Kesan gelombang elektromagnet pada virus patogen dan mekanisme yang berkaitan: Kajian dalam Journal of Virology

Jangkitan virus patogen telah menjadi masalah kesihatan awam utama di seluruh dunia. Virus boleh menjangkiti semua organisma selular dan menyebabkan pelbagai kecederaan dan kerosakan, yang membawa kepada penyakit dan juga kematian. Dengan kelaziman virus yang sangat patogen seperti sindrom pernafasan akut yang teruk coronavirus 2 (SARS-COV-2), terdapat keperluan mendesak untuk membangunkan kaedah yang berkesan dan selamat untuk menyahaktifkan virus patogen. Kaedah tradisional untuk mengaktifkan virus patogenik adalah praktikal tetapi mempunyai beberapa batasan. Dengan ciri -ciri kuasa menembusi tinggi, resonans fizikal dan tiada pencemaran, gelombang elektromagnet telah menjadi strategi yang berpotensi untuk tidak aktif virus patogen dan menarik perhatian yang semakin meningkat. Artikel ini memberikan gambaran mengenai penerbitan baru -baru ini mengenai kesan gelombang elektromagnet terhadap virus patogen dan mekanisme mereka, serta prospek penggunaan gelombang elektromagnet untuk inaktivasi virus patogen, serta idea dan kaedah baru untuk inaktivasi tersebut.
Ramai virus tersebar dengan cepat, berterusan untuk masa yang lama, sangat patogen dan boleh menyebabkan wabak global dan risiko kesihatan yang serius. Pencegahan, pengesanan, ujian, pembasmian dan rawatan adalah langkah penting untuk menghentikan penyebaran virus. Penghapusan virus patogen yang cepat dan cekap termasuk penghapusan prophylactic, perlindungan, dan sumber. Pengaktifan virus patogen oleh pemusnahan fisiologi untuk mengurangkan infektiviti, patogenik dan kapasiti pembiakan mereka adalah kaedah yang berkesan untuk penghapusan mereka. Kaedah tradisional, termasuk suhu tinggi, bahan kimia dan radiasi pengionan, secara berkesan dapat mengaktifkan virus patogen. Walau bagaimanapun, kaedah ini masih mempunyai beberapa batasan. Oleh itu, masih terdapat keperluan mendesak untuk membangunkan strategi inovatif untuk tidak aktif virus patogen.
Pelepasan gelombang elektromagnet mempunyai kelebihan kuasa menembusi yang tinggi, pemanasan cepat dan seragam, resonans dengan mikroorganisma dan pelepasan plasma, dan dijangka menjadi kaedah praktikal untuk tidak mengaktifkan virus patogen [1,2,3]. Keupayaan gelombang elektromagnet untuk menyahaktifkan virus patogen telah ditunjukkan pada abad yang lalu [4]. Dalam tahun -tahun kebelakangan ini, penggunaan gelombang elektromagnet untuk pengaktifan virus patogen telah menarik perhatian yang semakin meningkat. Artikel ini membincangkan kesan gelombang elektromagnet pada virus patogen dan mekanisme mereka, yang boleh berfungsi sebagai panduan berguna untuk penyelidikan asas dan digunakan.
Ciri -ciri morfologi virus dapat mencerminkan fungsi seperti kelangsungan hidup dan infektiviti. Ia telah menunjukkan bahawa gelombang elektromagnet, terutamanya gelombang elektromagnet frekuensi tinggi (UHF) dan 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 phages akuatik MS2 selepas 1 minit penyinaran langsung [1]. Selepas siasatan lanjut, rehat di permukaan phage MS2 juga diperhatikan [7]. Kaczmarczyk [8] terdedah penggantungan sampel coronavirus 229E (COV-229E) kepada gelombang milimeter dengan kekerapan 95 GHz dan ketumpatan kuasa 70 hingga 100 w/cm2 untuk 0.1 s. Lubang -lubang besar boleh didapati di shell sfera kasar virus, yang membawa kepada kehilangan kandungannya. Pendedahan kepada gelombang elektromagnet boleh merosakkan bentuk virus. Walau bagaimanapun, perubahan sifat morfologi, seperti bentuk, diameter dan kelancaran permukaan, selepas pendedahan kepada virus dengan radiasi elektromagnet tidak diketahui. Oleh itu, adalah penting untuk menganalisis hubungan antara ciri -ciri morfologi dan gangguan fungsional, yang dapat memberikan petunjuk berharga dan mudah untuk menilai inaktivasi virus [1].
