Kesan gelombang elektromagnet pada virus patogen dan mekanisme yang berkaitan: ulasan dalam Jurnal Virologi

Jangkitan virus patogen telah menjadi masalah kesihatan awam utama di seluruh dunia. Virus boleh menjangkiti semua organisma selular dan menyebabkan pelbagai peringkat kecederaan dan kerosakan, membawa kepada penyakit dan juga kematian. Dengan kelaziman virus yang sangat patogenik seperti coronavirus sindrom pernafasan akut teruk 2 (SARS-CoV-2), terdapat keperluan mendesak untuk membangunkan kaedah yang berkesan dan selamat untuk menyahaktifkan virus patogen. Kaedah tradisional untuk menyahaktifkan virus patogen adalah praktikal tetapi mempunyai beberapa batasan. Dengan ciri-ciri kuasa penembusan yang tinggi, resonans fizikal dan tiada pencemaran, gelombang elektromagnet telah menjadi strategi yang berpotensi untuk menyahaktifkan virus patogen dan menarik perhatian yang semakin meningkat. Artikel ini memberikan gambaran keseluruhan penerbitan baru-baru ini mengenai kesan gelombang elektromagnet ke atas virus patogen dan mekanismenya, serta prospek penggunaan gelombang elektromagnet untuk penyahaktifan virus patogen, serta idea dan kaedah baharu untuk penyahaktifan tersebut.
Banyak virus merebak dengan cepat, berterusan untuk masa yang lama, sangat patogenik dan boleh menyebabkan wabak global dan risiko kesihatan yang serius. Pencegahan, pengesanan, ujian, pembasmian dan rawatan adalah langkah utama untuk menghentikan penyebaran virus. Penghapusan pantas dan cekap virus patogen termasuk penyingkiran profilaksis, pelindung dan sumber. Penyahaktifan virus patogen oleh pemusnahan fisiologi untuk mengurangkan infektiviti, patogenik dan kapasiti pembiakan adalah kaedah yang berkesan untuk menghapuskannya. Kaedah tradisional, termasuk suhu tinggi, bahan kimia dan sinaran mengion, boleh menyahaktifkan virus patogen dengan berkesan. Walau bagaimanapun, kaedah ini masih mempunyai beberapa batasan. Oleh itu, masih terdapat keperluan mendesak untuk membangunkan strategi inovatif untuk menyahaktifkan virus patogen.
Pelepasan gelombang elektromagnet mempunyai kelebihan kuasa penembusan yang tinggi, pemanasan yang cepat dan seragam, resonans dengan mikroorganisma dan pelepasan plasma, dan dijangka menjadi kaedah praktikal untuk menyahaktifkan virus patogen [1,2,3]. Keupayaan gelombang elektromagnet untuk menyahaktifkan virus patogen telah ditunjukkan pada abad yang lalu [4]. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan gelombang elektromagnet untuk menyahaktifkan virus patogen telah menarik perhatian yang semakin meningkat. Artikel ini membincangkan kesan gelombang elektromagnet pada virus patogen dan mekanismenya, yang boleh berfungsi sebagai panduan berguna untuk penyelidikan asas dan gunaan.
Ciri morfologi virus boleh mencerminkan fungsi seperti kemandirian dan infektiviti. Telah ditunjukkan bahawa gelombang elektromagnet, terutamanya gelombang elektromagnet frekuensi ultra tinggi (UHF) dan frekuensi ultra tinggi (EHF), boleh mengganggu morfologi virus.
