Effekte van elektromagnetiese golwe op patogene virusse en verwante meganismes: 'n oorsig in die Journal of Virology

Patogeniese virusinfeksies het wêreldwyd 'n groot openbare gesondheidsprobleem geword. Virusse kan alle sellulêre organismes besmet en verskillende grade van besering en skade veroorsaak, wat tot siekte en selfs dood lei. Met die voorkoms van hoogs patogene virusse soos ernstige akute respiratoriese sindroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), is daar 'n dringende behoefte om effektiewe en veilige metodes te ontwikkel om patogene virusse te deaktiveer. Tradisionele metodes vir die inaktivering van patogene virusse is prakties, maar het 'n paar beperkings. Met die kenmerke van hoë penetrasiekrag, fisiese resonansie en geen besoedeling nie, het elektromagnetiese golwe 'n potensiële strategie geword vir die inaktivering van patogeniese virusse en trek toenemende aandag. Hierdie artikel verskaf 'n oorsig van onlangse publikasies oor die impak van elektromagnetiese golwe op patogeniese virusse en hul meganismes, sowel as die vooruitsigte vir die gebruik van elektromagnetiese golwe vir die inaktivering van patogeniese virusse, asook nuwe idees en metodes vir sulke inaktivering.
Baie virusse versprei vinnig, hou lank aan, is hoogs patogenies en kan wêreldwye epidemies en ernstige gesondheidsrisiko's veroorsaak. Voorkoming, opsporing, toetsing, uitwissing en behandeling is sleutelstappe om die verspreiding van die virus te stop. Vinnige en doeltreffende uitskakeling van patogene virusse sluit profilaktiese, beskermende en bronuitskakeling in. Inaktivering van patogene virusse deur fisiologiese vernietiging om hul aansteeklikheid, patogenisiteit en voortplantingskapasiteit te verminder, is 'n effektiewe metode om hulle uit te skakel. Tradisionele metodes, insluitend hoë temperatuur, chemikalieë en ioniserende bestraling, kan patogene virusse effektief inaktiveer. Hierdie metodes het egter steeds sekere beperkings. Daarom is daar steeds 'n dringende behoefte om innoverende strategieë vir die inaktivering van patogeniese virusse te ontwikkel.
Die emissie van elektromagnetiese golwe het die voordele van hoë penetrasiekrag, vinnige en eenvormige verhitting, resonansie met mikroörganismes en plasmavrystelling, en sal na verwagting 'n praktiese metode word om patogeniese virusse te inaktiveer [1,2,3]. Die vermoë van elektromagnetiese golwe om patogeniese virusse te deaktiveer is in die vorige eeu gedemonstreer [4]. In onlangse jare het die gebruik van elektromagnetiese golwe vir die inaktivering van patogene virusse toenemend aandag getrek. Hierdie artikel bespreek die effek van elektromagnetiese golwe op patogeniese virusse en hul meganismes, wat as 'n nuttige gids vir basiese en toegepaste navorsing kan dien.
Die morfologiese kenmerke van virusse kan funksies soos oorlewing en infeksie weerspieël. Dit is gedemonstreer dat elektromagnetiese golwe, veral ultrahoë frekwensie (UHF) en ultrahoë frekwensie (EHF) elektromagnetiese golwe, die morfologie van virusse kan ontwrig.
Bakteriofaag MS2 (MS2) word dikwels gebruik in verskeie navorsingsareas soos ontsmettingsevaluering, kinetiese modellering (waterig) en biologiese karakterisering van virale molekules [5, 6]. Wu het gevind dat mikrogolwe by 2450 MHz en 700 W aggregasie en beduidende krimping van MS2 akwatiese fage na 1 minuut van direkte bestraling veroorsaak het [1]. Na verdere ondersoek is 'n breuk in die oppervlak van die MS2-faag ook waargeneem [7]. Kaczmarczyk [8] het suspensies van monsters van koronavirus 229E (CoV-229E) blootgestel aan millimetergolwe met 'n frekwensie van 95 GHz en 'n drywingsdigtheid van 70 tot 100 W/cm2 vir 0,1 s. Groot gate kan gevind word in die growwe sferiese dop van die virus, wat lei tot die verlies van die inhoud daarvan. Blootstelling aan elektromagnetiese golwe kan vernietigend wees vir virale vorms. Veranderinge in morfologiese eienskappe, soos vorm, deursnee en oppervlak gladheid, na blootstelling aan die virus met elektromagnetiese straling is egter onbekend. Daarom is dit belangrik om die verband tussen morfologiese kenmerke en funksionele afwykings te ontleed, wat waardevolle en gerieflike aanwysers kan verskaf vir die assessering van virusinaktivering [1].
