Mga epekto ng mga electromagnetic waves sa mga pathogen virus at mga kaugnay na mekanismo: isang pagsusuri sa Journal of Virology

Ang mga impeksyon sa pathogenic viral ay naging isang pangunahing problema sa kalusugan sa publiko sa buong mundo. Ang mga virus ay maaaring makahawa sa lahat ng mga cellular organismo at maging sanhi ng iba't ibang antas ng pinsala at pinsala, na humahantong sa sakit at kahit na kamatayan. Sa paglaganap ng mga mataas na pathogenic na mga virus tulad ng malubhang talamak na respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-COV-2), mayroong isang kagyat na pangangailangan upang bumuo ng epektibo at ligtas na pamamaraan upang hindi aktibo ang mga pathogen virus. Ang mga tradisyunal na pamamaraan para sa hindi aktibo na mga virus ng pathogen ay praktikal ngunit may ilang mga limitasyon. Sa mga katangian ng mataas na lakas ng pagtagos, pisikal na resonance at walang polusyon, ang mga electromagnetic waves ay naging isang potensyal na diskarte para sa hindi aktibo ng mga pathogenic virus at nakakaakit ng pagtaas ng pansin. Ang artikulong ito ay nagbibigay ng isang pangkalahatang -ideya ng mga kamakailang mga pahayagan sa epekto ng mga electromagnetic waves sa mga pathogen virus at ang kanilang mga mekanismo, pati na rin ang mga prospect para sa paggamit ng mga electromagnetic waves para sa hindi aktibo ng mga pathogenic virus, pati na rin ang mga bagong ideya at pamamaraan para sa naturang hindi aktibo.
Maraming mga virus ang mabilis na kumalat, nagpapatuloy sa loob ng mahabang panahon, ay lubos na pathogen at maaaring maging sanhi ng pandaigdigang mga epidemya at malubhang panganib sa kalusugan. Ang pag -iwas, pagtuklas, pagsubok, pag -aalis at paggamot ay mga pangunahing hakbang upang ihinto ang pagkalat ng virus. Ang mabilis at mahusay na pag -aalis ng mga pathogen virus ay may kasamang prophylactic, proteksiyon, at pag -aalis ng mapagkukunan. Ang hindi aktibo ng mga virus ng pathogen sa pamamagitan ng pagkawasak ng physiological upang mabawasan ang kanilang impeksyon, ang pathogenicity at kapasidad ng reproduktibo ay isang epektibong pamamaraan ng kanilang pag -aalis. Ang mga tradisyunal na pamamaraan, kabilang ang mataas na temperatura, kemikal at ionizing radiation, ay maaaring epektibong hindi aktibo ang mga pathogen virus. Gayunpaman, ang mga pamamaraan na ito ay mayroon pa ring ilang mga limitasyon. Samakatuwid, mayroon pa ring isang kagyat na pangangailangan upang makabuo ng mga makabagong mga diskarte para sa hindi aktibo ng mga pathogen virus.
Ang paglabas ng mga electromagnetic waves ay may mga pakinabang ng mataas na lakas ng pagtagos, mabilis at pantay na pag -init, resonance na may mga microorganism at paglabas ng plasma, at inaasahan na maging isang praktikal na pamamaraan para sa hindi aktibo na mga pathogen virus [1,2,3]. Ang kakayahan ng mga electromagnetic waves upang hindi aktibo ang mga pathogen virus ay ipinakita sa huling siglo [4]. Sa mga nagdaang taon, ang paggamit ng mga electromagnetic waves para sa hindi aktibo ng mga pathogen virus ay nakakaakit ng pagtaas ng pansin. Tinatalakay ng artikulong ito ang epekto ng mga electromagnetic waves sa mga pathogen virus at ang kanilang mga mekanismo, na maaaring magsilbing isang kapaki -pakinabang na gabay para sa pangunahing at inilapat na pananaliksik.
Ang mga katangian ng morphological ng mga virus ay maaaring sumasalamin sa mga pag -andar tulad ng kaligtasan at impeksyon. Ipinakita na ang mga electromagnetic waves, lalo na ang Ultra High Frequency (UHF) at Ultra High Frequency (EHF) Electromagnetic Waves, ay maaaring makagambala sa morpolohiya ng mga virus.