Bacteriophage MS2 (MS2) sering digunakan dalam pelbagai bidang penyelidikan seperti penilaian pembasmian kuman, pemodelan kinetik (berair), dan pencirian biologi molekul virus [5, 6]. Wu mendapati bahawa gelombang mikro pada 2450 MHz dan 700 W menyebabkan pengagregatan dan pengecutan ketara faj akuatik MS2 selepas 1 minit penyinaran langsung [1]. Selepas penyiasatan lanjut, pecah pada permukaan MS2 phage juga diperhatikan [7]. Kaczmarczyk [8] mendedahkan penggantungan sampel coronavirus 229E (CoV-229E) kepada gelombang milimeter dengan frekuensi 95 GHz dan ketumpatan kuasa 70 hingga 100 W/cm2 selama 0.1 s. Lubang besar boleh ditemui pada cangkang sfera kasar virus, yang membawa kepada kehilangan kandungannya. Pendedahan kepada gelombang elektromagnet boleh merosakkan bentuk virus. Walau bagaimanapun, perubahan dalam sifat morfologi, seperti bentuk, diameter dan kelicinan permukaan, selepas pendedahan kepada virus dengan sinaran elektromagnet tidak diketahui. Oleh itu, adalah penting untuk menganalisis hubungan antara ciri morfologi dan gangguan fungsi, yang boleh memberikan petunjuk yang berharga dan mudah untuk menilai ketidakaktifan virus [1].
Struktur virus biasanya terdiri daripada asid nukleik dalaman (RNA atau DNA) dan kapsid luaran. Asid nukleik menentukan sifat genetik dan replikasi virus. Kapsid ialah lapisan luar subunit protein yang teratur tersusun, komponen perancah asas dan antigen bagi zarah virus, dan juga melindungi asid nukleik. Kebanyakan virus mempunyai struktur sampul yang terdiri daripada lipid dan glikoprotein. Di samping itu, protein sampul menentukan kekhususan reseptor dan berfungsi sebagai antigen utama yang boleh dikenali oleh sistem imun hos. Struktur lengkap memastikan integriti dan kestabilan genetik virus.
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa gelombang elektromagnet, terutamanya gelombang elektromagnet UHF, boleh merosakkan RNA virus penyebab penyakit. Wu [1] secara langsung mendedahkan persekitaran berair virus MS2 kepada gelombang mikro 2450 MHz selama 2 minit dan menganalisis gen pengekodan protein A, protein kapsid, protein replika dan protein belahan oleh elektroforesis gel dan tindak balas rantai polimerase transkripsi terbalik. RT-PCR). Gen-gen ini dimusnahkan secara berperingkat dengan ketumpatan kuasa yang semakin meningkat dan malah hilang pada ketumpatan kuasa tertinggi. Sebagai contoh, ekspresi gen protein A (934 bp) menurun dengan ketara selepas terdedah kepada gelombang elektromagnet dengan kuasa 119 dan 385 W dan hilang sepenuhnya apabila ketumpatan kuasa dinaikkan kepada 700 W. Data ini menunjukkan bahawa gelombang elektromagnet boleh, bergantung kepada dos, memusnahkan struktur asid nukleik virus.
Kajian terbaru menunjukkan bahawa kesan gelombang elektromagnet pada protein virus patogenik adalah berdasarkan kesan haba tidak langsungnya pada mediator dan kesan tidak langsungnya terhadap sintesis protein akibat pemusnahan asid nukleik [1, 3, 8, 9]. Walau bagaimanapun, kesan atermik juga boleh mengubah polariti atau struktur protein virus [1, 10, 11]. Kesan langsung gelombang elektromagnet pada protein struktur/bukan struktur asas seperti protein kapsid, protein sampul atau protein spike virus patogen masih memerlukan kajian lanjut. Baru-baru ini telah dicadangkan bahawa 2 minit sinaran elektromagnet pada frekuensi 2.45 GHz dengan kuasa 700 W boleh berinteraksi dengan pecahan cas protein yang berbeza melalui pembentukan titik panas dan medan elektrik berayun melalui kesan elektromagnet semata-mata [12].