Die virale struktuur bestaan ​​gewoonlik uit 'n interne nukleïensuur (RNA of DNA) en 'n eksterne kapsied. Nukleïensure bepaal die genetiese en replikasie-eienskappe van virusse. Die kapsied is die buitenste laag van gereeld gerangskik proteïen subeenhede, die basiese steierwerk en antigeniese komponent van virale deeltjies, en beskerm ook nukleïensure. Die meeste virusse het 'n omhulselstruktuur wat uit lipiede en glikoproteïene bestaan. Boonop bepaal koevertproteïene die spesifisiteit van die reseptore en dien dit as die hoofantigene wat die gasheer se immuunstelsel kan herken. Die volledige struktuur verseker die integriteit en genetiese stabiliteit van die virus.
Navorsing het getoon dat elektromagnetiese golwe, veral UHF elektromagnetiese golwe, die RNA van siekteveroorsakende virusse kan beskadig. Wu [1] het die waterige omgewing van die MS2-virus vir 2 minute direk aan 2450 MHz-mikrogolwe blootgestel en die gene wat vir proteïen A, kapsiedproteïen, replikaseproteïen en splitsingsproteïen kodeer, ontleed deur gelelektroforese en omgekeerde transkripsie-polimerasekettingreaksie. RT-PCR). Hierdie gene is progressief vernietig met toenemende kragdigtheid en het selfs verdwyn teen die hoogste kragdigtheid. Byvoorbeeld, die uitdrukking van die proteïen A-geen (934 bp) het aansienlik afgeneem na blootstelling aan elektromagnetiese golwe met 'n krag van 119 en 385 W en het heeltemal verdwyn toe die drywingsdigtheid verhoog is tot 700 W. Hierdie data dui daarop dat elektromagnetiese golwe, afhangende van die dosis, vernietig die struktuur van die nukleïensure van virusse.
Onlangse studies het getoon dat die effek van elektromagnetiese golwe op patogeniese virale proteïene hoofsaaklik gebaseer is op hul indirekte termiese effek op mediators en hul indirekte effek op proteïensintese as gevolg van die vernietiging van nukleïensure [1, 3, 8, 9]. Atermiese effekte kan egter ook die polariteit of struktuur van virale proteïene verander [1, 10, 11]. Die direkte effek van elektromagnetiese golwe op fundamentele strukturele/nie-strukturele proteïene soos kapsiedproteïene, omhulselproteïene of spykerproteïene van patogeniese virusse verg nog verdere studie. Daar is onlangs voorgestel dat 2 minute se elektromagnetiese straling teen 'n frekwensie van 2,45 GHz met 'n krag van 700 W met verskillende fraksies proteïenladings kan in wisselwerking tree deur die vorming van warm kolle en ossillerende elektriese velde deur suiwer elektromagnetiese effekte [12].
