Učinci elektromagnetskih valova na patogene viruse i srodne mehanizme: pregled u Journal of Virology

Patogene virusne infekcije postale su veliki javnozdravstveni problem diljem svijeta. Virusi mogu zaraziti sve stanične organizme i uzrokovati različite stupnjeve ozljeda i oštećenja, što dovodi do bolesti, pa čak i smrti. Uz prevalenciju visokopatogenih virusa kao što je teški akutni respiratorni sindrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), postoji hitna potreba za razvojem učinkovitih i sigurnih metoda za inaktivaciju patogenih virusa. Tradicionalne metode za deaktivaciju patogenih virusa su praktične, ali imaju neka ograničenja. S karakteristikama velike moći prodora, fizičke rezonancije i bez zagađenja, elektromagnetski valovi postali su potencijalna strategija za inaktivaciju patogenih virusa i privlače sve veću pozornost. Ovaj članak daje pregled novijih publikacija o utjecaju elektromagnetskih valova na patogene viruse i njihove mehanizme, kao i perspektive korištenja elektromagnetskih valova za inaktivaciju patogenih virusa, kao i nove ideje i metode za takvu inaktivaciju.
Mnogi se virusi brzo šire, traju dugo, visoko su patogeni i mogu izazvati globalne epidemije i ozbiljne zdravstvene rizike. Prevencija, otkrivanje, testiranje, iskorjenjivanje i liječenje ključni su koraci za zaustavljanje širenja virusa. Brza i učinkovita eliminacija patogenih virusa uključuje profilaktičku, zaštitnu i eliminaciju izvora. Inaktivacija patogenih virusa fiziološkim uništavanjem radi smanjenja njihove infektivnosti, patogenosti i reproduktivne sposobnosti učinkovita je metoda njihove eliminacije. Tradicionalne metode, uključujući visoke temperature, kemikalije i ionizirajuće zračenje, mogu učinkovito inaktivirati patogene viruse. Međutim, te metode još uvijek imaju neka ograničenja. Stoga još uvijek postoji hitna potreba za razvojem inovativnih strategija za inaktivaciju patogenih virusa.
Emisija elektromagnetskih valova ima prednosti velike prodorne moći, brzog i ravnomjernog zagrijavanja, rezonancije s mikroorganizmima i oslobađanja plazme, te se očekuje da postane praktična metoda za inaktivaciju patogenih virusa [1,2,3]. Sposobnost elektromagnetskih valova da inaktiviraju patogene viruse dokazana je u prošlom stoljeću [4]. Posljednjih godina uporaba elektromagnetskih valova za inaktivaciju patogenih virusa privlači sve veću pozornost. Ovaj članak govori o učinku elektromagnetskih valova na patogene viruse i njihove mehanizme, što može poslužiti kao koristan vodič za temeljna i primijenjena istraživanja.
Morfološke karakteristike virusa mogu odražavati funkcije kao što su preživljavanje i infektivnost. Dokazano je da elektromagnetski valovi, posebice elektromagnetski valovi ultra visoke frekvencije (UHF) i ultra visoke frekvencije (EHF), mogu poremetiti morfologiju virusa.
Bakteriofag MS2 (MS2) često se koristi u raznim područjima istraživanja kao što su evaluacija dezinfekcije, kinetičko modeliranje (vodeno) i biološka karakterizacija virusnih molekula [5, 6]. Wu je otkrio da mikrovalovi na 2450 MHz i 700 W uzrokuju agregaciju i značajno skupljanje MS2 vodenih faga nakon 1 minute izravnog zračenja [1]. Nakon daljnjeg istraživanja, također je primijećen prekid na površini MS2 faga [7]. Kaczmarczyk [8] izložio je suspenzije uzoraka koronavirusa 229E (CoV-229E) milimetarskim valovima frekvencije 95 GHz i gustoće snage od 70 do 100 W/cm2 tijekom 0,1 s. U gruboj sferičnoj ljusci virusa mogu se naći velike rupe, što dovodi do gubitka njegovog sadržaja. Izloženost elektromagnetskim valovima može biti destruktivna za virusne oblike. Međutim, promjene u morfološkim svojstvima, kao što su oblik, promjer i glatkoća površine, nakon izlaganja virusu elektromagnetskim zračenjem nisu poznate. Stoga je važno analizirati odnos između morfoloških značajki i funkcionalnih poremećaja, što može pružiti vrijedne i prikladne pokazatelje za procjenu inaktivacije virusa [1].