Sampul virus patogenik berkait rapat dengan keupayaannya untuk menjangkiti atau menyebabkan penyakit. Beberapa kajian telah melaporkan bahawa gelombang elektromagnet UHF dan gelombang mikro boleh memusnahkan kulit virus penyebab penyakit. Seperti yang dinyatakan di atas, lubang yang berbeza boleh dikesan dalam sampul virus coronavirus 229E selepas pendedahan 0.1 saat kepada gelombang 95 GHz milimeter pada ketumpatan kuasa 70 hingga 100 W/cm2 [8]. Kesan pemindahan tenaga resonan gelombang elektromagnet boleh menyebabkan tekanan yang mencukupi untuk memusnahkan struktur sampul virus. Untuk virus yang diselubungi, selepas pecah sampul, kejangkitan atau beberapa aktiviti biasanya berkurangan atau hilang sepenuhnya [13, 14]. Yang [13] mendedahkan virus influenza H3N2 (H3N2) dan virus influenza H1N1 (H1N1) kepada gelombang mikro masing-masing pada 8.35 GHz, 320 W/m² dan 7 GHz, 308 W/m², selama 15 minit. Untuk membandingkan isyarat RNA virus patogen yang terdedah kepada gelombang elektromagnet dan model berpecah-belah yang dibekukan dan segera dicairkan dalam nitrogen cecair untuk beberapa kitaran, RT-PCR dilakukan. Keputusan menunjukkan bahawa isyarat RNA kedua-dua model adalah sangat konsisten. Keputusan ini menunjukkan bahawa struktur fizikal virus terganggu dan struktur sampul dimusnahkan selepas terdedah kepada sinaran gelombang mikro.
Aktiviti virus boleh dicirikan oleh keupayaannya untuk menjangkiti, mereplikasi dan menyalin. Infektif atau aktiviti virus biasanya dinilai dengan mengukur titer virus menggunakan ujian plak, dos median median kultur tisu (TCID50), atau aktiviti gen wartawan luciferase. Tetapi ia juga boleh dinilai secara langsung dengan mengasingkan virus hidup atau dengan menganalisis antigen virus, ketumpatan zarah virus, kemandirian virus, dsb.
Telah dilaporkan bahawa gelombang elektromagnet UHF, SHF dan EHF boleh secara langsung menyahaktifkan aerosol virus atau virus bawaan air. Wu [1] mendedahkan aerosol bakteriofaj MS2 yang dihasilkan oleh nebulizer makmal kepada gelombang elektromagnet dengan frekuensi 2450 MHz dan kuasa 700 W selama 1.7 min, manakala kadar survival bakteriofaj MS2 hanya 8.66%. Sama seperti aerosol virus MS2, 91.3% MS2 berair telah dinyahaktifkan dalam masa 1.5 minit selepas terdedah kepada dos gelombang elektromagnet yang sama. Di samping itu, keupayaan sinaran elektromagnet untuk menyahaktifkan virus MS2 dikaitkan secara positif dengan ketumpatan kuasa dan masa pendedahan. Walau bagaimanapun, apabila kecekapan penyahaktifan mencapai nilai maksimumnya, kecekapan penyahaktifan tidak boleh dipertingkatkan dengan meningkatkan masa pendedahan atau meningkatkan ketumpatan kuasa. Sebagai contoh, virus MS2 mempunyai kadar survival minimum 2.65% hingga 4.37% selepas pendedahan kepada gelombang elektromagnet 2450 MHz dan 700 W, dan tiada perubahan ketara ditemui dengan peningkatan masa pendedahan. Siddharta [3] menyinari suspensi kultur sel yang mengandungi virus hepatitis C (HCV)/virus immunodeficiency manusia jenis 1 (HIV-1) dengan gelombang elektromagnet pada frekuensi 2450 MHz dan kuasa 360 W. Mereka mendapati bahawa titer virus menurun dengan ketara selepas 3 minit pendedahan, menunjukkan bahawa sinaran gelombang elektromagnet berkesan terhadap kejangkitan HCV dan HIV-1 dan membantu mencegah penularan virus walaupun apabila didedahkan bersama. Apabila menyinari kultur sel HCV dan penggantungan HIV-1 dengan gelombang elektromagnet berkuasa rendah dengan frekuensi 2450 MHz, 90 W atau 180 W, tiada perubahan dalam titer virus, ditentukan oleh aktiviti wartawan luciferase, dan perubahan ketara dalam kejangkitan virus telah diperhatikan. pada 600 dan 800 W selama 1 minit, infektiviti kedua-dua virus tidak berkurangan dengan ketara, yang dipercayai berkaitan dengan kuasa sinaran gelombang elektromagnet dan masa pendedahan suhu kritikal.