Die omhulsel van 'n patogene virus is nou verwant aan sy vermoë om te besmet of siekte te veroorsaak. Verskeie studies het gerapporteer dat UHF en mikrogolf elektromagnetiese golwe die skulpe van siekteveroorsakende virusse kan vernietig. Soos hierbo genoem, kan duidelike gate opgespoor word in die virale omhulsel van koronavirus 229E na 0.1 sekonde blootstelling aan die 95 GHz millimeter golf teen 'n drywingsdigtheid van 70 tot 100 W/cm2 [8]. Die effek van resonante energie-oordrag van elektromagnetiese golwe kan genoeg spanning veroorsaak om die struktuur van die virusomhulsel te vernietig. Vir omhulde virusse, na skeuring van die omhulsel, neem infektiwiteit of een of ander aktiwiteit gewoonlik af of gaan dit heeltemal verlore [13, 14]. Yang [13] het die H3N2 (H3N2) griepvirus en die H1N1 (H1N1) griepvirus vir 15 minute aan mikrogolwe by onderskeidelik 8.35 GHz, 320 W/m² en 7 GHz, 308 W/m² blootgestel. Om die RNA-seine van patogeniese virusse wat aan elektromagnetiese golwe blootgestel is en 'n gefragmenteerde model wat vir verskeie siklusse gevries en onmiddellik ontdooi is in vloeibare stikstof te vergelyk, is RT-PCR uitgevoer. Die resultate het getoon dat die RNA-seine van die twee modelle baie konsekwent is. Hierdie resultate dui aan dat die fisiese struktuur van die virus ontwrig word en die omhulselstruktuur vernietig word na blootstelling aan mikrogolfstraling.
Die aktiwiteit van 'n virus kan gekenmerk word deur sy vermoë om te infekteer, repliseer en transkribeer. Virale aansteeklikheid of aktiwiteit word gewoonlik geassesseer deur virale titers te meet deur gebruik te maak van plaaktoetse, weefselkultuur mediaan infektiewe dosis (TCID50), of lusiferase verslaggewer geen aktiwiteit. Maar dit kan ook direk beoordeel word deur lewende virus te isoleer of deur virale antigeen, virale deeltjiedigtheid, virusoorlewing, ens.
Daar is gerapporteer dat UHF, SHF en EHF elektromagnetiese golwe virale aërosols of watergedraagde virusse direk kan inaktiveer. Wu [1] het MS2-bakteriofaag-aërosol wat deur 'n laboratoriumverstuiver gegenereer is, blootgestel aan elektromagnetiese golwe met 'n frekwensie van 2450 MHz en 'n krag van 700 W vir 1,7 min, terwyl die MS2-bakteriofaag-oorlewingsyfer slegs 8,66% was. Soortgelyk aan MS2 virale aërosol, is 91.3% van waterige MS2 binne 1.5 minute na blootstelling aan dieselfde dosis elektromagnetiese golwe geïnaktiveer. Daarbenewens was die vermoë van elektromagnetiese straling om die MS2-virus te deaktiveer positief gekorreleer met kragdigtheid en blootstellingstyd. Wanneer die deaktiveringsdoeltreffendheid egter sy maksimum waarde bereik, kan die deaktiveringsdoeltreffendheid nie verbeter word deur die blootstellingstyd te verhoog of die drywingsdigtheid te verhoog nie. Die MS2-virus het byvoorbeeld 'n minimale oorlewingsyfer van 2.65% tot 4.37% gehad na blootstelling aan 2450 MHz en 700 W elektromagnetiese golwe, en geen betekenisvolle veranderinge is gevind met toenemende blootstellingstyd nie. Siddharta [3] het 'n selkultuursuspensie wat hepatitis C-virus (HCV)/menslike immuniteitsgebreksvirus tipe 1 (MIV-1) bevat, bestraal met elektromagnetiese golwe teen 'n frekwensie van 2450 MHz en 'n krag van 360 W. Hulle het gevind dat virustiters aansienlik gedaal het. na 3 minute se blootstelling, wat aandui dat elektromagnetiese golfbestraling effektief is teen HCV- en MIV-1-infektiwiteit en help om die oordrag van die virus te voorkom, selfs wanneer dit saam blootgestel word. Wanneer HCV-selkulture en MIV-1-suspensies met lae-krag elektromagnetiese golwe met 'n frekwensie van 2450 MHz, 90 W of 180 W bestraal word, geen verandering in die virustiter, bepaal deur die lusiferase-verslaggeweraktiwiteit nie, en 'n beduidende verandering in virale infeksiwiteit waargeneem is. by 600 en 800 W vir 1 minuut het die aansteeklikheid van beide virusse nie betekenisvol afgeneem nie, wat glo verband hou met die krag van die elektromagnetiese golfbestraling en die tyd van kritieke temperatuurblootstelling.