Ang Bacteriophage MS2 (MS2) ay madalas na ginagamit sa iba't ibang mga lugar ng pananaliksik tulad ng pagsusuri sa pagdidisimpekta, pagmomolde ng kinetic (may tubig), at biological characterization ng mga virus na molekula [5, 6]. Natagpuan ng WU na ang mga microwaves sa 2450 MHz at 700 W ay nagdulot ng pagsasama -sama at makabuluhang pag -urong ng MS2 aquatic phages pagkatapos ng 1 minuto ng direktang pag -iilaw [1]. Matapos ang karagdagang pagsisiyasat, ang isang pahinga sa ibabaw ng phage ng MS2 ay na -obserbahan din [7]. Ang Kaczmarczyk [8] nakalantad na mga suspensyon ng mga sample ng coronavirus 229E (CoV-229E) sa mga milimetro na alon na may dalas ng 95 GHz at isang density ng kuryente na 70 hanggang 100 w/cm2 para sa 0.1 s. Ang mga malalaking butas ay matatagpuan sa magaspang na spherical shell ng virus, na humahantong sa pagkawala ng mga nilalaman nito. Ang pagkakalantad sa mga electromagnetic waves ay maaaring mapanira sa mga form na viral. Gayunpaman, ang mga pagbabago sa mga katangian ng morphological, tulad ng hugis, diameter at pagiging maayos ng ibabaw, pagkatapos ng pagkakalantad sa virus na may electromagnetic radiation ay hindi alam. Samakatuwid, mahalaga na pag -aralan ang ugnayan sa pagitan ng mga tampok na morphological at mga sakit sa pag -andar, na maaaring magbigay ng mahalagang at maginhawang mga tagapagpahiwatig para sa pagtatasa ng hindi aktibo na virus [1].
Ang istraktura ng viral ay karaniwang binubuo ng isang panloob na nucleic acid (RNA o DNA) at isang panlabas na capsid. Natutukoy ng mga nucleic acid ang mga katangian ng genetic at pagtitiklop ng mga virus. Ang capsid ay ang panlabas na layer ng regular na nakaayos na mga subunit ng protina, ang pangunahing scaffolding at antigenic na bahagi ng mga particle ng virus, at pinoprotektahan din ang mga nucleic acid. Karamihan sa mga virus ay may istraktura ng sobre na binubuo ng mga lipid at glycoproteins. Bilang karagdagan, tinutukoy ng mga protina ng sobre ang pagiging tiyak ng mga receptor at nagsisilbing pangunahing antigens na makikilala ng immune system ng host. Tinitiyak ng kumpletong istraktura ang integridad at genetic na katatagan ng virus.
Ipinakita ng pananaliksik na ang mga electromagnetic waves, lalo na ang mga UHF electromagnetic waves, ay maaaring makapinsala sa RNA ng mga virus na sanhi ng sakit. Ang Wu [1] ay direktang nakalantad ang may tubig na kapaligiran ng virus ng MS2 sa 2450 MHz microwaves para sa 2 minuto at sinuri ang mga genes na nag -encode ng protina A, capsid protein, replicase protein, at cleavage protein ng gel electrophoresis at reverse transkripsyon polymerase chain reaksyon. RT-PCR). Ang mga gen na ito ay unti -unting nawasak na may pagtaas ng density ng kapangyarihan at nawala pa sa pinakamataas na density ng kuryente. Halimbawa, ang pagpapahayag ng protina ng isang gene (934 bp) ay makabuluhang nabawasan pagkatapos ng pagkakalantad sa mga electromagnetic waves na may lakas na 119 at 385 W at ganap na nawala kapag ang density ng kuryente ay nadagdagan sa 700 W. Ang mga data na ito ay nagpapahiwatig na ang mga electromagnetic waves ay maaaring, Depende sa dosis, sirain ang istraktura ng mga nucleic acid ng mga virus.
Ang mga kamakailang pag -aaral ay nagpakita na ang epekto ng mga electromagnetic waves sa mga pathogenic viral protein ay pangunahing batay sa kanilang hindi direktang thermal na epekto sa mga tagapamagitan at ang kanilang hindi direktang epekto sa synthesis ng protina dahil sa pagkawasak ng mga nucleic acid [1, 3, 8, 9]. Gayunpaman, ang mga athermic effects ay maaari ring baguhin ang polarity o istraktura ng mga virus na protina [1, 10, 11]. Ang direktang epekto ng mga electromagnetic waves sa pangunahing istruktura/hindi istrukturang protina tulad ng mga protina ng capsid, mga protina ng sobre o mga spike protein ng mga pathogenic virus ay nangangailangan pa rin ng karagdagang pag-aaral. Kamakailan lamang ay iminungkahi na ang 2 minuto ng electromagnetic radiation sa dalas ng 2.45 GHz na may lakas na 700 W ay maaaring makipag -ugnay sa iba't ibang mga praksyon ng mga singil sa protina sa pamamagitan ng pagbuo ng mga hot spot at pag -oscillating electric field sa pamamagitan ng puro electromagnetic effects [12].