Struktur virus biasanya terdiri daripada asid nukleik dalaman (RNA atau DNA) dan kapsul luaran. Asid nukleik menentukan sifat genetik dan replikasi virus. Kapsid adalah lapisan luar subunit protein yang kerap disusun, perancah asas dan komponen antigen 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 dapat dikenali oleh sistem imun tuan rumah. 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 microwave 2450 MHz selama 2 minit dan menganalisis gen pengekodan protein A, protein kapsid, protein replika, dan protein belahan oleh elektroforesis gel dan reaksi rantaian molimerase transkripsi. RT-PCR). Gen -gen ini dimusnahkan secara progresif dengan ketumpatan kuasa yang semakin meningkat dan bahkan hilang pada ketumpatan kuasa tertinggi. Sebagai contoh, ungkapan protein A gen (934 bp) berkurangan dengan ketara selepas pendedahan kepada gelombang elektromagnet dengan kuasa 119 dan 385 W dan sepenuhnya hilang apabila ketumpatan kuasa meningkat kepada 700 W. Data ini menunjukkan bahawa gelombang elektromagnet dapat, Bergantung pada dos, memusnahkan struktur asid nukleik virus.
Kajian baru -baru ini telah menunjukkan bahawa kesan gelombang elektromagnet pada protein virus patogen adalah berdasarkan kesan haba tidak langsung mereka pada mediator dan kesan tidak langsung mereka terhadap sintesis protein akibat pemusnahan asid nukleik [1, 3, 8, 9]. Walau bagaimanapun, kesan Athermic juga boleh mengubah polariti atau struktur protein virus [1, 10, 11]. Kesan langsung gelombang elektromagnet pada protein struktur/bukan struktur asas seperti protein kapsul, protein sampul atau protein spike virus patogen masih memerlukan kajian lanjut. Baru -baru ini telah dicadangkan bahawa 2 minit radiasi elektromagnet pada kekerapan 2.45 GHz dengan kuasa 700 W dapat berinteraksi dengan pecahan caj protein yang berlainan melalui pembentukan bintik -bintik panas dan medan elektrik berayun melalui kesan elektromagnetik semata -mata [12].
Sampul virus patogen adalah berkait rapat dengan keupayaannya untuk menjangkiti atau menyebabkan penyakit. Beberapa kajian telah melaporkan bahawa gelombang elektromagnet UHF dan microwave dapat memusnahkan cangkang virus penyebab penyakit. Seperti yang disebutkan di atas, lubang yang berbeza dapat dikesan dalam sampul virus coronavirus 229E selepas pendedahan 0.1 saat ke gelombang milimeter 95 GHz pada ketumpatan kuasa 70 hingga 100 W/cm2 [8]. Kesan pemindahan tenaga resonan gelombang elektromagnet boleh menyebabkan tekanan yang cukup untuk memusnahkan struktur sampul virus. Untuk virus yang dibungkus, selepas pecah sampul surat, infektiviti 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 pada 8.35 GHz, 320 W/m² dan 7 GHz, 308 w/m², masing -masing selama 15 minit. Untuk membandingkan isyarat RNA virus patogen yang terdedah kepada gelombang elektromagnet dan model berpecah-pecah dan segera dicairkan dalam nitrogen cecair untuk beberapa kitaran, RT-PCR dilakukan. Keputusan menunjukkan bahawa isyarat RNA kedua -dua model sangat konsisten. Keputusan ini menunjukkan bahawa struktur fizikal virus terganggu dan struktur sampul dimusnahkan selepas pendedahan kepada radiasi gelombang mikro.
Aktiviti virus boleh dicirikan oleh keupayaannya untuk menjangkiti, meniru dan menyalin. Infektiviti atau aktiviti virus biasanya dinilai dengan mengukur titer virus menggunakan ujian plak, dos infeksi 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, survival virus, dll.