Kaczmarczyk [8] het die eerste keer die dodelikheid van EHF elektromagnetiese golwe teen watergedraagde patogeniese virusse in 2021 gedemonstreer. Hulle het monsters van koronavirus 229E of poliovirus (PV) blootgestel aan elektromagnetiese golwe teen 'n frekwensie van 95 GHz en 'n drywingsdigtheid van 70 tot 100 W/cm2 vir 2 sekondes. Die inaktiveringsdoeltreffendheid van die twee patogene virusse was onderskeidelik 99.98% en 99.375%. wat aandui dat EHF elektromagnetiese golwe breë toepassingsvooruitsigte het op die gebied van virusinaktivering.
Die doeltreffendheid van UHF-inaktivering van virusse is ook in verskeie media geëvalueer, soos borsmelk en sommige materiale wat algemeen in die huis gebruik word. Die navorsers het narkosemaskers wat met adenovirus (ADV), poliovirus tipe 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) en rhinovirus (RHV) besmet is, blootgestel aan elektromagnetiese bestraling teen 'n frekwensie van 2450 MHz en 'n krag van 720 watt. Hulle het berig dat toetse vir ADV- en PV-1-antigene negatief geword het, en HV-1-, PIV-3- en RHV-titers het tot nul gedaal, wat dui op volledige inaktivering van alle virusse na 4 minute se blootstelling [15, 16]. Elhafi [17] het deppers wat met voëlaansteeklike brongitisvirus (IBV), voëlpneumovirus (APV), Newcastle-siektevirus (NDV), en voëlgriepvirus (AIV) besmet is, direk aan 'n 2450 MHz, 900 W mikrogolfoond blootgestel. hul aansteeklikheid verloor. Onder hulle is APV en IBV addisioneel opgespoor in kulture van trageale organe wat van kuikenembrio's van die 5de generasie verkry is. Alhoewel die virus nie geïsoleer kon word nie, is die virale nukleïensuur steeds deur RT-PCR opgespoor. Ben-Shoshan [18] het 2450 MHz, 750 W elektromagnetiese golwe direk blootgestel aan 15 sitomegalovirus (CMV) positiewe borsmelkmonsters vir 30 sekondes. Antigeenopsporing deur Shell-Vial het volledige inaktivering van CMV getoon. By 500 W het 2 uit 15 monsters egter nie volledige inaktivering bereik nie, wat 'n positiewe korrelasie tussen die inaktiveringsdoeltreffendheid en die krag van elektromagnetiese golwe aandui.
Dit is ook opmerklik dat Yang [13] die resonansiefrekwensie tussen elektromagnetiese golwe en virusse voorspel het op grond van gevestigde fisiese modelle. 'n Suspensie van H3N2-virusdeeltjies met 'n digtheid van 7,5 × 1014 m-3, vervaardig deur virussensitiewe Madin Darby-hondnierselle (MDCK), is direk aan elektromagnetiese golwe blootgestel teen 'n frekwensie van 8 GHz en 'n krag van 820 W/m² vir 15 minute. Die vlak van inaktivering van die H3N2-virus bereik 100%. By 'n teoretiese drempel van 82 W/m2 was slegs 38% van die H3N2-virus egter geïnaktiveer, wat daarop dui dat die doeltreffendheid van EM-gemedieerde virus-inaktivering nou verwant is aan kragdigtheid. Gebaseer op hierdie studie, het Barbora [14] die resonansfrekwensiereeks (8.5–20 GHz) tussen elektromagnetiese golwe en SARS-CoV-2 bereken en tot die gevolgtrekking gekom dat 7.5 × 1014 m-3 van SARS-CoV-2 blootgestel is aan elektromagnetiese golwe A-golf met 'n frekwensie van 10-17 GHz en 'n drywingsdigtheid van 14,5 ± 1 W/m2 vir ongeveer 15 minute sal lei tot 100% deaktivering. ’n Onlangse studie deur Wang [19] het getoon dat die resonansiefrekwensies van SARS-CoV-2 4 en 7.5 GHz is, wat die bestaan ​​van resonante frekwensies bevestig, onafhanklik van virustiter.