Struktura virusa obično se sastoji od unutarnje nukleinske kiseline (RNA ili DNA) i vanjske kapside. Nukleinske kiseline određuju genetička i replikacijska svojstva virusa. Kapsida je vanjski sloj pravilno raspoređenih proteinskih podjedinica, osnovna skela i antigena komponenta virusnih čestica, a također štiti nukleinske kiseline. Većina virusa ima strukturu ovojnice koja se sastoji od lipida i glikoproteina. Osim toga, proteini ovojnice određuju specifičnost receptora i služe kao glavni antigeni koje imunološki sustav domaćina može prepoznati. Kompletna struktura osigurava cjelovitost i genetsku stabilnost virusa.
Istraživanja su pokazala da elektromagnetski valovi, posebice UHF elektromagnetski valovi, mogu oštetiti RNA virusa koji uzrokuju bolesti. Wu [1] izravno je izložio vodeni okoliš MS2 virusa mikrovalovima od 2450 MHz tijekom 2 minute i analizirao gene koji kodiraju protein A, kapsidni protein, replikazni protein i protein cijepanja elektroforezom u gelu i lančanom reakcijom polimeraze reverzne transkripcije. RT-PCR). Ti su se geni postupno uništavali s povećanjem gustoće snage i čak su nestajali pri najvećoj gustoći snage. Na primjer, ekspresija gena proteina A (934 bp) značajno se smanjila nakon izlaganja elektromagnetskim valovima snage 119 i 385 W i potpuno nestala kada je gustoća snage povećana na 700 W. Ovi podaci pokazuju da elektromagnetski valovi mogu, ovisno o dozi, uništavaju strukturu nukleinskih kiselina virusa.
Nedavna istraživanja pokazala su da se učinak elektromagnetskih valova na patogene virusne proteine ​​uglavnom temelji na njihovom neizravnom toplinskom učinku na medijatore i neizravnom učinku na sintezu proteina zbog razaranja nukleinskih kiselina [1, 3, 8, 9]. Međutim, atermički učinci također mogu promijeniti polaritet ili strukturu virusnih proteina [1, 10, 11]. Izravan učinak elektromagnetskih valova na temeljne strukturne/nestrukturne proteine ​​kao što su kapsidni proteini, proteini omotača ili šiljasti proteini patogenih virusa još zahtijevaju daljnja istraživanja. Nedavno je predloženo da 2 minute elektromagnetskog zračenja na frekvenciji od 2,45 GHz sa snagom od 700 W može djelovati u interakciji s različitim frakcijama naboja proteina stvaranjem vrućih točaka i oscilirajućih električnih polja putem čisto elektromagnetskih učinaka [12].