Telah dilaporkan bahawa gelombang elektromagnet UHF, SHF dan EHF secara langsung dapat mengaktifkan aerosol virus atau virus waterborne. Wu [1] terdedah MS2 bacteriophage aerosol yang dihasilkan oleh nebulizer makmal ke gelombang elektromagnet dengan kekerapan 2450 MHz dan kuasa 700 W selama 1.7 min, manakala kadar survival bacteriophage MS2 hanya 8.66%. Sama seperti aerosol virus MS2, 91.3% daripada MS2 berair tidak diaktifkan dalam masa 1.5 minit selepas pendedahan kepada dos yang sama gelombang elektromagnet. Di samping itu, keupayaan radiasi elektromagnet untuk tidak mengaktifkan virus MS2 adalah berkorelasi positif dengan ketumpatan kuasa dan masa pendedahan. Walau bagaimanapun, apabila kecekapan pengaktifan mencapai nilai maksimumnya, kecekapan pengaktifan tidak dapat ditingkatkan dengan meningkatkan masa pendedahan atau meningkatkan ketumpatan kuasa. Sebagai contoh, virus MS2 mempunyai kadar survival yang minimum sebanyak 2.65% hingga 4.37% selepas pendedahan kepada 2450 MHz dan 700 W gelombang elektromagnet, dan tiada perubahan ketara didapati dengan peningkatan masa pendedahan. Siddharta [3] menyinari penggantungan kultur sel yang mengandungi virus hepatitis C (HCV)/virus immunodeficiency virus jenis 1 (HIV-1) dengan gelombang elektromagnet pada kekerapan 2450 MHz dan kuasa 360 W. Mereka mendapati bahawa virus itu jatuh dengan ketara Selepas 3 minit pendedahan, menunjukkan bahawa radiasi gelombang elektromagnet berkesan terhadap jangkitan HCV dan HIV-1 dan membantu mencegah penghantaran virus walaupun terdedah bersama. Apabila menyinari budaya sel HCV dan penggantungan HIV-1 dengan gelombang elektromagnet kuasa rendah dengan kekerapan 2450 MHz, 90 W atau 180 W, tiada perubahan dalam titer virus, yang ditentukan oleh aktiviti wartawan luciferase, dan perubahan ketara dalam infeksi virus diperhatikan. Pada 600 dan 800 W selama 1 minit, infektiviti kedua -dua virus tidak berkurangan dengan ketara, yang dipercayai berkaitan dengan kuasa radiasi gelombang elektromagnet dan masa pendedahan suhu kritikal.
Kaczmarczyk [8] mula -mula menunjukkan kelemahan gelombang elektromagnet EHF terhadap virus patogen air pada tahun 2021. selama 2 saat. Kecekapan inaktivasi kedua -dua virus patogen masing -masing adalah 99.98% dan 99.375%. yang menunjukkan bahawa gelombang elektromagnet EHF mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang pengaktifan virus.
Keberkesanan pengaktifan 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 radiasi elektromagnetik pada kekerapan 2450 MHz dan kuasa 720 watt. Mereka melaporkan bahawa ujian untuk antigen ADV dan PV-1 menjadi negatif, dan titisan HV-1, PIV-3, dan RHV jatuh ke sifar, menunjukkan inaktivasi lengkap semua virus selepas 4 minit pendedahan [15, 16]. Elhafi [17] secara langsung terdedah swab yang dijangkiti dengan virus bronkitis berjangkit (IBV), pneumovirus burung (APV), virus penyakit Newcastle (NDV), dan virus influenza burung (AIV) ke 2450 MHz, 900 W Microwave ketuhar. kehilangan infektiviti mereka. Antaranya, APV dan IBV juga dikesan dalam budaya organ trakea yang diperolehi daripada embrio anak ayam generasi ke -5. Walaupun virus tidak dapat diasingkan, asid nukleik virus masih dikesan oleh RT-PCR. Ben-Shoshan [18] secara langsung terdedah 2450 MHz, 750 W gelombang elektromagnet kepada 15 sitomegalovirus (CMV) sampel susu positif selama 30 saat. Pengesanan antigen oleh shell-vial menunjukkan pengaktifan lengkap CMV. Walau bagaimanapun, pada 500 W, 2 daripada 15 sampel tidak mencapai ketidakaktifan lengkap, yang menunjukkan korelasi positif antara kecekapan inaktivasi dan kuasa gelombang elektromagnet.