Ten slotte kan ons sê dat elektromagnetiese golwe aërosols en suspensies kan beïnvloed, sowel as die aktiwiteit van virusse op oppervlaktes. Daar is gevind dat die doeltreffendheid van inaktivering nou verband hou met die frekwensie en krag van elektromagnetiese golwe en die medium wat vir die groei van die virus gebruik word. Daarbenewens is elektromagnetiese frekwensies gebaseer op fisiese resonansies baie belangrik vir virus inaktivering [2, 13]. Tot nou toe het die effek van elektromagnetiese golwe op die aktiwiteit van patogene virusse hoofsaaklik gefokus op die verandering van infektiwiteit. As gevolg van die komplekse meganisme, het verskeie studies die effek van elektromagnetiese golwe op die replikasie en transkripsie van patogeniese virusse gerapporteer.
Die meganismes waardeur elektromagnetiese golwe virusse inaktiveer is nou verwant aan die tipe virus, frekwensie en krag van elektromagnetiese golwe, en die groei-omgewing van die virus, maar bly grootliks onontgin. Onlangse navorsing het gefokus op die meganismes van termiese, atermiese en strukturele resonante energie-oordrag.
Die termiese effek word verstaan ​​as 'n toename in temperatuur wat veroorsaak word deur hoëspoedrotasie, botsing en wrywing van polêre molekules in weefsels onder die invloed van elektromagnetiese golwe. As gevolg van hierdie eienskap kan elektromagnetiese golwe die temperatuur van die virus bo die drempel van fisiologiese verdraagsaamheid verhoog, wat die dood van die virus veroorsaak. Virusse bevat egter min polêre molekules, wat daarop dui dat direkte termiese effekte op virusse skaars is [1]. Inteendeel, daar is baie meer polêre molekules in die medium en omgewing, soos watermolekules, wat beweeg in ooreenstemming met die afwisselende elektriese veld wat deur elektromagnetiese golwe opgewek word en hitte deur wrywing opwek. Die hitte word dan na die virus oorgedra om sy temperatuur te verhoog. Wanneer die toleransiedrempel oorskry word, word nukleïensure en proteïene vernietig, wat uiteindelik aansteeklikheid verminder en selfs die virus inaktiveer.
Verskeie groepe het gerapporteer dat elektromagnetiese golwe die aansteeklikheid van virusse kan verminder deur termiese blootstelling [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] het suspensies van koronavirus 229E blootgestel aan elektromagnetiese golwe teen 'n frekwensie van 95 GHz met 'n drywingsdigtheid van 70 tot 100 W/cm² vir 0,2-0,7 s. Die resultate het getoon dat 'n temperatuurverhoging van 100°C tydens hierdie proses bygedra het tot die vernietiging van die virusmorfologie en verminderde virusaktiwiteit. Hierdie termiese effekte kan verklaar word deur die werking van elektromagnetiese golwe op die omliggende watermolekules. Siddharta [3] het HCV-bevattende selkultuursuspensies van verskillende genotipes, insluitend GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a en GT7a, bestraal met elektromagnetiese golwe teen 'n frekwensie van 2450 MHz en 'n drywing van 90 W en 3600 W, W, 600 W en 800 Di Met 'n toename in die temperatuur van die selkultuurmedium van 26°C tot 92°C, het elektromagnetiese straling die aansteeklikheid van die virus verminder of die virus heeltemal geïnaktiveer. Maar HCV is vir 'n kort tydjie by lae krag (90 of 180 W, 3 minute) of hoër krag (600 of 800 W, 1 minuut) aan elektromagnetiese golwe blootgestel, terwyl daar geen noemenswaardige toename in temperatuur en 'n beduidende verandering in die virus is nie waargeneem infektiwiteit of aktiwiteit nie.