Ovojnica patogenog virusa usko je povezana s njegovom sposobnošću da zarazi ili uzrokuje bolest. Nekoliko je studija pokazalo da UHF i mikrovalni elektromagnetski valovi mogu uništiti ljuske virusa koji uzrokuju bolesti. Kao što je gore spomenuto, različite rupe mogu se otkriti u virusnoj ovojnici koronavirusa 229E nakon 0,1 sekunde izlaganja milimetarskom valu od 95 GHz pri gustoći snage od 70 do 100 W/cm2 [8]. Učinak rezonantnog prijenosa energije elektromagnetskih valova može izazvati dovoljno stresa da uništi strukturu ovojnice virusa. Za viruse s ovojnicom, nakon pucanja ovojnice, infektivnost ili neka aktivnost obično se smanjuje ili potpuno gubi [13, 14]. Yang [13] je izložio virus gripe H3N2 (H3N2) i virus gripe H1N1 (H1N1) mikrovalovima na 8,35 GHz, 320 W/m² odnosno 7 GHz, 308 W/m², na 15 minuta. Za usporedbu RNA signala patogenih virusa izloženih elektromagnetskim valovima i fragmentiranog modela zamrznutog i odmah odmrznutog u tekućem dušiku nekoliko ciklusa, provedena je RT-PCR. Rezultati su pokazali da su RNA signali dvaju modela vrlo konzistentni. Ovi rezultati pokazuju da je fizička struktura virusa poremećena i da je struktura ovojnice uništena nakon izlaganja mikrovalnom zračenju.
Aktivnost virusa može se okarakterizirati njegovom sposobnošću da zarazi, replicira i prepisuje. Infektivnost ili aktivnost virusa obično se procjenjuje mjerenjem virusnih titara pomoću testova plaka, srednje infektivne doze kulture tkiva (TCID50) ili aktivnosti reporter gena luciferaze. Ali također se može procijeniti izravno izolacijom živog virusa ili analizom virusnog antigena, gustoće virusnih čestica, preživljenja virusa itd.
Zabilježeno je da UHF, SHF i EHF elektromagnetski valovi mogu izravno deaktivirati virusne aerosole ili viruse koji se prenose vodom. Wu [1] je izložio aerosol bakteriofaga MS2 generiran laboratorijskim nebulizatorom elektromagnetskim valovima frekvencije 2450 MHz i snage 700 W tijekom 1,7 minuta, dok je stopa preživljavanja bakteriofaga MS2 bila samo 8,66%. Slično MS2 virusnom aerosolu, 91,3% vodenog MS2 bilo je inaktivirano unutar 1,5 minuta nakon izlaganja istoj dozi elektromagnetskih valova. Osim toga, sposobnost elektromagnetskog zračenja da deaktivira virus MS2 bila je u pozitivnoj korelaciji s gustoćom snage i vremenom izloženosti. Međutim, kada učinkovitost deaktivacije dosegne maksimalnu vrijednost, učinkovitost deaktivacije se ne može poboljšati povećanjem vremena ekspozicije ili povećanjem gustoće snage. Na primjer, virus MS2 imao je minimalnu stopu preživljavanja od 2,65% do 4,37% nakon izlaganja elektromagnetskim valovima od 2450 MHz i 700 W, a nisu pronađene značajne promjene s povećanjem vremena izlaganja. Siddharta [3] je ozračila suspenziju stanične kulture koja je sadržavala virus hepatitisa C (HCV)/virus humane imunodeficijencije tipa 1 (HIV-1) elektromagnetskim valovima na frekvenciji od 2450 MHz i snagom od 360 W. Utvrdili su da su titri virusa značajno pali nakon 3 minute izlaganja, što ukazuje da je zračenje elektromagnetskih valova učinkovito protiv HCV-a i HIV-1 infektivnosti i pomaže u sprječavanju prijenosa virus čak i kada su izloženi zajedno. Kod zračenja HCV staničnih kultura i suspenzija HIV-1 elektromagnetskim valovima niske snage s frekvencijom od 2450 MHz, 90 W ili 180 W, nema promjene u titru virusa, određenom reporterskom aktivnošću luciferaze, i značajne promjene u infektivnosti virusa su promatrane. na 600 i 800 W tijekom 1 minute, infektivnost obaju virusa nije značajno smanjena, što se vjeruje da je povezano sa snagom zračenja elektromagnetskih valova i vremenom izloženosti kritičnoj temperaturi.
