih valov. Temeljne znanstvene raziskave bi morale biti usmerjene v razjasnitev mehanizma inaktivacije virusa z elektromagnetnimi valovi. Na primer, mehanizem uporabe energije virusov, ko je izpostavljen elektromagnetnim valovom, podrobno mehanizem netermalnega delovanja, ki ubija patogene viruse, in mehanizem učinka SRET med elektromagnetnimi valovi in ​​različnimi vrstami virusov je treba sistematično razhajati. Uporabljene raziskave bi se morale osredotočiti na to, kako preprečiti prekomerno absorpcijo sevalne energije s polarnimi molekulami, preučiti učinek elektromagnetnih valov različnih frekvenc na različne patogene viruse in preučiti netermalne učinke elektromagnetnih valov pri uničevanju patogenih virusov.
Elektromagnetni valovi so postali obetavna metoda za inaktivacijo patogenih virusov. Tehnologija elektromagnetnih valov ima prednosti nizke onesnaževanja, nizke stroške in visoke učinkovitosti inaktivacije virusa patogenov, kar lahko premaga omejitve tradicionalne protivirusne tehnologije. Vendar pa so potrebne nadaljnje raziskave za določitev parametrov tehnologije elektromagnetnih valov in razjasnitev mehanizma inaktivacije virusa.
Določen odmerek elektromagnetnega sevanja valov lahko uniči strukturo in aktivnost številnih patogenih virusov. Učinkovitost inaktivacije virusa je tesno povezana s pogostostjo, gostoto moči in časom izpostavljenosti. Poleg tega potencialni mehanizmi vključujejo toplotne, atermalne in strukturne resonančne učinke prenosa energije. V primerjavi s tradicionalnimi protivirusnimi tehnologijami ima inaktivacija virusa na osnovi elektromagnetnih valov prednosti preprostosti, visoke učinkovitosti in nizke onesnaženosti. Zato je inaktivacija virusa, ki jo posreduje elektromagnetna vala, postala obetavna protivirusna tehnika za prihodnje aplikacije.
U yu. Vpliv mikrovalovnega sevanja in hladne plazme na bioaerosolno aktivnost in sorodne mehanizme. Univerza Peking. Leto 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen Hy, Wang HC et al. Resonantna dipolna sklopka mikrovalov in omejena akustična nihanja v bakulovirusih. Znanstveno poročilo 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M et al. Mikrovalovna inaktivacija HCV in HIV: nov pristop k preprečevanju prenosa virusa med uporabniki zdravil, ki vbrizgajo. Znanstveno poročilo 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Preiskava in eksperimentalno opazovanje kontaminacije bolnišničnih dokumentov z mikrovalovno dezinfekcijo [j] kitajska medicinska revija. 1987; 4: 221-2.
Sun Wei predhodna študija mehanizma inaktivacije in učinkovitosti natrijevega dikloroizocianata proti bakteriofagu MS2. Univerza Sichuan. 2007.
Yang Li predhodna študija učinka inaktivacije in mehanizma delovanja o-ftalaldehida na bakteriofag MS2. Univerza Sichuan. 2007.
Wu Ye, ga. Yao. Inaktivacija virusa v 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 poliovirusi so občutljivi na kratke impulze W-pasovega ciklotronskega sevanja. Pismo o okoljski kemiji. 2021; 19 (6): 3967–72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inaktivacija virusa gripe za študije antigenosti in teste odpornosti na zaviralce fenotipske nevrominidaze. Časopis za klinično mikrobiologijo. 2010; 48 (3): 928–40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia in sod. Pregled mikrovalovne sterilizacije. Guangdong mikrohranila znanost. 2013; 20 (6): 67–70.
Li Jizhi. Netermalni biološki učinki mikrovalov na mikroorganizme prehrane in tehnologijo mikrovalovne sterilizacije [JJ Southwestern Nationality University (Natural Science Edition). 2006; 6: 1219–22.
AFAGI P, LAPOLLA MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 Denaturacija beljakovin z atermičnim mikrovalovnim obsevanjem. 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 na omejena akustična nihanja v virusih. Znanstveno poročilo 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Ciljna protivirusna terapija z uporabo neionizirajoče sevalne terapije za SARS-CoV-2 in priprava na virusno pandemijo: metode, metode in opombe za klinično uporabo. PLOS ONE. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Mikrovalovna sterilizacija in dejavniki, ki vplivajo nanjo. Kitajski medicinski časopis. 1993; (04): 246–51.
Page WJ, Martin WG Preživetje mikrobov v mikrovalovni pečici. Lahko mi mikroorganizmi. 1978; 24 (11): 1431–3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS mikrovalovno ali avtoklavsko zdravljenje uniči infektivnost nalezljivega virusa bronhitisa in ptičjega pnevmovirusa, vendar jim omogoča, da se odkrijejo z verižno reakcijo reverzne transkriptaze polimeraze. Perutninska bolezen. 2004; 33 (3): 303–6.
Ben-Shashan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB mikrovalovno izkoreninjenje citomegalovirusa iz materinega mleka: pilotna študija. Zdravilo za dojenje. 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, prodajalec FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-junior LH itd. UV-C (254 nm) smrtonosni odmerek SARS-CoV-2. Svetlobna diagnostika Photodyne ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M itd. Hitro in popolno inaktivacijo SARS-CoV-2 z UV-C. Znanstveno poročilo 2020; 10 (1): 22421.