Ia juga perlu diperhatikan bahawa Yang [13] meramalkan kekerapan resonan antara gelombang elektromagnet dan virus berdasarkan model fizikal yang ditubuhkan. Penggantungan zarah virus H3N2 dengan ketumpatan 7.5 × 1014 m-3, yang dihasilkan oleh sel-sel ginjal anjing madin darby yang sensitif virus (MDCK), secara langsung terdedah kepada gelombang elektromagnet pada kekerapan 8 GHz dan kuasa 820 W/m² selama 15 minit. Tahap inaktivasi virus H3N2 mencapai 100%. Walau bagaimanapun, pada ambang teoretikal 82 W/m2, hanya 38% daripada virus H3N2 tidak diaktifkan, menunjukkan bahawa kecekapan pengaktifan virus EM-mediated berkait rapat dengan ketumpatan kuasa. Berdasarkan kajian ini, Barbora [14] mengira julat kekerapan resonan (8.5-20 GHz) antara gelombang elektromagnet dan SARS-COV-2 dan menyimpulkan bahawa 7.5 × 1014 m-3 SARS-cov- 2 terdedah kepada gelombang elektromagnet dengan kekerapan 10-17 GHz dan ketumpatan kuasa 14.5 ± 1 w/m2 selama kira-kira 15 minit akan menghasilkan 100% Deactivation. Satu kajian baru-baru ini oleh Wang [19] menunjukkan bahawa frekuensi resonan SARS-COV-2 adalah 4 dan 7.5 GHz, mengesahkan kewujudan frekuensi resonan yang bebas daripada titer virus.
Kesimpulannya, kita boleh mengatakan bahawa gelombang elektromagnet boleh menjejaskan aerosol dan penggantungan, serta aktiviti virus pada permukaan. Telah didapati bahawa keberkesanan inaktivasi berkait rapat dengan kekerapan dan kuasa gelombang elektromagnet dan medium yang digunakan untuk pertumbuhan virus. Di samping itu, frekuensi elektromagnetik berdasarkan resonans fizikal sangat penting untuk inaktivasi virus [2, 13]. Sehingga kini, kesan gelombang elektromagnet terhadap aktiviti virus patogen telah memberi tumpuan kepada perubahan infektiviti. Oleh kerana mekanisme kompleks, beberapa kajian telah melaporkan kesan gelombang elektromagnet pada replikasi dan transkripsi virus patogen.
Mekanisme yang mana gelombang elektromagnet tidak mengaktifkan virus berkait rapat dengan jenis virus, kekerapan dan kuasa gelombang elektromagnet, dan persekitaran pertumbuhan virus, tetapi masih belum diterokai. Penyelidikan baru -baru ini telah memberi tumpuan kepada mekanisme pemindahan tenaga resonan termal, athermal, dan 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. Oleh kerana harta ini, gelombang elektromagnet dapat meningkatkan suhu virus di atas ambang toleransi fisiologi, menyebabkan kematian virus. Walau bagaimanapun, virus mengandungi beberapa molekul kutub, yang menunjukkan bahawa kesan terma langsung pada virus jarang berlaku [1]. Sebaliknya, terdapat banyak lagi molekul kutub dalam medium dan persekitaran, seperti molekul air, yang bergerak mengikut medan elektrik bergantian 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 infektiviti dan bahkan tidak mengaktifkan virus.