Ang sobre ng isang pathogenic virus ay malapit na nauugnay sa kakayahang makahawa o maging sanhi ng sakit. Maraming mga pag-aaral ang nag-ulat na ang UHF at microwave electromagnetic waves ay maaaring sirain ang mga shell ng mga virus na sanhi ng sakit. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga natatanging butas ay maaaring makita sa viral sobre ng coronavirus 229E pagkatapos ng 0.1 pangalawang pagkakalantad sa 95 GHz milimetro na alon sa isang density ng kuryente na 70 hanggang 100 w/cm2 [8]. Ang epekto ng resonant na paglipat ng enerhiya ng mga electromagnetic waves ay maaaring maging sanhi ng sapat na stress upang sirain ang istraktura ng sobre ng virus. Para sa mga nakapaloob na mga virus, pagkatapos ng pagkawasak ng sobre, ang impeksyon o ilang aktibidad ay karaniwang bumababa o ganap na nawala [13, 14]. Inilantad ni Yang [13] ang virus ng H3N2 (H3N2) at ang virus ng H1N1 (H1N1) sa mga microwaves sa 8.35 GHz, 320 w/m² at 7 GHz, 308 w/m², ayon sa pagkakabanggit, sa loob ng 15 minuto. Upang ihambing ang mga signal ng RNA ng mga pathogen virus na nakalantad sa mga electromagnetic waves at isang fragmented model na nagyelo at agad na natunaw sa likidong nitrogen para sa maraming mga siklo, isinagawa ang RT-PCR. Ang mga resulta ay nagpakita na ang mga signal ng RNA ng dalawang modelo ay napaka -pare -pareho. Ang mga resulta na ito ay nagpapahiwatig na ang pisikal na istraktura ng virus ay nagambala at ang istraktura ng sobre ay nawasak pagkatapos ng pagkakalantad sa radiation ng microwave.
Ang aktibidad ng isang virus ay maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng kakayahang makahawa, magtiklop at mag -transcribe. Ang viral infectivity o aktibidad ay karaniwang nasuri sa pamamagitan ng pagsukat ng mga viral titers gamit ang plaka assays, tissue culture median infective dosis (TCID50), o aktibidad ng luciferase reporter gene. Ngunit maaari rin itong masuri nang direkta sa pamamagitan ng paghiwalayin ang live na virus o sa pamamagitan ng pagsusuri ng viral antigen, viral particle density, kaligtasan ng virus, atbp.
Naiulat na ang UHF, SHF at EHF electromagnetic waves ay maaaring direktang hindi aktibo ang mga viral aerosol o mga virus ng tubig. Ang Wu [1] nakalantad na MS2 bacteriophage aerosol na nabuo ng isang nebulizer ng laboratoryo sa mga electromagnetic waves na may dalas na 2450 MHz at isang kapangyarihan ng 700 W para sa 1.7 min, habang ang rate ng kaligtasan ng bakterya ng MS2 ay 8.66%lamang. Katulad sa MS2 viral aerosol, 91.3% ng may tubig na MS2 ay hindi aktibo sa loob ng 1.5 minuto pagkatapos ng pagkakalantad sa parehong dosis ng mga electromagnetic waves. Bilang karagdagan, ang kakayahan ng electromagnetic radiation upang hindi aktibo ang virus ng MS2 ay positibong nakakaugnay sa density ng kuryente at oras ng pagkakalantad. Gayunpaman, kapag ang kahusayan ng pag -deactivation ay umabot sa pinakamataas na halaga nito, ang kahusayan ng pag -deactivation ay hindi maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagtaas ng oras ng pagkakalantad o pagtaas ng density ng kuryente. Halimbawa, ang virus ng MS2 ay may kaunting rate ng kaligtasan ng 2.65% hanggang 4.37% pagkatapos ng pagkakalantad sa 2450 MHz at 700 W electromagnetic waves, at walang mga makabuluhang pagbabago na natagpuan sa pagtaas ng oras ng pagkakalantad. Siddharta [3] irradiated isang cell culture suspension na naglalaman ng hepatitis C virus (HCV)/human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) na may mga electromagnetic waves sa dalas ng 2450 MHz at isang lakas ng 360 W. Natagpuan nila na ang mga titers ng virus ay bumaba nang malaki Matapos ang 3 minuto ng pagkakalantad, na nagpapahiwatig na ang electromagnetic wave radiation ay epektibo laban sa HCV at HIV-1 na pagkakahawa at tumutulong na maiwasan ang paghahatid ng virus kahit na nakalantad nang magkasama. Kapag ang pag-iilaw ng mga kultura ng cell ng HCV at mga suspensyon ng HIV-1 na may mababang lakas na electromagnetic na alon na may dalas na 2450 MHz, 90 W o 180 W, walang pagbabago sa titulo ng virus, na tinutukoy ng aktibidad ng reporter ng luciferase, at isang makabuluhang pagbabago sa impeksyon sa viral ay sinusunod. Sa 600 at 800 W sa loob ng 1 minuto, ang impeksyon ng parehong mga virus ay hindi makabuluhang bumaba, na pinaniniwalaang nauugnay sa kapangyarihan ng electromagnetic wave radiation at ang oras ng kritikal na pagkakalantad sa temperatura.