Kaczmarczyk [8] mula-mula menunjukkan kematian gelombang elektromagnet EHF terhadap virus patogen bawaan air pada tahun 2021. Mereka mendedahkan sampel coronavirus 229E atau poliovirus (PV) kepada gelombang elektromagnet pada frekuensi 95 GHz dan ketumpatan kuasa 70 hingga 100 W/cm2 selama 2 saat. Kecekapan penyahaktifan kedua-dua virus patogen adalah 99.98% dan 99.375%, masing-masing. yang menunjukkan bahawa gelombang elektromagnet EHF mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang penyahaktifan virus.
Keberkesanan penyahaktifan virus UHF juga telah dinilai dalam pelbagai media seperti susu ibu dan beberapa bahan yang biasa digunakan di rumah. Para penyelidik mendedahkan topeng anestesia yang tercemar dengan adenovirus (ADV), poliovirus jenis 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dan rhinovirus (RHV) kepada sinaran elektromagnet pada frekuensi 2450 MHz dan kuasa 720 watt. Mereka melaporkan bahawa ujian untuk antigen ADV dan PV-1 menjadi negatif, dan titer HV-1, PIV-3, dan RHV menurun kepada sifar, menunjukkan ketidakaktifan lengkap semua virus selepas 4 minit pendedahan [15, 16]. Elhafi [17] secara langsung mendedahkan swab yang dijangkiti virus bronkitis berjangkit burung (IBV), pneumovirus burung (APV), virus penyakit Newcastle (NDV), dan virus influenza burung (AIV) kepada ketuhar gelombang mikro 2450 MHz, 900 W. kehilangan kejangkitan mereka. Antaranya, APV dan IBV juga dikesan dalam kultur organ trakea yang diperoleh daripada embrio anak ayam generasi ke-5. Walaupun virus itu tidak dapat diasingkan, asid nukleik virus masih dikesan oleh RT-PCR. Ben-Shoshan [18] secara langsung mendedahkan 2450 MHz, 750 W gelombang elektromagnet kepada 15 sampel susu ibu positif sitomegalovirus (CMV) selama 30 saat. Pengesanan antigen oleh Shell-Vial menunjukkan ketidakaktifan lengkap CMV. Walau bagaimanapun, pada 500 W, 2 daripada 15 sampel tidak mencapai penyahaktifan lengkap, yang menunjukkan korelasi positif antara kecekapan penyahaktifan dan kuasa gelombang elektromagnet.
Ia juga perlu diperhatikan bahawa Yang [13] meramalkan frekuensi resonans antara gelombang elektromagnet dan virus berdasarkan model fizikal yang telah ditetapkan. Penggantungan zarah virus H3N2 dengan ketumpatan 7.5 × 1014 m-3, dihasilkan oleh sel buah pinggang anjing Madin Darby sensitif virus (MDCK), terdedah secara langsung kepada gelombang elektromagnet pada frekuensi 8 GHz dan kuasa 820 W/m² selama 15 minit. Tahap ketidakaktifan virus H3N2 mencapai 100%. Walau bagaimanapun, pada ambang teori 82 W/m2, hanya 38% daripada virus H3N2 tidak diaktifkan, menunjukkan bahawa kecekapan penyahaktifan virus pengantara EM berkait rapat dengan ketumpatan kuasa. Berdasarkan kajian ini, Barbora [14] mengira julat frekuensi resonan (8.5–20 GHz) antara gelombang elektromagnet dan SARS-CoV-2 dan membuat kesimpulan bahawa 7.5 × 1014 m-3 SARS-CoV- 2 terdedah kepada gelombang elektromagnet A gelombang dengan frekuensi 10-17 GHz dan ketumpatan kuasa 14.5 ± 1 W/m2 untuk kira-kira 15 minit akan mengakibatkan penyahaktifan 100%. Kajian terbaru oleh Wang [19] menunjukkan bahawa frekuensi resonan SARS-CoV-2 ialah 4 dan 7.5 GHz, mengesahkan kewujudan frekuensi resonans bebas daripada titer virus.