Beberapa kumpulan telah melaporkan bahawa gelombang elektromagnet dapat mengurangkan infektiviti virus melalui pendedahan haba [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] mendedahkan penggantungan coronavirus 229E kepada gelombang elektromagnet pada kekerapan 95 GHz dengan ketumpatan kuasa 70 hingga 100 w/cm² untuk 0.2-0.7 s. Keputusan menunjukkan bahawa peningkatan suhu 100 ° C semasa proses ini menyumbang kepada pemusnahan morfologi virus dan mengurangkan aktiviti virus. Kesan terma ini dapat dijelaskan oleh tindakan gelombang elektromagnet pada molekul air sekitarnya. Siddharta [3] Penggantungan kultur sel yang mengandungi HCV yang disinari genotip yang berlainan, termasuk GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A dan GT7A, dengan gelombang elektromagnet pada kekerapan 2450 MHz dan kuasa 90 W dan 18 W dan 18 WAH, WABIKA pada 90 W dan 18 WAH, WABIKA pada 90 W dan 18 WABIS 90 W dan 18 W dan 18 W dan 18 W dan 18 WAH, WABIKA pada 90 W dan 18 WAH, WABIRA DAN KEGAGALAN 90 W dan 18 W dan 18 WABIH ATAAN PADA 90 W dan 18 W dan 18 W dan 18 WABIH 90 W dan 18, W, 600 W dan 800 Tue dengan peningkatan suhu Medium kultur sel dari 26 ° C hingga 92 ° C, radiasi elektromagnet mengurangkan infektiviti virus atau sepenuhnya tidak aktif virus. 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), sementara tidak ada peningkatan suhu yang signifikan dan perubahan ketara dalam Virus tidak diperhatikan infektiviti 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 radiasi elektromagnet tidak mengaktifkan virus patogen lebih berkesan daripada UV-C dan pemanasan konvensional [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Sebagai tambahan kepada kesan terma, gelombang elektromagnet juga boleh mengubah polaritas molekul seperti protein mikrob dan asid nukleik, menyebabkan molekul berputar dan bergetar, mengakibatkan daya maju atau bahkan kematian [10]. Adalah dipercayai bahawa penukaran cepat polariti gelombang elektromagnet menyebabkan polarisasi protein, yang membawa kepada memutar dan kelengkungan struktur protein dan, pada akhirnya, kepada denaturasi protein [11].
Kesan nonthermal gelombang elektromagnet pada inaktivasi virus masih kontroversial, tetapi kebanyakan kajian telah menunjukkan hasil positif [1, 25]. Seperti yang kita nyatakan di atas, gelombang elektromagnet boleh secara langsung menembusi protein sampul virus MS2 dan memusnahkan asid nukleik virus. Di samping itu, aerosol virus MS2 lebih sensitif terhadap gelombang elektromagnet daripada MS2 berair. Oleh kerana kurang molekul kutub, seperti molekul air, dalam persekitaran yang mengelilingi aerosol virus MS2, kesan Athermic mungkin memainkan peranan penting dalam inaktivasi virus gelombang elektromagnet [1].
Fenomena resonans merujuk kepada kecenderungan sistem fizikal untuk menyerap lebih banyak tenaga dari persekitarannya pada kekerapan dan panjang gelombangnya. Resonans berlaku di banyak tempat. Adalah diketahui bahawa virus bergema dengan gelombang mikro kekerapan yang sama dalam mod dipole akustik terhad, fenomena resonans [2, 13, 26]. Mod interaksi resonan antara gelombang elektromagnet dan virus menarik lebih banyak perhatian. Kesan pemindahan tenaga resonans struktur yang cekap (SRET) dari gelombang elektromagnet ke ayunan akustik tertutup (CAV) dalam virus boleh menyebabkan pecah membran virus disebabkan oleh getaran teras-capsid. Di samping itu, keberkesanan keseluruhan SRET berkaitan dengan sifat persekitaran, di mana saiz dan pH zarah virus menentukan kekerapan resonan dan penyerapan tenaga, masing -masing [2, 13, 19].