Bogenoemde resultate dui aan dat die termiese effek van elektromagnetiese golwe 'n sleutelfaktor is wat die infektiwiteit of aktiwiteit van patogeniese virusse beïnvloed. Daarbenewens het talle studies getoon dat die termiese effek van elektromagnetiese straling patogene virusse meer effektief inaktiveer as UV-C en konvensionele verhitting [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Benewens termiese effekte, kan elektromagnetiese golwe ook die polariteit van molekules soos mikrobiese proteïene en nukleïensure verander, wat veroorsaak dat die molekules roteer en vibreer, wat lei tot verminderde lewensvatbaarheid of selfs dood [10]. Daar word geglo dat die vinnige omskakeling van die polariteit van elektromagnetiese golwe proteïenpolarisasie veroorsaak, wat lei tot verdraaiing en kromming van die proteïenstruktuur en uiteindelik tot proteïendenaturering [11].
Die nie-termiese effek van elektromagnetiese golwe op virus-inaktivering bly omstrede, maar die meeste studies het positiewe resultate getoon [1, 25]. Soos ons hierbo genoem het, kan elektromagnetiese golwe die omhulselproteïen van die MS2-virus direk binnedring en die nukleïensuur van die virus vernietig. Daarbenewens is MS2-virusaërosols baie meer sensitief vir elektromagnetiese golwe as waterige MS2. As gevolg van minder polêre molekules, soos watermolekules, in die omgewing rondom MS2 virus aërosols, kan atermiese effekte 'n sleutelrol speel in elektromagnetiese golf-gemedieerde virus inaktivering [1].
Die verskynsel van resonansie verwys na die neiging van 'n fisiese sisteem om meer energie uit sy omgewing op sy natuurlike frekwensie en golflengte te absorbeer. Resonansie kom op baie plekke in die natuur voor. Dit is bekend dat virusse resoneer met mikrogolwe van dieselfde frekwensie in 'n beperkte akoestiese dipoolmodus, 'n resonansie-verskynsel [2, 13, 26]. Resonante maniere van interaksie tussen 'n elektromagnetiese golf en 'n virus trek al hoe meer aandag. Die effek van doeltreffende strukturele resonansie-energie-oordrag (SRET) van elektromagnetiese golwe na geslote akoestiese ossillasies (CAV) in virusse kan lei tot breuk van die virale membraan as gevolg van opponerende kern-kapsied vibrasies. Daarbenewens hou die algehele doeltreffendheid van SRET verband met die aard van die omgewing, waar die grootte en pH van die virale deeltjie onderskeidelik die resonansiefrekwensie en energie-absorpsie bepaal [2, 13, 19].
Die fisiese resonansie-effek van elektromagnetiese golwe speel 'n sleutelrol in die inaktivering van omhulde virusse, wat omring word deur 'n dubbellaagmembraan wat in virale proteïene ingebed is. Die navorsers het bevind dat die deaktivering van H3N2 deur elektromagnetiese golwe met 'n frekwensie van 6 GHz en 'n drywingsdigtheid van 486 W/m² hoofsaaklik veroorsaak is deur die fisiese breuk van die dop as gevolg van die resonansie-effek [13]. Die temperatuur van die H3N2-suspensie het met slegs 7°C toegeneem na 15 minute se blootstelling, maar vir inaktivering van die menslike H3N2-virus deur termiese verhitting, word 'n temperatuur bo 55°C vereis [9]. Soortgelyke verskynsels is waargeneem vir virusse soos SARS-CoV-2 en H3N1 [13, 14]. Daarbenewens lei die inaktivering van virusse deur elektromagnetiese golwe nie tot die agteruitgang van virale RNA-genome [1,13,14]. Dus, die inaktivering van die H3N2-virus is bevorder deur fisiese resonansie eerder as termiese blootstelling [13].
In vergelyking met die termiese effek van elektromagnetiese golwe, vereis die inaktivering van virusse deur fisiese resonansie laer dosisparameters, wat onder die mikrogolfveiligheidstandaarde is wat deur die Instituut vir Elektriese en Elektroniese Ingenieurs (IEEE) [2, 13] vasgestel is. Die resonansiefrekwensie en drywingsdosis hang af van die fisiese eienskappe van die virus, soos deeltjiegrootte en elastisiteit, en alle virusse binne die resonansiefrekwensie kan effektief vir inaktivering geteiken word. As gevolg van die hoë penetrasietempo, die afwesigheid van ioniserende bestraling en goeie veiligheid, is virusinaktivering bemiddel deur die atermiese effek van CPET belowend vir die behandeling van menslike kwaadaardige siektes wat deur patogeniese virusse veroorsaak word [14, 26].