Kesimpulannya, kita boleh mengatakan bahawa gelombang elektromagnet boleh menjejaskan aerosol dan suspensi, serta aktiviti virus pada permukaan. Didapati bahawa keberkesanan penyahaktifan berkait rapat dengan frekuensi dan kuasa gelombang elektromagnet dan medium yang digunakan untuk pertumbuhan virus. Di samping itu, frekuensi elektromagnet berdasarkan resonans fizikal adalah sangat penting untuk penyahaktifan virus [2, 13]. Sehingga kini, kesan gelombang elektromagnet pada aktiviti virus patogenik terutamanya tertumpu kepada perubahan infektiviti. Disebabkan oleh mekanisme yang kompleks, beberapa kajian telah melaporkan kesan gelombang elektromagnet pada replikasi dan transkripsi virus patogen.
Mekanisme gelombang elektromagnet menyahaktifkan virus berkait rapat dengan jenis virus, kekerapan dan kuasa gelombang elektromagnet, dan persekitaran pertumbuhan virus, tetapi masih belum diterokai. Penyelidikan terkini telah menumpukan pada mekanisme pemindahan tenaga terma, haba dan resonan struktur.
Kesan haba difahami sebagai peningkatan suhu yang disebabkan oleh putaran berkelajuan tinggi, perlanggaran dan geseran molekul kutub dalam tisu di bawah pengaruh gelombang elektromagnet. Disebabkan oleh sifat ini, gelombang elektromagnet boleh meningkatkan suhu virus melebihi ambang toleransi fisiologi, menyebabkan kematian virus. Walau bagaimanapun, virus mengandungi beberapa molekul polar, yang menunjukkan bahawa kesan haba langsung pada virus jarang berlaku [1]. Sebaliknya, terdapat lebih banyak molekul polar dalam medium dan persekitaran, seperti molekul air, yang bergerak mengikut medan elektrik berselang-seli yang teruja oleh gelombang elektromagnet, menghasilkan haba melalui geseran. Haba kemudian dipindahkan ke virus untuk menaikkan suhunya. Apabila ambang toleransi melebihi, asid nukleik dan protein dimusnahkan, yang akhirnya mengurangkan kejangkitan dan juga menyahaktifkan virus.
Beberapa kumpulan telah melaporkan bahawa gelombang elektromagnet boleh mengurangkan kejangkitan virus melalui pendedahan haba [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] mendedahkan penggantungan coronavirus 229E kepada gelombang elektromagnet pada frekuensi 95 GHz dengan ketumpatan kuasa 70 hingga 100 W/cm² selama 0.2-0.7 s. Keputusan menunjukkan bahawa peningkatan suhu 100°C semasa proses ini menyumbang kepada kemusnahan morfologi virus dan mengurangkan aktiviti virus. Kesan haba ini boleh dijelaskan oleh tindakan gelombang elektromagnet pada molekul air di sekelilingnya. Siddharta [3] menyinari penggantungan kultur sel yang mengandungi HCV daripada genotip berbeza, termasuk GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a dan GT7a, dengan gelombang elektromagnet pada frekuensi 2450 MHz dan kuasa 90 W dan 180 W, 360 W, 600 W dan 800 Tue Dengan peningkatan suhu medium kultur sel daripada 26°C hingga 92°C, sinaran elektromagnet mengurangkan kejangkitan virus atau menyahaktifkan virus sepenuhnya. Tetapi HCV terdedah kepada gelombang elektromagnet untuk masa yang singkat pada kuasa rendah (90 atau 180 W, 3 minit) atau kuasa yang lebih tinggi (600 atau 800 W, 1 minit), manakala tiada peningkatan ketara dalam suhu dan perubahan ketara dalam virus tidak diperhatikan kejangkitan atau aktiviti.
Keputusan di atas menunjukkan bahawa kesan haba gelombang elektromagnet adalah faktor utama yang mempengaruhi infektiviti atau aktiviti virus patogen. Di samping itu, banyak kajian telah menunjukkan bahawa kesan haba sinaran elektromagnet menyahaktifkan virus patogen dengan lebih berkesan daripada UV-C dan pemanasan konvensional [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Sebagai tambahan kepada kesan haba, gelombang elektromagnet juga boleh mengubah kekutuban molekul seperti protein mikrob dan asid nukleik, menyebabkan molekul berputar dan bergetar, mengakibatkan daya hidup berkurangan atau bahkan kematian [10]. Adalah dipercayai bahawa penukaran pantas kekutuban gelombang elektromagnet menyebabkan polarisasi protein, yang membawa kepada berpusing dan kelengkungan struktur protein dan, akhirnya, kepada denaturasi protein [11].