Kesan resonans fizikal gelombang elektromagnet memainkan peranan penting dalam pengaktifan virus yang dibungkus, yang dikelilingi oleh membran bilayer yang tertanam dalam protein virus. Para penyelidik mendapati bahawa pengaktifan H3N2 oleh gelombang elektromagnet dengan kekerapan 6 GHz dan ketumpatan kuasa 486 W/m² disebabkan oleh pecah fizikal shell akibat kesan resonans [13]. Suhu penggantungan H3N2 meningkat hanya 7 ° C selepas 15 minit pendedahan, bagaimanapun, untuk pengaktifan virus H3N2 manusia oleh pemanasan haba, suhu di atas 55 ° C diperlukan [9]. Fenomena yang sama telah diperhatikan untuk virus seperti SARS-COV-2 dan H3N1 [13, 14]. Di samping itu, ketidakaktifan virus oleh gelombang elektromagnet tidak membawa kepada kemerosotan genom RNA virus [1,13,14]. Oleh itu, inaktivasi virus H3N2 dipromosikan oleh resonans fizikal dan bukannya pendedahan terma [13].
Berbanding dengan kesan terma gelombang elektromagnet, inaktivasi virus oleh resonans fizikal memerlukan parameter dos yang lebih rendah, yang berada di bawah piawaian keselamatan gelombang mikro yang ditubuhkan oleh Institut Jurutera Elektrik dan Elektronik (IEEE) [2, 13]. Kekerapan resonan dan dos kuasa bergantung kepada sifat fizikal virus, seperti saiz zarah dan keanjalan, dan semua virus dalam kekerapan resonan dapat disasarkan secara efektif untuk inaktivasi. Oleh kerana kadar penembusan yang tinggi, ketiadaan radiasi pengionan, dan keselamatan yang baik, inaktivasi virus yang dimediasi oleh kesan Athermic CPET adalah menjanjikan untuk merawat penyakit malignan manusia yang disebabkan oleh virus patogen [14, 26].
Berdasarkan pelaksanaan inaktivasi virus dalam fasa cecair dan di permukaan pelbagai media, gelombang elektromagnet dapat berurusan dengan aerosol virus [1, 26], yang merupakan kejayaan dan sangat penting untuk mengawal penghantaran penghantaran virus dan menghalang penghantaran virus dalam masyarakat. epidemik. Selain itu, penemuan sifat resonans fizikal gelombang elektromagnet sangat penting dalam bidang ini. Selagi kekerapan resonan virion tertentu dan gelombang elektromagnet diketahui, semua virus dalam julat frekuensi resonan luka boleh disasarkan, yang tidak dapat dicapai dengan kaedah inaktivasi virus tradisional [13,14,26]. Pengaktifan virus elektromagnetik adalah penyelidikan yang menjanjikan dengan penyelidikan yang hebat dan nilai dan potensi yang digunakan.
Berbanding dengan teknologi pembunuhan virus tradisional, gelombang elektromagnet mempunyai ciri -ciri perlindungan alam sekitar yang mudah, berkesan, praktikal apabila membunuh virus kerana sifat fizikalnya yang unik [2, 13]. Walau bagaimanapun, banyak masalah kekal. Pertama, pengetahuan moden adalah terhad kepada sifat fizikal gelombang elektromagnet, dan mekanisme penggunaan tenaga semasa pelepasan gelombang elektromagnet belum didedahkan [10, 27]. Microwave, termasuk gelombang milimeter, telah digunakan secara meluas untuk mengkaji inaktivasi virus dan mekanismenya, bagaimanapun, kajian gelombang elektromagnet pada frekuensi lain, terutama 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 berbentuk sfera dan rod telah dikaji [2]. Di samping itu, zarah virus adalah kecil, bebas sel, bermutasi dengan mudah, dan tersebar dengan cepat, yang boleh menghalang inaktivasi virus. Teknologi gelombang elektromagnet masih perlu diperbaiki untuk mengatasi halangan virus patogen yang tidak aktif. Akhirnya, penyerapan tenaga berseri yang tinggi oleh molekul kutub dalam medium, seperti molekul air, mengakibatkan kehilangan tenaga. Di samping itu, keberkesanan SRET mungkin dipengaruhi oleh beberapa mekanisme yang tidak dikenali dalam virus [28]. Kesan SRET juga boleh mengubah suai virus untuk menyesuaikan diri dengan persekitarannya, mengakibatkan ketahanan terhadap gelombang elektromagnet [29].