Gebaseer op die implementering van die inaktivering van virusse in die vloeistoffase en op die oppervlak van verskeie media, kan elektromagnetiese golwe effektief met virale aërosols hanteer [1, 26], wat 'n deurbraak is en van groot belang is vir die beheer van die oordrag van die virus en die voorkoming van die oordrag van die virus in die samelewing. epidemie. Boonop is die ontdekking van die fisiese resonansie-eienskappe van elektromagnetiese golwe van groot belang in hierdie veld. Solank as wat die resonansiefrekwensie van 'n bepaalde virion en elektromagnetiese golwe bekend is, kan alle virusse binne die resonante frekwensiereeks van die wond geteiken word, wat nie met tradisionele virusinaktiveringsmetodes bereik kan word nie [13,14,26]. Elektromagnetiese inaktivering van virusse is 'n belowende navorsing met groot navorsing en toegepaste waarde en potensiaal.
In vergelyking met tradisionele virusdoodtegnologie, het elektromagnetiese golwe die eienskappe van eenvoudige, effektiewe, praktiese omgewingsbeskerming wanneer virusse doodgemaak word as gevolg van sy unieke fisiese eienskappe [2, 13]. Baie probleme bly egter oor. Eerstens is moderne kennis beperk tot die fisiese eienskappe van elektromagnetiese golwe, en die meganisme van energiebenutting tydens die uitstraling van elektromagnetiese golwe is nie bekend gemaak nie [10, 27]. Mikrogolwe, insluitend millimetergolwe, is wyd gebruik om virusinaktivering en die meganismes daarvan te bestudeer, maar studies van elektromagnetiese golwe by ander frekwensies, veral by frekwensies van 100 kHz tot 300 MHz en van 300 GHz tot 10 THz, is egter nie aangemeld nie. Tweedens is die meganisme om patogene virusse deur elektromagnetiese golwe dood te maak nie toegelig nie, en slegs sferiese en staafvormige virusse is bestudeer [2]. Boonop is virusdeeltjies klein, selvry, muteer maklik en versprei vinnig, wat virusinaktivering kan voorkom. Elektromagnetiese golftegnologie moet nog verbeter word om die hindernis van inaktivering van patogeniese virusse te oorkom. Laastens, hoë absorpsie van stralingsenergie deur polêre molekules in die medium, soos watermolekules, lei tot energieverlies. Daarbenewens kan die doeltreffendheid van SRET beïnvloed word deur verskeie ongeïdentifiseerde meganismes in virusse [28]. Die SRET-effek kan ook die virus verander om by sy omgewing aan te pas, wat weerstand teen elektromagnetiese golwe tot gevolg het [29].
In die toekoms moet die tegnologie van virus-inaktivering met behulp van elektromagnetiese golwe verder verbeter word. Fundamentele wetenskaplike navorsing moet daarop gemik wees om die meganisme van virus-inaktivering deur elektromagnetiese golwe toe te lig. Byvoorbeeld, die meganisme van die gebruik van die energie van virusse wanneer dit aan elektromagnetiese golwe blootgestel word, die gedetailleerde meganisme van nie-termiese aksie wat patogene virusse doodmaak, en die meganisme van die SRET-effek tussen elektromagnetiese golwe en verskeie tipes virusse moet sistematies toegelig word. Toegepaste navorsing moet fokus op hoe om oormatige absorpsie van stralingsenergie deur polêre molekules te voorkom, die effek van elektromagnetiese golwe van verskillende frekwensies op verskeie patogene virusse te bestudeer en die nie-termiese effekte van elektromagnetiese golwe in die vernietiging van patogeniese virusse te bestudeer.
Elektromagnetiese golwe het 'n belowende metode geword vir die inaktivering van patogene virusse. Elektromagnetiese golf tegnologie het die voordele van lae besoedeling, lae koste en hoë patogeen virus inaktivering doeltreffendheid, wat die beperkings van tradisionele anti-virus tegnologie kan oorkom. Verdere navorsing is egter nodig om die parameters van elektromagnetiese golftegnologie te bepaal en die meganisme van virus-inaktivering toe te lig.