Una nang ipinakita ng Kaczmarczyk [8] ang pagkamatay ng EHF electromagnetic waves laban sa mga virus ng pathogen ng tubig sa 2021. Inilantad nila ang mga halimbawa ng coronavirus 229E o poliovirus (PV) sa mga electromagnetic waves sa dalas ng 95 GHz at isang density ng kuryente ng 70 hanggang 100 w/cm2 sa loob ng 2 segundo. Ang hindi aktibo na kahusayan ng dalawang pathogenic virus ay 99.98% at 99.375%, ayon sa pagkakabanggit. na nagpapahiwatig na ang EHF electromagnetic waves ay may malawak na mga prospect ng aplikasyon sa larangan ng hindi aktibo na virus.
Ang pagiging epektibo ng hindi aktibo ng UHF ng mga virus ay nasuri din sa iba't ibang media tulad ng gatas ng suso at ilang mga materyales na karaniwang ginagamit sa bahay. Inilantad ng mga mananaliksik ang mga maskara ng anesthesia na nahawahan ng adenovirus (ADV), poliovirus type 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) at rhinovirus (RHV) sa electromagnetic radiation sa dalas ng 2450 MHz at isang kapangyarihan ng 720 watts. Iniulat nila na ang mga pagsubok para sa mga antigens ng ADV at PV-1 ay naging negatibo, at ang HV-1, PIV-3, at RHV titers ay bumaba sa zero, na nagpapahiwatig ng kumpletong hindi aktibo ng lahat ng mga virus pagkatapos ng 4 na minuto ng pagkakalantad [15, 16]. Ang Elhafi [17] ay direktang nakalantad na mga swab na nahawahan ng avian nakakahawang brongkitis (IBV), avian pneumovirus (APV), virus ng sakit na Newcastle (NDV), at avian influenza virus (AIV) sa isang 2450 MHz, 900 w microwave oven. mawalan ng kanilang impeksyon. Kabilang sa mga ito, ang APV at IBV ay karagdagan na napansin sa mga kultura ng mga organo ng tracheal na nakuha mula sa mga embryo ng sisiw ng ika -5 henerasyon. Kahit na ang virus ay hindi maaaring ihiwalay, ang viral nucleic acid ay napansin pa rin ng RT-PCR. Ben-Shoshan [18] direktang nakalantad 2450 MHz, 750 W electromagnetic waves sa 15 cytomegalovirus (CMV) positibong mga sample ng gatas ng suso sa loob ng 30 segundo. Ang pagtuklas ng antigen sa pamamagitan ng shell-vial ay nagpakita ng kumpletong hindi aktibo ng CMV. Gayunpaman, sa 500 W, 2 sa 15 mga halimbawa ay hindi nakamit ang kumpletong hindi aktibo, na nagpapahiwatig ng isang positibong ugnayan sa pagitan ng hindi aktibo na kahusayan at ang kapangyarihan ng mga electromagnetic waves.
Kapansin -pansin din na hinulaang ni Yang [13] ang dalas ng resonant sa pagitan ng mga electromagnetic waves at mga virus batay sa itinatag na mga pisikal na modelo. Ang isang pagsuspinde ng mga particle ng virus ng H3N2 na may density na 7.5 × 1014 M-3, na ginawa ng mga virus-sensitive na Madin Darby dog ​​kidney cells (MDCK), ay direktang nakalantad sa mga electromagnetic waves sa dalas ng 8 GHz at isang lakas ng 820 W/m² sa loob ng 15 minuto. Ang antas ng hindi aktibo ng H3N2 virus ay umabot sa 100%. Gayunpaman, sa isang teoretikal na threshold ng 82 W/m2, 38% lamang ng H3N2 virus ang hindi aktibo, na nagmumungkahi na ang kahusayan ng hindi aktibo na virus ng EM-mediated ay malapit na nauugnay sa density ng kuryente. Batay sa pag-aaral na ito, kinakalkula ng Barbora [14] ang resonant frequency range (8.5–20 GHz) sa pagitan ng mga electromagnetic waves at SARS-COV-2 at natapos na 7.5 × 1014 M-3 ng SARS-Cov- 2 na nakalantad sa mga electromagnetic waves isang alon ng isang alon na may dalas ng 10-17 GHz at isang density ng kuryente na 14.5 ± 1 w/m2 para sa humigit-kumulang na 15 minuto ay magreresulta sa 100% Deactivation. Ang isang kamakailang pag-aaral ni Wang [19] ay nagpakita na ang mga resonant frequency ng SARS-CoV-2 ay 4 at 7.5 GHz, na kinukumpirma ang pagkakaroon ng mga resonant frequency na independiyenteng ng virus titer.