Pada masa akan datang, teknologi inaktivasi virus menggunakan gelombang elektromagnet perlu diperbaiki lagi. Penyelidikan saintifik asas harus ditujukan untuk menjelaskan mekanisme inaktivasi virus oleh gelombang elektromagnet. Sebagai contoh, mekanisme menggunakan tenaga virus apabila terdedah kepada gelombang elektromagnet, mekanisme terperinci tindakan bukan termal yang membunuh virus patogen, dan mekanisme kesan SRET antara gelombang elektromagnet dan pelbagai jenis virus harus disahkan secara sistematik. Penyelidikan yang diterapkan harus memberi tumpuan kepada bagaimana untuk mencegah penyerapan tenaga radiasi yang berlebihan oleh molekul polar, mengkaji kesan gelombang elektromagnetik frekuensi yang berlainan pada pelbagai virus patogen, dan mengkaji kesan bukan termal gelombang elektromagnetik dalam pemusnahan virus patogen.
Gelombang elektromagnet telah menjadi kaedah yang menjanjikan untuk tidak aktif virus patogen. Teknologi gelombang elektromagnet mempunyai kelebihan pencemaran yang rendah, kos rendah, dan kecekapan inaktivasi virus patogen yang tinggi, yang dapat mengatasi batasan teknologi anti-virus tradisional. Walau bagaimanapun, penyelidikan lanjut diperlukan untuk menentukan parameter teknologi gelombang elektromagnet dan menjelaskan mekanisme inaktivasi virus.
Dos tertentu radiasi gelombang elektromagnet boleh memusnahkan struktur dan aktiviti banyak virus patogen. Kecekapan inaktivasi virus berkait rapat dengan kekerapan, ketumpatan kuasa, dan masa pendedahan. Di samping itu, mekanisme yang berpotensi termasuk kesan resonans haba, athermal, dan struktur pemindahan tenaga. Berbanding dengan teknologi antiviral tradisional, inaktivasi virus berasaskan gelombang elektromagnet mempunyai kelebihan kesederhanaan, kecekapan tinggi dan pencemaran yang rendah. Oleh itu, inaktivasi virus gelombang elektromagnet telah menjadi teknik antiviral yang menjanjikan untuk aplikasi masa depan.
U yu. Pengaruh radiasi gelombang mikro dan plasma sejuk pada 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 dipole 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. Pengaktifan gelombang mikro HCV dan HIV: Pendekatan baru untuk mencegah penghantaran virus di kalangan pengguna dadah suntikan. Laporan Saintifik 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Penyiasatan dan pemerhatian eksperimen pencemaran dokumen hospital oleh Jurnal Perubatan Cina Pembasmian Microwave [J]. 1987; 4: 221-2.
Kajian awal Sun Wei mengenai mekanisme inaktivasi dan keberkesanan natrium dichloroisocyanate terhadap bacteriophage MS2. Universiti Sichuan. 2007.
Yang LI kajian awal mengenai kesan inaktivasi dan mekanisme tindakan o-phthalaldehyde pada bacteriophage MS2. Universiti Sichuan. 2007.
Wu Ye, Cik Yao. Inaktivasi virus udara di situ oleh radiasi 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 terhadap denyutan pendek radiasi siklotron W-band. 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. Inaktivasi virus influenza untuk kajian antigenik dan ujian rintangan kepada inhibitor 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 nonthermal dari 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 Spike Protein Denaturation on Athermic Microwave Penyinaran. 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 dari gelombang mikro ke ayunan akustik terhad dalam virus. Laporan Saintifik 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Terapi antiviral yang disasarkan menggunakan terapi radiasi yang tidak mengionkan untuk SARS-COV-2 dan penyediaan untuk pandemik virus: kaedah, kaedah, dan nota amalan untuk aplikasi klinikal. PLOS ONE. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Pensterilan gelombang mikro dan faktor yang mempengaruhinya. Jurnal Perubatan Cina. 1993; (04): 246-51.
Page WJ, Martin WG Survival mikrob dalam ketuhar gelombang mikro. Anda boleh J mikroorganisma. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS microwave atau rawatan autoklaf memusnahkan infektiviti 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 dari susu ibu: kajian perintis. Perubatan menyusu. 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, dan lain-lain. Diagnostik cahaya Photodyne ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M, dan sebagainya. Laporan Saintifik 2020; 10 (1): 22421.