Kaczmarczyk [8] prvi je pokazao smrtonosnost EHF elektromagnetskih valova protiv patogenih virusa koji se prenose vodom 2021. godine. Izložili su uzorke koronavirusa 229E ili poliovirusa (PV) elektromagnetskim valovima na frekvenciji od 95 GHz i gustoći snage od 70 do 100 W/cm2. 2 sekunde. Učinkovitost inaktivacije dvaju patogenih virusa bila je 99,98%, odnosno 99,375%. što ukazuje da EHF elektromagnetski valovi imaju široku primjenu u području inaktivacije virusa.
Učinkovitost UHF inaktivacije virusa također je procijenjena u različitim medijima kao što su majčino mlijeko i neki materijali koji se obično koriste u kući. Istraživači su maske za anesteziju kontaminirane adenovirusom (ADV), poliovirusom tipa 1 (PV-1), herpesvirusom 1 (HV-1) i rinovirusom (RHV) izložili elektromagnetskom zračenju na frekvenciji od 2450 MHz i snazi ​​od 720 vata. Izvijestili su da su testovi na antigene ADV i PV-1 postali negativni, a titri HV-1, PIV-3 i RHV pali su na nulu, što ukazuje na potpunu inaktivaciju svih virusa nakon 4 minute izlaganja [15, 16]. Elhafi [17] izravno je izložio briseve zaražene virusom ptičjeg infektivnog bronhitisa (IBV), ptičjim pneumovirusom (APV), virusom newcastleske bolesti (NDV) i virusom ptičje influence (AIV) mikrovalnoj pećnici od 2450 MHz, 900 W. gube zaraznost. Među njima su APV i IBV dodatno detektirani u kulturama trahealnih organa dobivenih iz pilećih embrija 5. generacije. Iako se virus nije mogao izolirati, virusna nukleinska kiselina je ipak otkrivena RT-PCR. Ben-Shoshan [18] izravno je izložio elektromagnetskim valovima od 2450 MHz, 750 W 15 uzoraka majčinog mlijeka pozitivnih na citomegalovirus (CMV) na 30 sekundi. Detekcija antigena pomoću Shell-Viala pokazala je potpunu inaktivaciju CMV-a. Međutim, pri 500 W, 2 od 15 uzoraka nisu postigla potpunu inaktivaciju, što ukazuje na pozitivnu korelaciju između učinkovitosti inaktivacije i snage elektromagnetskih valova.
Također je vrijedno napomenuti da je Yang [13] predvidio rezonantnu frekvenciju između elektromagnetskih valova i virusa na temelju utvrđenih fizičkih modela. Suspenzija čestica virusa H3N2 gustoće 7,5 × 1014 m-3, koju proizvode bubrežne stanice Madin Darby psa (MDCK) osjetljive na virus, izravno je izložena elektromagnetskim valovima na frekvenciji od 8 GHz i snazi ​​od 820 W/m² 15 minuta. Razina inaktivacije virusa H3N2 doseže 100%. Međutim, na teoretskom pragu od 82 W/m2, samo 38% virusa H3N2 bilo je inaktivirano, što sugerira da je učinkovitost EM-posredovane inaktivacije virusa usko povezana s gustoćom snage. Na temelju ove studije Barbora [14] izračunala je rezonantni frekvencijski raspon (8,5–20 GHz) između elektromagnetskih valova i SARS-CoV-2 i zaključila da je 7,5 × 1014 m-3 SARS-CoV-2 izloženo elektromagnetskim valovima A val s frekvencijom od 10-17 GHz i gustoćom snage od 14,5 ± 1 W/m2 za približno 15 minuta će rezultirati 100% deaktivacijom. Wangova nedavna studija [19] pokazala je da su rezonantne frekvencije SARS-CoV-2 4 i 7,5 GHz, potvrđujući postojanje rezonantnih frekvencija neovisnih o titru virusa.