’n Sekere dosis elektromagnetiese golfbestraling kan die struktuur en aktiwiteit van baie patogene virusse vernietig. Die doeltreffendheid van virusinaktivering is nou verwant aan frekwensie, kragdigtheid en blootstellingstyd. Daarbenewens sluit potensiële meganismes termiese, atermiese en strukturele resonansie-effekte van energie-oordrag in. In vergelyking met tradisionele antivirale tegnologieë, het elektromagnetiese golfgebaseerde virusinaktivering die voordele van eenvoud, hoë doeltreffendheid en lae besoedeling. Daarom het elektromagnetiese golf-gemedieerde virus-inaktivering 'n belowende antivirale tegniek vir toekomstige toepassings geword.
U Yu. Invloed van mikrogolfstraling en koue plasma op bioaërosolaktiwiteit en verwante meganismes. Peking Universiteit. jaar 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonante dipoolkoppeling van mikrogolwe en beperkte akoestiese ossillasies in baculovirusse. Wetenskaplike verslag 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrogolf-inaktivering van HCV en MIV: 'n nuwe benadering om die oordrag van die virus onder inspuitende dwelmgebruikers te voorkom. Wetenskaplike verslag 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Ondersoek en eksperimentele waarneming van kontaminasie van hospitaaldokumente deur mikrogolfontsmetting [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Voorlopige studie van die inaktiveringsmeganisme en doeltreffendheid van natriumdichloroisocyanate teen bakteriofaag MS2. Sichuan Universiteit. 2007.
Yang Li Voorlopige studie van die inaktiveringseffek en meganisme van werking van o-ftalaldehied op bakteriofaag MS2. Sichuan Universiteit. 2007.
Wu Ye, me. Yao. Inaktivering van 'n luggedraagde virus in situ deur mikrogolfstraling. Chinese Wetenskapbulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavirusse en poliovirusse is sensitief vir kort pulse van W-band siklotronbestraling. Brief oor omgewingschemie. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Griepvirus inaktivering vir antigenisiteitstudies en weerstandstoetse teen fenotipiese neuraminidase-inhibeerders. Tydskrif vir Kliniese Mikrobiologie. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Oorsig van mikrogolfsterilisasie. Guangdong mikrovoedingstofwetenskap. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Nietermiese biologiese effekte van mikrogolwe op voedselmikro-organismes en mikrogolfsterilisasietegnologie [JJ Southwestern Nationalities University (Natuurwetenskap-uitgawe). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2-spitsproteïendenaturering by atermiese mikrogolfbestraling. Wetenskaplike verslag 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Doeltreffende strukturele resonante energie-oordrag van mikrogolwe na beperkte akoestiese ossillasies in virusse. Wetenskaplike verslag 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Geteikende antivirale terapie met behulp van nie-ioniserende bestralingsterapie vir SARS-CoV-2 en voorbereiding vir 'n virale pandemie: metodes, metodes en praktyknotas vir kliniese toepassing. PLOS Een. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrogolfsterilisasie en faktore wat dit beïnvloed. Chinese Mediese Tydskrif. 1993;(04):246-51.
Bladsy WJ, Martin WG Oorlewing van mikrobes in mikrogolfoonde. Jy kan J Mikro-organismes. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrogolf- of outoklaafbehandeling vernietig die aansteeklikheid van aansteeklike brongitisvirus en voëlpneumovirus, maar laat dit toe om opgespoor te word met behulp van omgekeerde transkriptase-polimerase-kettingreaksie. pluimvee siekte. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrogolfuitwissing van sitomegalovirus uit borsmelk: 'n loodsstudie. borsvoeding medisyne. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Mikrogolfresonansie-absorpsie van die SARS-CoV-2-virus. Wetenskaplike Verslag 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, ens. UV-C (254 nm) dodelike dosis SARS-CoV-2. Ligte diagnostiek Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, ens. Vinnige en volledige inaktivering van SARS-CoV-2 deur UV-C. Wetenskaplike verslag 2020; 10(1):22421.