Kesan bukan haba gelombang elektromagnet pada penyahaktifan virus masih menjadi kontroversi, tetapi kebanyakan kajian telah menunjukkan hasil yang positif [1, 25]. Seperti yang kami nyatakan di atas, gelombang elektromagnet boleh terus menembusi protein sampul virus MS2 dan memusnahkan asid nukleik virus. Di samping itu, aerosol virus MS2 jauh lebih sensitif kepada gelombang elektromagnet daripada MS2 berair. Oleh kerana molekul kurang kutub, seperti molekul air, dalam persekitaran sekitar aerosol virus MS2, kesan atermik mungkin memainkan peranan penting dalam penyahaktifan virus pengantara gelombang elektromagnet [1].
Fenomena resonans merujuk kepada kecenderungan sistem fizikal untuk menyerap lebih banyak tenaga daripada persekitarannya pada frekuensi dan panjang gelombang semula jadinya. Resonans berlaku di banyak tempat di alam semula jadi. Adalah diketahui bahawa virus bergema dengan gelombang mikro dengan frekuensi yang sama dalam mod dipol akustik terhad, fenomena resonans [2, 13, 26]. Mod resonan interaksi antara gelombang elektromagnet dan virus semakin menarik perhatian. Kesan pemindahan tenaga resonans struktur (SRET) yang cekap daripada gelombang elektromagnet kepada ayunan akustik tertutup (CAV) dalam virus boleh menyebabkan pecah membran virus disebabkan oleh getaran teras-kapsid yang bertentangan. Di samping itu, keberkesanan keseluruhan SRET adalah berkaitan dengan sifat persekitaran, di mana saiz dan pH zarah virus menentukan frekuensi resonan dan penyerapan tenaga, masing-masing [2, 13, 19].
Kesan resonans fizikal gelombang elektromagnet memainkan peranan penting dalam penyahaktifan virus yang diselubungi, yang dikelilingi oleh membran dwilapisan yang tertanam dalam protein virus. Para penyelidik mendapati bahawa penyahaktifan H3N2 oleh gelombang elektromagnet dengan frekuensi 6 GHz dan ketumpatan kuasa 486 W/m² adalah disebabkan terutamanya oleh pecah fizikal cangkang akibat kesan resonans [13]. Suhu penggantungan H3N2 meningkat hanya 7°C selepas 15 minit pendedahan, walau bagaimanapun, untuk penyahaktifan virus H3N2 manusia melalui pemanasan haba, suhu melebihi 55°C diperlukan [9]. Fenomena serupa telah diperhatikan untuk virus seperti SARS-CoV-2 dan H3N1 [13, 14]. Di samping itu, penyahaktifan virus oleh gelombang elektromagnet tidak membawa kepada kemerosotan genom RNA virus [1,13,14]. Oleh itu, penyahaktifan virus H3N2 dipromosikan oleh resonans fizikal dan bukannya pendedahan haba [13].
Berbanding dengan kesan haba gelombang elektromagnet, penyahaktifan virus oleh resonans fizikal memerlukan parameter dos yang lebih rendah, yang berada di bawah piawaian keselamatan gelombang mikro yang ditetapkan oleh Institut Jurutera Elektrik dan Elektronik (IEEE) [2, 13]. Kekerapan resonan dan dos kuasa bergantung pada sifat fizikal virus, seperti saiz zarah dan keanjalan, dan semua virus dalam frekuensi resonan boleh disasarkan dengan berkesan untuk penyahaktifan. Oleh kerana kadar penembusan yang tinggi, ketiadaan sinaran mengion, dan keselamatan yang baik, penyahaktifan virus yang dimediasi oleh kesan atermik CPET menjanjikan untuk rawatan penyakit malignan manusia yang disebabkan oleh virus patogen [14, 26].