Sa konklusyon, masasabi natin na ang mga electromagnetic waves ay maaaring makaapekto sa mga aerosol at suspensyon, pati na rin ang aktibidad ng mga virus sa mga ibabaw. Napag -alaman na ang pagiging epektibo ng hindi aktibo ay malapit na nauugnay sa dalas at lakas ng mga electromagnetic waves at ang daluyan na ginamit para sa paglaki ng virus. Bilang karagdagan, ang mga electromagnetic frequency batay sa mga pisikal na resonances ay napakahalaga para sa hindi aktibo na virus [2, 13]. Hanggang ngayon, ang epekto ng mga electromagnetic waves sa aktibidad ng mga pathogen virus ay pangunahing nakatuon sa pagbabago ng impeksyon. Dahil sa kumplikadong mekanismo, maraming mga pag -aaral ang nag -ulat ng epekto ng mga electromagnetic waves sa pagtitiklop at transkripsyon ng mga pathogen virus.
Ang mga mekanismo na kung saan ang mga alon ng electromagnetic ay hindi aktibo na mga virus ay malapit na nauugnay sa uri ng virus, dalas at kapangyarihan ng mga electromagnetic waves, at ang paglago ng kapaligiran ng virus, ngunit nananatiling higit sa hindi maipaliwanag. Ang kamakailang pananaliksik ay nakatuon sa mga mekanismo ng thermal, athermal, at istruktura na resonant na paglipat ng enerhiya.
Ang thermal effect ay nauunawaan bilang isang pagtaas ng temperatura na sanhi ng pag-ikot ng high-speed, pagbangga at alitan ng mga polar molekula sa mga tisyu sa ilalim ng impluwensya ng mga electromagnetic waves. Dahil sa pag -aari na ito, ang mga electromagnetic waves ay maaaring itaas ang temperatura ng virus sa itaas ng threshold ng physiological tolerance, na nagiging sanhi ng pagkamatay ng virus. Gayunpaman, ang mga virus ay naglalaman ng ilang mga molekula ng polar, na nagmumungkahi na ang mga direktang thermal effects sa mga virus ay bihirang [1]. Sa kabilang banda, maraming mga polar molekula sa daluyan at kapaligiran, tulad ng mga molekula ng tubig, na gumagalaw alinsunod sa alternating electric field na nasasabik sa pamamagitan ng mga electromagnetic waves, na bumubuo ng init sa pamamagitan ng alitan. Ang init ay pagkatapos ay ilipat sa virus upang itaas ang temperatura nito. Kapag ang threshold ng pagpapaubaya ay lumampas, ang mga nucleic acid at protina ay nawasak, na sa huli ay binabawasan ang pagkakahawa at kahit na hindi aktibo ang virus.
Maraming mga grupo ang nag -ulat na ang mga electromagnetic waves ay maaaring mabawasan ang impeksyon ng mga virus sa pamamagitan ng thermal exposure [1, 3, 8]. Ang Kaczmarczyk [8] nakalantad na mga suspensyon ng coronavirus 229E sa mga electromagnetic waves sa dalas ng 95 GHz na may density ng kuryente na 70 hanggang 100 w/cm² para sa 0.2-0.7 s. Ang mga resulta ay nagpakita na ang pagtaas ng temperatura ng 100 ° C sa prosesong ito ay nag -ambag sa pagkawasak ng morphology ng virus at nabawasan ang aktibidad ng virus. Ang mga thermal effects na ito ay maaaring maipaliwanag sa pamamagitan ng pagkilos ng mga electromagnetic waves sa nakapalibot na mga molekula ng tubig. Siddharta [3] irradiated HCV na naglalaman ng mga suspensyon ng kultura ng cell ng iba't ibang mga genotypes, kabilang ang GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A at GT7A, na may mga electromagnetic waves sa isang dalas ng 2450 MHz at isang kapangyarihan ng 90 W at 180 W, 360 W, 600 W at 800 Tue na may pagtaas sa temperatura ng kultura ng cell Katamtaman mula 26 ° C hanggang 92 ° C, ang electromagnetic radiation ay nabawasan ang impeksyon ng virus o ganap na hindi aktibo ang virus. Ngunit ang HCV ay nakalantad sa mga electromagnetic waves sa isang maikling panahon sa mababang lakas (90 o 180 W, 3 minuto) o mas mataas na kapangyarihan (600 o 800 W, 1 minuto), habang walang makabuluhang pagtaas sa temperatura at isang makabuluhang pagbabago sa Ang virus ay hindi napansin na impeksyon o aktibidad.