Zaključno, možemo reći da elektromagnetski valovi mogu utjecati na aerosole i suspenzije, kao i na aktivnost virusa na površinama. Utvrđeno je da je učinkovitost inaktivacije usko povezana s frekvencijom i snagom elektromagnetskih valova i medija koji se koristi za rast virusa. Osim toga, elektromagnetske frekvencije temeljene na fizičkim rezonancijama vrlo su važne za inaktivaciju virusa [2, 13]. Do sada je učinak elektromagnetskih valova na aktivnost patogenih virusa uglavnom bio usmjeren na promjenu infektivnosti. Zbog složenog mehanizma, nekoliko je studija izvijestilo o učinku elektromagnetskih valova na replikaciju i transkripciju patogenih virusa.
Mehanizmi kojima elektromagnetski valovi inaktiviraju viruse usko su povezani s vrstom virusa, učestalošću i snagom elektromagnetskih valova te okolinom rasta virusa, ali ostaju uglavnom neistraženi. Novija istraživanja usmjerena su na mehanizme toplinskog, atermalnog i strukturnog rezonantnog prijenosa energije.
Pod toplinskim se učinkom podrazumijeva povećanje temperature uzrokovano velikom brzinom vrtnje, sudara i trenja polarnih molekula u tkivima pod utjecajem elektromagnetskih valova. Zbog ovog svojstva, elektromagnetski valovi mogu podići temperaturu virusa iznad praga fiziološke tolerancije, uzrokujući smrt virusa. Međutim, virusi sadrže malo polarnih molekula, što sugerira da su izravni toplinski učinci na viruse rijetki [1]. Naprotiv, postoji mnogo više polarnih molekula u mediju i okolini, kao što su molekule vode, koje se kreću u skladu s izmjeničnim električnim poljem pobuđenim elektromagnetskim valovima, generirajući toplinu trenjem. Toplina se zatim prenosi na virus kako bi mu se povisila temperatura. Kada se prijeđe prag tolerancije, nukleinske kiseline i proteini se uništavaju, što u konačnici smanjuje infektivnost, pa čak i inaktivira virus.
Nekoliko je skupina izvijestilo da elektromagnetski valovi mogu smanjiti infektivnost virusa toplinskim izlaganjem [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] izložio je suspenzije koronavirusa 229E elektromagnetskim valovima na frekvenciji od 95 GHz s gustoćom snage od 70 do 100 W/cm² tijekom 0,2-0,7 s. Rezultati su pokazali da je povećanje temperature od 100°C tijekom ovog procesa doprinijelo uništavanju morfologije virusa i smanjenoj aktivnosti virusa. Ovi toplinski učinci mogu se objasniti djelovanjem elektromagnetskih valova na okolne molekule vode. Siddharta [3] je zračila suspenzije staničnih kultura koje sadrže HCV različitih genotipova, uključujući GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a i GT7a, elektromagnetskim valovima na frekvenciji od 2450 MHz i snazi ​​od 90 W i 180 W, 360 W, 600 W i 800 uto S porastom temperature od medij za kulturu stanica od 26°C do 92°C, elektromagnetsko zračenje smanjilo je infektivnost virusa ili potpuno inaktiviralo virus. Ali HCV je kratko vrijeme bio izložen elektromagnetskim valovima male snage (90 ili 180 W, 3 minute) ili veće snage (600 ili 800 W, 1 minuta), dok nije bilo značajnog povećanja temperature i značajne promjene u nije primijećena infektivnost ili aktivnost virusa.
Gornji rezultati pokazuju da je toplinski učinak elektromagnetskih valova ključni čimbenik koji utječe na infektivnost ili aktivnost patogenih virusa. Osim toga, brojna su istraživanja pokazala da toplinski učinak elektromagnetskog zračenja inaktivira patogene viruse učinkovitije nego UV-C i konvencionalno zagrijavanje [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Osim toplinskih učinaka, elektromagnetski valovi također mogu promijeniti polaritet molekula kao što su mikrobni proteini i nukleinske kiseline, uzrokujući rotaciju i vibriranje molekula, što rezultira smanjenom održivošću ili čak smrću [10]. Vjeruje se da brza promjena polariteta elektromagnetskih valova uzrokuje polarizaciju proteina, što dovodi do uvijanja i zakrivljenosti strukture proteina te, u konačnici, do denaturacije proteina [11].