Berdasarkan pelaksanaan penyahaktifan virus dalam fasa cecair dan pada permukaan pelbagai media, gelombang elektromagnet boleh menangani aerosol virus secara berkesan [1, 26], yang merupakan satu kejayaan dan sangat penting untuk mengawal penghantaran virus dan mencegah penularan virus dalam masyarakat. epidemik. Selain itu, penemuan sifat resonans fizikal gelombang elektromagnet adalah sangat penting dalam bidang ini. Selagi frekuensi resonans virion dan gelombang elektromagnet tertentu diketahui, semua virus dalam julat frekuensi resonan luka boleh disasarkan, yang tidak boleh dicapai dengan kaedah penyahaktifan virus tradisional [13,14,26]. Penyahaktifan elektromagnet virus adalah penyelidikan yang menjanjikan dengan penyelidikan yang hebat serta nilai dan potensi yang digunakan.
Berbanding dengan teknologi pembunuhan virus tradisional, gelombang elektromagnet mempunyai ciri-ciri perlindungan alam sekitar yang mudah, berkesan dan praktikal apabila membunuh virus kerana sifat fizikalnya yang unik [2, 13]. Namun, masih banyak masalah. Pertama, pengetahuan moden terhad kepada sifat fizikal gelombang elektromagnet, dan mekanisme penggunaan tenaga semasa pancaran gelombang elektromagnet belum didedahkan [10, 27]. Gelombang mikro, termasuk gelombang milimeter, telah digunakan secara meluas untuk mengkaji penyahaktifan virus dan mekanismenya, namun kajian gelombang elektromagnet pada frekuensi lain, terutamanya pada frekuensi dari 100 kHz hingga 300 MHz dan dari 300 GHz hingga 10 THz, belum dilaporkan. Kedua, mekanisme membunuh virus patogen oleh gelombang elektromagnet belum dijelaskan, dan hanya virus sfera dan berbentuk rod telah dikaji [2]. Di samping itu, zarah virus adalah kecil, bebas sel, mudah bermutasi, dan merebak dengan cepat, yang boleh menghalang penyahaktifan virus. Teknologi gelombang elektromagnet masih perlu dipertingkatkan untuk mengatasi halangan menyahaktifkan virus patogen. Akhirnya, penyerapan tenaga sinaran yang tinggi oleh molekul polar dalam medium, seperti molekul air, mengakibatkan kehilangan tenaga. Di samping itu, keberkesanan SRET mungkin dipengaruhi oleh beberapa mekanisme yang tidak dikenal pasti dalam virus [28]. Kesan SRET juga boleh mengubah suai virus untuk menyesuaikan diri dengan persekitarannya, mengakibatkan rintangan kepada gelombang elektromagnet [29].
Pada masa hadapan, teknologi penyahaktifan virus menggunakan gelombang elektromagnet perlu dipertingkatkan lagi. Penyelidikan saintifik asas harus ditujukan untuk menjelaskan mekanisme penyahaktifan virus oleh gelombang elektromagnet. Sebagai contoh, mekanisme penggunaan tenaga virus apabila terdedah kepada gelombang elektromagnet, mekanisme terperinci tindakan bukan haba yang membunuh virus patogen, dan mekanisme kesan SRET antara gelombang elektromagnet dan pelbagai jenis virus harus dijelaskan secara sistematik. Penyelidikan gunaan harus memberi tumpuan kepada cara mencegah penyerapan tenaga sinaran yang berlebihan oleh molekul kutub, mengkaji kesan gelombang elektromagnet dengan frekuensi yang berbeza pada pelbagai virus patogen, dan mengkaji kesan bukan haba gelombang elektromagnet dalam pemusnahan virus patogen.
Gelombang elektromagnet telah menjadi kaedah yang menjanjikan untuk menyahaktifkan virus patogen. Teknologi gelombang elektromagnet mempunyai kelebihan pencemaran yang rendah, kos rendah, dan kecekapan penyahaktifan virus patogen yang tinggi, yang boleh mengatasi batasan teknologi anti-virus tradisional. Walau bagaimanapun, kajian lanjut diperlukan untuk menentukan parameter teknologi gelombang elektromagnet dan menjelaskan mekanisme penyahaktifan virus.