Ang mga resulta sa itaas ay nagpapahiwatig na ang thermal effect ng mga electromagnetic waves ay isang pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa impeksyon o aktibidad ng mga pathogen virus. Bilang karagdagan, maraming mga pag-aaral ang nagpakita na ang thermal effect ng electromagnetic radiation ay hindi aktibo ang mga pathogen virus na mas epektibo kaysa sa UV-C at maginoo na pag-init [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Bilang karagdagan sa mga thermal effects, ang mga electromagnetic waves ay maaari ring baguhin ang polarity ng mga molekula tulad ng mga microbial protein at nucleic acid, na nagiging sanhi ng mga molekula na paikutin at mag -vibrate, na nagreresulta sa nabawasan na kakayahang umangkop o kahit na kamatayan [10]. Ito ay pinaniniwalaan na ang mabilis na paglipat ng polarity ng mga electromagnetic waves ay nagdudulot ng polariseysyon ng protina, na humahantong sa pag -twist at kurbada ng istraktura ng protina at, sa huli, sa denaturation ng protina [11].
Ang nonthermal na epekto ng mga electromagnetic waves sa virus inactivation ay nananatiling kontrobersyal, ngunit ang karamihan sa mga pag -aaral ay nagpakita ng mga positibong resulta [1, 25]. Tulad ng nabanggit namin sa itaas, ang mga electromagnetic waves ay maaaring direktang tumagos sa protina ng sobre ng virus ng MS2 at sirain ang nucleic acid ng virus. Bilang karagdagan, ang mga virus aerosol ng MS2 ay mas sensitibo sa mga electromagnetic waves kaysa sa may tubig na MS2. Dahil sa mas kaunting mga molekula ng polar, tulad ng mga molekula ng tubig, sa kapaligiran na nakapalibot sa mga aerosol ng virus ng MS2, ang mga epekto ng athermic ay maaaring maglaro ng isang pangunahing papel sa electromagnetic wave-mediated virus inactivation [1].
Ang kababalaghan ng resonance ay tumutukoy sa pagkahilig ng isang pisikal na sistema upang sumipsip ng mas maraming enerhiya mula sa kapaligiran nito sa natural na dalas at haba ng haba. Ang resonance ay nangyayari sa maraming lugar sa kalikasan. Ito ay kilala na ang mga virus ay sumasalamin sa mga microwaves ng parehong dalas sa isang limitadong acoustic dipole mode, isang resonance phenomenon [2, 13, 26]. Ang mga resonant mode ng pakikipag -ugnay sa pagitan ng isang electromagnetic wave at isang virus ay nakakaakit ng higit at mas pansin. Ang epekto ng mahusay na istruktura ng resonance energy transfer (SRET) mula sa mga electromagnetic waves hanggang sa sarado na acoustic oscillations (CAV) sa mga virus ay maaaring humantong sa pagkawasak ng viral membrane dahil sa pagsalungat sa mga core-capid na panginginig. Bilang karagdagan, ang pangkalahatang pagiging epektibo ng SRET ay nauugnay sa likas na katangian ng kapaligiran, kung saan ang laki at pH ng virus na butil ay matukoy ang dalas ng resonant at pagsipsip ng enerhiya, ayon sa pagkakabanggit [2, 13, 19].
Ang pisikal na resonans na epekto ng mga electromagnetic waves ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa hindi aktibo ng mga enveloped virus, na napapalibutan ng isang bilayer membrane na naka -embed sa mga virus na protina. Natagpuan ng mga mananaliksik na ang pag -deactivation ng H3N2 sa pamamagitan ng mga electromagnetic waves na may dalas ng 6 GHz at isang density ng kapangyarihan na 486 w/m² ay pangunahing sanhi ng pisikal na pagkalagot ng shell dahil sa epekto ng resonans [13]. Ang temperatura ng suspensyon ng H3N2 ay nadagdagan lamang ng 7 ° C pagkatapos ng 15 minuto ng pagkakalantad, gayunpaman, para sa hindi aktibo ng virus ng H3N2 ng tao sa pamamagitan ng thermal heating, ang isang temperatura na higit sa 55 ° C ay kinakailangan [9]. Ang mga katulad na phenomena ay na-obserbahan para sa mga virus tulad ng SARS-CoV-2 at H3N1 [13, 14]. Bilang karagdagan, ang hindi aktibo ng mga virus sa pamamagitan ng mga electromagnetic waves ay hindi humantong sa pagkasira ng mga virus na RNA genom [1,13,14]. Kaya, ang hindi aktibo ng H3N2 virus ay na -promote ng pisikal na resonance sa halip na thermal exposure [13].
Kung ikukumpara sa thermal effect ng mga electromagnetic waves, ang hindi aktibo ng mga virus sa pamamagitan ng pisikal na resonance ay nangangailangan ng mas mababang mga parameter ng dosis, na nasa ilalim ng mga pamantayan sa kaligtasan ng microwave na itinatag ng Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. Ang resonant frequency at power dosis ay nakasalalay sa mga pisikal na katangian ng virus, tulad ng laki ng butil at pagkalastiko, at lahat ng mga virus sa loob ng resonant frequency ay maaaring epektibong ma -target para sa hindi aktibo. Dahil sa mataas na rate ng pagtagos, ang kawalan ng ionizing radiation, at mahusay na kaligtasan, ang hindi aktibo na virus na pinagsama ng athermic na epekto ng CPET ay nangangako para sa paggamot ng mga malignant na sakit na dulot ng mga pathogenic virus [14, 26].