Netoplinski učinak elektromagnetskih valova na inaktivaciju virusa ostaje kontroverzan, ali većina studija pokazala je pozitivne rezultate [1, 25]. Kao što smo gore spomenuli, elektromagnetski valovi mogu izravno prodrijeti u protein ovojnice virusa MS2 i uništiti nukleinsku kiselinu virusa. Osim toga, aerosoli virusa MS2 mnogo su osjetljiviji na elektromagnetske valove od vodenog MS2. Zbog manje polarnih molekula, poput molekula vode, u okolišu koji okružuje aerosole virusa MS2, atermički učinci mogu igrati ključnu ulogu u inaktivaciji virusa posredovanoj elektromagnetskim valovima [1].
Fenomen rezonancije odnosi se na tendenciju fizičkog sustava da apsorbira više energije iz okoline na svojoj prirodnoj frekvenciji i valnoj duljini. Rezonancija se javlja na mnogim mjestima u prirodi. Poznato je da virusi rezoniraju s mikrovalovima iste frekvencije u ograničenom akustičkom dipolnom modu, što je fenomen rezonancije [2, 13, 26]. Rezonantni načini interakcije između elektromagnetskog vala i virusa privlače sve više pažnje. Učinak učinkovitog prijenosa energije strukturne rezonancije (SRET) od elektromagnetskih valova do zatvorenih akustičnih oscilacija (CAV) kod virusa može dovesti do pucanja virusne membrane zbog suprotnih vibracija jezgre i kapside. Osim toga, ukupna učinkovitost SRET-a povezana je s prirodom okoliša, gdje veličina i pH virusne čestice određuju rezonantnu frekvenciju i apsorpciju energije [2, 13, 19].
Učinak fizičke rezonancije elektromagnetskih valova igra ključnu ulogu u deaktivaciji virusa s ovojnicom, koji su okruženi dvoslojnom membranom ugrađenom u virusne proteine. Istraživači su otkrili da je deaktivacija H3N2 elektromagnetskim valovima s frekvencijom od 6 GHz i gustoćom snage od 486 W/m² uglavnom uzrokovana fizičkim pucanjem ljuske zbog efekta rezonancije [13]. Temperatura suspenzije H3N2 porasla je za samo 7°C nakon 15 minuta izlaganja, međutim, za inaktivaciju humanog H3N2 virusa toplinskim zagrijavanjem potrebna je temperatura iznad 55°C [9]. Slični fenomeni uočeni su za viruse kao što su SARS-CoV-2 i H3N1 [13, 14]. Osim toga, inaktivacija virusa elektromagnetskim valovima ne dovodi do degradacije virusnih RNA genoma [1,13,14]. Stoga je inaktivacija virusa H3N2 potaknuta fizičkom rezonancijom, a ne toplinskom izloženošću [13].
U usporedbi s toplinskim učinkom elektromagnetskih valova, inaktivacija virusa fizičkom rezonancijom zahtijeva niže parametre doze, koji su ispod mikrovalnih sigurnosnih standarda koje je uspostavio Institut inženjera elektrotehnike i elektronike (IEEE) [2, 13]. Rezonantna frekvencija i doza snage ovise o fizičkim svojstvima virusa, kao što su veličina čestica i elastičnost, a svi virusi unutar rezonantne frekvencije mogu se učinkovito usmjeriti na inaktivaciju. Zbog visoke stope prodiranja, odsutnosti ionizirajućeg zračenja i dobre sigurnosti, inaktivacija virusa posredovana atermičkim učinkom CPET-a obećava za liječenje malignih bolesti ljudi uzrokovanih patogenim virusima [14, 26].