Dos tertentu sinaran gelombang elektromagnet boleh memusnahkan struktur dan aktiviti banyak virus patogen. Kecekapan penyahaktifan virus berkait rapat dengan kekerapan, ketumpatan kuasa dan masa pendedahan. Di samping itu, mekanisme berpotensi termasuk kesan resonans haba, haba dan struktur pemindahan tenaga. Berbanding dengan teknologi antiviral tradisional, penyahaktifan virus berasaskan gelombang elektromagnet mempunyai kelebihan kesederhanaan, kecekapan tinggi dan pencemaran yang rendah. Oleh itu, penyahaktifan virus pengantara gelombang elektromagnet telah menjadi teknik antivirus yang menjanjikan untuk aplikasi masa hadapan.
U Yu. Pengaruh sinaran gelombang mikro dan plasma sejuk ke atas aktiviti bioaerosol dan mekanisme yang berkaitan. Universiti Peking. tahun 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Gandingan dipol resonan gelombang mikro dan ayunan akustik terhad dalam baculovirus. Laporan saintifik 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Penyahaktifan gelombang mikro HCV dan HIV: pendekatan baharu untuk mencegah penularan virus dalam kalangan pengguna dadah suntikan. Laporan saintifik 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Lagu YL, Qv HL. Penyiasatan dan Pemerhatian Eksperimen Terhadap Pencemaran Dokumen Hospital oleh Pembasmian Kuman Gelombang Mikro [J] Jurnal Perubatan Cina. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Kajian awal mengenai mekanisme penyahaktifan dan keberkesanan natrium dichloroisocyanate terhadap bakteriofaj MS2. Universiti Sichuan. 2007.
Yang Li Kajian awal tentang kesan penyahaktifan dan mekanisme tindakan o-phthalaldehyde pada bakteriofaj MS2. Universiti Sichuan. 2007.
Wu Ye, Cik Yao. Menyahaktifkan virus bawaan udara in situ oleh sinaran gelombang mikro. Buletin Sains Cina. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronavirus dan poliovirus sensitif kepada denyutan pendek sinaran siklotron jalur-W. Surat mengenai kimia alam sekitar. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Penyahaktifan virus influenza untuk kajian antigenisiti dan ujian rintangan terhadap perencat neuraminidase fenotip. Jurnal Mikrobiologi Klinikal. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Gambaran keseluruhan pensterilan gelombang mikro. Sains mikronutrien Guangdong. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Kesan Biologi Bukan Terma Gelombang Mikro pada Mikroorganisma Makanan dan Teknologi Pensterilan Gelombang Mikro [JJ Southwestern Nationalities University (Edisi Sains Asli). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 melonjakkan denaturasi protein apabila penyinaran gelombang mikro atermik. Laporan saintifik 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Pemindahan tenaga resonan struktur yang cekap daripada gelombang mikro kepada ayunan akustik terhad dalam virus. Laporan saintifik 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Terapi antiviral yang disasarkan menggunakan terapi sinaran bukan pengion untuk SARS-CoV-2 dan persediaan untuk pandemik virus: kaedah, kaedah dan nota amalan untuk aplikasi klinikal. PLOS Satu. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Pensterilan gelombang mikro dan faktor yang mempengaruhinya. Jurnal Perubatan Cina. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Kemandirian mikrob dalam ketuhar gelombang mikro. Anda boleh J Mikroorganisma. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Rawatan gelombang mikro atau autoklaf memusnahkan keterjangkitan virus bronkitis berjangkit dan pneumovirus burung, tetapi membolehkan mereka dikesan menggunakan tindak balas rantai polimerase transkripase terbalik. penyakit ayam. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Pembasmian gelombang mikro sitomegalovirus daripada susu ibu: kajian perintis. ubat penyusuan. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Penyerapan resonans gelombang mikro virus SARS-CoV-2. Laporan Saintifik 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, dsb. UV-C (254 nm) dos maut SARS-CoV-2. Diagnostik cahaya Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, dsb. Penyahaktifan pantas dan lengkap SARS-CoV-2 oleh UV-C. Laporan Saintifik 2020; 10(1):22421.