Batay sa pagpapatupad ng hindi aktibo ng virus at pinipigilan ang paghahatid ng virus sa lipunan. epidemya. Bukod dito, ang pagtuklas ng mga pisikal na katangian ng resonance ng mga electromagnetic waves ay may kahalagahan sa larangang ito. Hangga't ang resonant frequency ng isang partikular na virion at electromagnetic waves ay kilala, ang lahat ng mga virus sa loob ng resonant frequency range ng sugat ay maaaring ma -target, na hindi makamit sa tradisyonal na mga pamamaraan ng hindi aktibo na virus [13,14,26]. Ang electromagnetic inactivation ng mga virus ay isang promising na pananaliksik na may mahusay na pananaliksik at inilapat na halaga at potensyal.
Kung ikukumpara sa tradisyunal na teknolohiya ng pagpatay sa virus, ang mga electromagnetic waves ay may mga katangian ng simple, epektibo, praktikal na proteksyon sa kapaligiran kapag pumapatay ng mga virus dahil sa natatanging mga pisikal na katangian [2, 13]. Gayunpaman, maraming mga problema ang nananatili. Una, ang modernong kaalaman ay limitado sa mga pisikal na katangian ng mga electromagnetic waves, at ang mekanismo ng paggamit ng enerhiya sa panahon ng paglabas ng mga electromagnetic waves ay hindi isiniwalat [10, 27]. Ang mga Microwaves, kabilang ang mga alon ng milimetro, ay malawakang ginagamit upang pag -aralan ang hindi aktibo na virus at mga mekanismo nito, gayunpaman, ang mga pag -aaral ng mga electromagnetic waves sa iba pang mga frequency, lalo na sa mga frequency mula sa 100 kHz hanggang 300 MHz at mula sa 300 GHz hanggang 10 THz, ay hindi naiulat. Pangalawa, ang mekanismo ng pagpatay ng mga pathogenic na mga virus sa pamamagitan ng mga electromagnetic waves ay hindi pa napapawi, at ang mga spherical at rod-shaped na mga virus ay pinag-aralan [2]. Bilang karagdagan, ang mga particle ng virus ay maliit, walang cell, madali ang mutate, at mabilis na kumalat, na maaaring maiwasan ang hindi aktibo na virus. Ang teknolohiyang alon ng electromagnetic ay kailangan pa ring mapabuti upang malampasan ang sagabal ng mga hindi aktibo na mga pathogen virus. Sa wakas, ang mataas na pagsipsip ng nagliliwanag na enerhiya sa pamamagitan ng mga molekula ng polar sa daluyan, tulad ng mga molekula ng tubig, ay nagreresulta sa pagkawala ng enerhiya. Bilang karagdagan, ang pagiging epektibo ng SRET ay maaaring maapektuhan ng maraming hindi nakikilalang mga mekanismo sa mga virus [28]. Ang epekto ng SRET ay maaari ring baguhin ang virus upang umangkop sa kapaligiran nito, na nagreresulta sa paglaban sa mga electromagnetic waves [29].
Sa hinaharap, ang teknolohiya ng hindi aktibo na virus gamit ang mga electromagnetic waves ay kailangang mas mapabuti. Ang pangunahing pang -agham na pananaliksik ay dapat na naglalayong mapawi ang mekanismo ng hindi aktibo ng virus ng mga electromagnetic waves. Halimbawa, ang mekanismo ng paggamit ng enerhiya ng mga virus kapag nakalantad sa mga electromagnetic waves, ang detalyadong mekanismo ng di-thermal na pagkilos na pumapatay ng mga pathogenic virus, at ang mekanismo ng sret na epekto sa pagitan ng mga electromagnetic waves at iba't ibang uri ng mga virus ay dapat na sistematikong elucidated. Ang inilapat na pananaliksik ay dapat na nakatuon sa kung paano maiwasan ang labis na pagsipsip ng enerhiya ng radiation sa pamamagitan ng mga polar molekula, pag-aralan ang epekto ng mga electromagnetic waves ng iba't ibang mga frequency sa iba't ibang mga pathogen virus, at pag-aralan ang mga di-thermal effects ng mga electromagnetic waves sa pagkasira ng mga pathogen virus.