Na temelju provedbe inaktivacije virusa u tekućoj fazi i na površini različitih medija, elektromagnetski valovi mogu se učinkovito nositi s virusnim aerosolima [1, 26], što je pomak i od velike je važnosti za kontrolu prijenosa virusa. virusa i sprječavanje prijenosa virusa u društvu. epidemija. Štoviše, otkriće fizikalnih rezonantnih svojstava elektromagnetskih valova od velike je važnosti u ovom području. Sve dok su rezonantna frekvencija određenog viriona i elektromagnetski valovi poznati, svi virusi unutar rezonantnog frekvencijskog raspona rane mogu biti ciljani, što se ne može postići tradicionalnim metodama inaktivacije virusa [13,14,26]. Elektromagnetska inaktivacija virusa je istraživanje koje obećava s velikom istraživačkom i primijenjenom vrijednošću i potencijalom.
U usporedbi s tradicionalnom tehnologijom ubijanja virusa, elektromagnetski valovi imaju karakteristike jednostavne, učinkovite, praktične zaštite okoliša pri ubijanju virusa zbog svojih jedinstvenih fizičkih svojstava [2, 13]. Međutim, mnogi problemi ostaju. Prvo, moderno znanje ograničeno je na fizikalna svojstva elektromagnetskih valova, a mehanizam iskorištavanja energije tijekom emisije elektromagnetskih valova nije otkriven [10, 27]. Mikrovalovi, uključujući milimetarske valove, naširoko su korišteni za proučavanje inaktivacije virusa i njegovih mehanizama, međutim, studije elektromagnetskih valova na drugim frekvencijama, posebno na frekvencijama od 100 kHz do 300 MHz i od 300 GHz do 10 THz, nisu prijavljene. Drugo, mehanizam ubijanja patogenih virusa elektromagnetskim valovima nije razjašnjen, a proučavani su samo sferični i štapićasti virusi [2]. Osim toga, virusne čestice su male, bez stanica, lako mutiraju i brzo se šire, što može spriječiti inaktivaciju virusa. Tehnologiju elektromagnetskih valova još treba poboljšati kako bi se prevladala prepreka deaktiviranja patogenih virusa. Konačno, velika apsorpcija energije zračenja od strane polarnih molekula u mediju, kao što su molekule vode, rezultira gubitkom energije. Osim toga, na učinkovitost SRET-a može utjecati nekoliko neidentificiranih mehanizama u virusima [28]. Učinak SRET također može modificirati virus kako bi se prilagodio okolini, što rezultira otpornošću na elektromagnetske valove [29].
U budućnosti je potrebno dodatno unaprijediti tehnologiju deaktivacije virusa pomoću elektromagnetskih valova. Fundamentalna znanstvena istraživanja trebala bi biti usmjerena na rasvjetljavanje mehanizma inaktivacije virusa elektromagnetskim valovima. Primjerice, treba sustavno razjasniti mehanizam iskorištavanja energije virusa pri izlaganju elektromagnetskim valovima, detaljan mehanizam netoplinskog djelovanja koje ubija patogene viruse, te mehanizam SRET učinka između elektromagnetskih valova i raznih vrsta virusa. Primijenjena istraživanja trebala bi se usmjeriti na to kako spriječiti pretjeranu apsorpciju energije zračenja od strane polarnih molekula, proučavati učinak elektromagnetskih valova različitih frekvencija na različite patogene viruse te proučavati netoplinske učinke elektromagnetskih valova u uništavanju patogenih virusa.
Elektromagnetski valovi postali su obećavajuća metoda za inaktivaciju patogenih virusa. Tehnologija elektromagnetskih valova ima prednosti niskog zagađenja, niske cijene i visoke učinkovitosti inaktivacije virusa patogena, čime se mogu prevladati ograničenja tradicionalne antivirusne tehnologije. Međutim, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se odredili parametri tehnologije elektromagnetskih valova i razjasnio mehanizam deaktivacije virusa.
Određena doza zračenja elektromagnetskih valova može uništiti strukturu i aktivnost mnogih patogenih virusa. Učinkovitost inaktivacije virusa usko je povezana s učestalošću, gustoćom snage i vremenom izlaganja. Uz to, potencijalni mehanizmi uključuju toplinske, atermalne i strukturne rezonantne učinke prijenosa energije. U usporedbi s tradicionalnim antivirusnim tehnologijama, inaktivacija virusa temeljena na elektromagnetskim valovima ima prednosti jednostavnosti, visoke učinkovitosti i niskog zagađenja. Stoga je deaktivacija virusa posredovana elektromagnetskim valovima postala obećavajuća antivirusna tehnika za buduće primjene.
U Yu. Utjecaj mikrovalnog zračenja i hladne plazme na aktivnost bioaerosola i povezani mehanizmi. Pekinško sveučilište. godina 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC i sur. Rezonantno dipolno spajanje mikrovalova i ograničene akustične oscilacije u bakulovirusima. Znanstveno izvješće 2017.; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrovalna inaktivacija HCV-a i HIV-a: novi pristup sprječavanju prijenosa virusa među intravenskim ovisnicima. Znanstveno izvješće 2016.; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Istraživanje i eksperimentalno promatranje kontaminacije bolničkih dokumenata mikrovalnom dezinfekcijom [J] Kineski medicinski časopis. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Preliminarna studija mehanizma inaktivacije i učinkovitosti natrijevog dikloroizocijanata protiv bakteriofaga MS2. Sveučilište Sichuan. 2007. godine.
Yang Li Preliminarna studija učinka inaktivacije i mehanizma djelovanja o-ftalaldehida na bakteriofag MS2. Sveučilište Sichuan. 2007. godine.
Wu Ye, gospođo Yao. Deaktivacija virusa koji se prenosi zrakom in situ mikrovalnim zračenjem. Kineski znanstveni bilten. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavirusi i poliovirusi osjetljivi su na kratke impulse ciklotronskog zračenja W-pojasa. Pismo o kemiji okoliša. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inaktivacija virusa influence za studije antigenosti i testove rezistencije na fenotipske inhibitore neuraminidaze. Časopis za kliničku mikrobiologiju. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia i dr. Pregled mikrovalne sterilizacije. Znanost o mikronutrijentima u Guangdongu. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Netoplinski biološki učinci mikrovalova na prehrambene mikroorganizme i tehnologiju mikrovalne sterilizacije [JJ Southwestern Nationalities University (Izdanje prirodnih znanosti). 2006.; 6:1219-22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 šiljasta denaturacija proteina nakon atermnog mikrovalnog zračenja. Znanstveno izvješće 2021.; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Učinkovit strukturni rezonantni prijenos energije od mikrovalova do ograničenih akustičnih oscilacija u virusima. Znanstveno izvješće 2015.; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Ciljana antivirusna terapija korištenjem terapije neionizirajućeg zračenja za SARS-CoV-2 i priprema za virusnu pandemiju: metode, metode i napomene iz prakse za kliničku primjenu. PLOS Jedan. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilizacija u mikrovalnoj pećnici i čimbenici koji na nju utječu. Kineski medicinski časopis. 1993;(04):246-51.
Stranica WJ, Martin WG Preživljavanje mikroba u mikrovalnim pećnicama. Možete J Mikroorganizmi. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Liječenje mikrovalnom pećnicom ili autoklavom uništava infektivnost virusa infektivnog bronhitisa i ptičjeg pneumovirusa, ali omogućuje njihovo otkrivanje lančanom reakcijom polimeraze reverzne transkriptaze. bolest peradi. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrovalna eradikacija citomegalovirusa iz majčinog mlijeka: pilot studija. lijek za dojenje. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Apsorpcija mikrovalne rezonancije virusa SARS-CoV-2. Znanstveno izvješće 2022.; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH itd. UV-C (254 nm) smrtonosna doza SARS-CoV-2. Svjetlosna dijagnostika Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, itd. Brza i potpuna inaktivacija SARS-CoV-2 UV-C. Znanstveno izvješće 2020.; 10(1):22421.