Ang mga electromagnetic waves ay naging isang promising na pamamaraan para sa hindi aktibo ng mga pathogen virus. Ang teknolohiyang alon ng electromagnetic ay may mga pakinabang ng mababang polusyon, mababang gastos, at kahusayan ng hindi aktibo na virus ng pathogen, na maaaring pagtagumpayan ang mga limitasyon ng tradisyunal na teknolohiyang anti-virus. Gayunpaman, ang karagdagang pananaliksik ay kinakailangan upang matukoy ang mga parameter ng teknolohiyang electromagnetic wave at mapalabas ang mekanismo ng hindi aktibo na virus.
Ang isang tiyak na dosis ng electromagnetic wave radiation ay maaaring sirain ang istraktura at aktibidad ng maraming mga pathogenic virus. Ang kahusayan ng hindi aktibo na virus ay malapit na nauugnay sa dalas, density ng kuryente, at oras ng pagkakalantad. Bilang karagdagan, ang mga potensyal na mekanismo ay kasama ang thermal, athermal, at istruktura na mga epekto ng resonance ng paglipat ng enerhiya. Kung ikukumpara sa tradisyonal na mga teknolohiya ng antiviral, ang hindi aktibo na batay sa electromagnetic wave na hindi aktibo ay may pakinabang ng pagiging simple, mataas na kahusayan at mababang polusyon. Samakatuwid, ang electromagnetic wave-mediated virus inactivation ay naging isang promising antiviral technique para sa mga aplikasyon sa hinaharap.
U yu. Impluwensya ng microwave radiation at malamig na plasma sa aktibidad ng bioaerosol at mga kaugnay na mekanismo. Peking University. Taon 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonant dipole pagkabit ng microwaves at limitadong acoustic oscillations sa baculoviruses. Ulat sa Siyentipiko 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, anggakusuma, Engelmann M, et al. Ang hindi aktibo ng Microwave ng HCV at HIV: Isang bagong diskarte upang maiwasan ang paghahatid ng virus sa mga iniksyon na gumagamit ng droga. Ulat sa Siyentipiko 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Pagsisiyasat at pang -eksperimentong pagmamasid sa kontaminasyon ng mga dokumento sa ospital sa pamamagitan ng microwave disinfection [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4: 221-2.
Ang paunang pag -aaral ng Sun Wei ng mekanismo ng hindi aktibo at pagiging epektibo ng sodium dichloroisocyanate laban sa bacteriophage MS2. Sichuan University. 2007.
Ang paunang pag-aaral ng Yang Li ng hindi aktibo na epekto at mekanismo ng pagkilos ng o-phthalaldehyde sa bacteriophage MS2. Sichuan University. 2007.
Wu ye, Ms. Yao. Ang hindi aktibo ng isang airborne virus sa lugar ng microwave radiation. Chinese Science Bulletin. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Ang mga coronavirus at polioviruses ay sensitibo sa mga maikling pulso ng radiation ng W-band cyclotron. Sulat sa kimika sa kapaligiran. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Ang hindi aktibo na virus ng Influenza para sa mga pag -aaral ng antigenicity at paglaban ay nagsasabing sa mga inhibitor ng phenotypic neuraminidase. Journal of Clinical Microbiology. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Pangkalahatang -ideya ng microwave isterilisasyon. Guangdong Micronutrient Science. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Nonthermal biological effects ng microwaves sa mga microorganism ng pagkain at teknolohiya ng isterilisasyon ng microwave [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, LaPolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2 spike protein denaturation sa athermic microwave irradiation. Ulat sa Siyentipiko 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Mahusay na istruktura ng resonant na paglipat ng enerhiya mula sa mga microwaves hanggang sa limitadong acoustic oscillations sa mga virus. Ulat sa Siyentipiko 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Target ang antiviral therapy gamit ang non-ionizing radiation therapy para sa SARS-COV-2 at paghahanda para sa isang viral pandemic: mga pamamaraan, pamamaraan, at mga tala sa pagsasanay para sa klinikal na aplikasyon. PLOS ONE. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Microwave isterilisasyon at mga kadahilanan na nakakaimpluwensya dito. Chinese Medical Journal. 1993; (04): 246-51.
Pahina WJ, Martin WG Survival of Microbes sa Microwave Ovens. Maaari kang j microorganism. 1978; 24 (11): 1431-3.
Ang Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS microwave o paggamot ng autoclave ay sumisira sa pagkakahawa ng nakakahawang brongkitis na virus at avian pneumovirus, ngunit pinapayagan silang makita gamit ang reverse transcriptase polymerase chain reaksyon. Sakit sa manok. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB microwave eradication ng cytomegalovirus mula sa gatas ng suso: isang pag-aaral ng piloto. gamot sa pagpapasuso. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Ang pagsipsip ng microwave resonance ng virus ng SARS-CoV-2. Ulat sa Siyentipiko 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, atbp. UV-C (254 nm) nakamamatay na dosis ng SARS-COV-2. Light diagnostics photodyne ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M, atbp. Ulat sa Siyentipiko 2020; 10 (1): 22421.