Elektromagnētisko viļņu ietekme uz patogēniem vīrusiem un ar to saistītajiem mehānismiem: pārskats Viroloģijas žurnālā

Patogēnas vīrusu infekcijas ir kļuvušas par galveno sabiedrības veselības problēmu visā pasaulē. Vīrusi var inficēt visus šūnu organismus un izraisīt atšķirīgu traumu un bojājumu pakāpi, izraisot slimības un pat nāvi. Izplatot ļoti patogēnus vīrusus, piemēram, smagu akūtu elpceļu sindromu koronavīrusu 2 (SARS-COV-2), steidzami jāizstrādā efektīvas un drošas metodes patogēno vīrusu inaktivēšanai. Tradicionālās patogēno vīrusu inaktivizēšanas metodes ir praktiskas, taču tām ir daži ierobežojumi. Ar lielas iekļūšanas spēka, fiziskās rezonanses un bez piesārņojuma īpašībām elektromagnētiskie viļņi ir kļuvuši par potenciālu patogēno vīrusu inaktivācijas stratēģiju un piesaista arvien lielāku uzmanību. Šajā rakstā ir sniegts pārskats par nesenajām publikācijām par elektromagnētisko viļņu ietekmi uz patogēniem vīrusiem un to mehānismiem, kā arī izredzes uz elektromagnētisko viļņu izmantošanu patogēno vīrusu inaktivācijai, kā arī jaunas idejas un metodes šādai inaktivācijai.
Daudzi vīrusi strauji izplatās, ilgstoši saglabājas, ir ļoti patogēni un var izraisīt globālās epidēmijas un nopietnus veselības riskus. Profilakse, noteikšana, pārbaude, izskaušana un ārstēšana ir galvenie soļi, lai apturētu vīrusa izplatību. Ātra un efektīva patogēno vīrusu novēršana ietver profilaktisku, aizsargājošu un avotu elimināciju. Patogēno vīrusu inaktivācija ar fizioloģisku iznīcināšanu, lai samazinātu to infektivitāti, patogenitāti un reproduktīvo spēju ir efektīva to eliminācijas metode. Tradicionālās metodes, ieskaitot augstu temperatūru, ķīmiskās vielas un jonizējošo starojumu, var efektīvi inaktivizēt patogēnos vīrusus. Tomēr šīm metodēm joprojām ir daži ierobežojumi. Tāpēc joprojām ir steidzami jāizstrādā novatoriskas stratēģijas patogēno vīrusu inaktivācijai.
Elektromagnētisko viļņu emisijai ir augstas iekļūšanas jaudas, ātras un vienmērīgas sildīšanas priekšrocības, rezonanse ar mikroorganismiem un plazmas izdalīšanos, un paredzams, ka tā kļūs par praktisku metodi patogēno vīrusu inaktivēšanai [1,2,3]. Pagājušajā gadsimtā tika parādīta elektromagnētisko viļņu spēja inaktivizēt patogēnos vīrusus [4]. Pēdējos gados elektromagnētisko viļņu izmantošana patogēno vīrusu inaktivācijai ir piesaistījusi arvien lielāku uzmanību. Šajā rakstā ir apskatīta elektromagnētisko viļņu ietekme uz patogēniem vīrusiem un to mehānismiem, kas var kalpot kā noderīgs ceļvedis pamata un lietišķajiem pētījumiem.
Vīrusu morfoloģiskās īpašības var atspoguļot tādas funkcijas kā izdzīvošana un inficētspēja. Ir pierādīts, ka elektromagnētiskie viļņi, īpaši īpaši augstas frekvences (UHF) un īpaši augstas frekvences (EHF) elektromagnētiskie viļņi, var izjaukt vīrusu morfoloģiju.
Bakteriofāgu MS2 (MS2) bieži izmanto dažādās pētniecības jomās, piemēram, dezinfekcijas novērtēšanā, kinētiskajā modelēšanā (ūdens) un vīrusu molekulu bioloģiskajā raksturojumā [5, 6]. Wu atklāja, ka mikroviļņu krāsnī 2450 MHz un 700 W izraisīja agregāciju un ievērojamu MS2 ūdens fāgu saraušanos pēc 1 minūtes tiešas apstarošanas [1]. Pēc turpmākas izmeklēšanas tika novērots arī MS2 fāgu virsmas pārtraukums [7]. Kaczmarczyk [8] atklāja koronavīrusa 229E (COV-229E) paraugu suspensijas milimetru viļņiem ar frekvenci 95 GHz un jaudas blīvumu no 70 līdz 100 W/cm2 uz 0,1 s. Lielus caurumus var atrast vīrusa rupjā sfēriskā apvalkā, kas noved pie tā satura zaudēšanas. Elektromagnētisko viļņu iedarbība var būt destruktīva vīrusu formām. Tomēr pēc vīrusa ar elektromagnētisko starojuma iedarbību vīrusu ar elektromagnētisko starojumu nav zināmas morfoloģisko īpašību izmaiņas, piemēram, forma, diametrs un virsmas gludums. Tāpēc ir svarīgi analizēt saistību starp morfoloģiskajām pazīmēm un funkcionālajiem traucējumiem, kas var sniegt vērtīgus un ērtus rādītājus vīrusa inaktivācijas novērtēšanai [1].
Vīrusu struktūra parasti sastāv no iekšējās nukleīnskābes (RNS vai DNS) un ārēja kapsīda. Nukleīnskābes nosaka vīrusu ģenētiskās un replikācijas īpašības. Kapsīds ir regulāri sakārtotu olbaltumvielu apakšvienību ārējais slānis, vīrusu daļiņu pamata sastatņu un antigēna sastāvdaļa, kā arī aizsargā nukleīnskābes. Lielākajai daļai vīrusu ir aploksnes struktūra, kas sastāv no lipīdiem un glikoproteīniem. Turklāt aploksnes proteīni nosaka receptoru specifiku un kalpo par galvenajiem antigēniem, kurus var atpazīt saimnieka imūnsistēma. Pilnīga struktūra nodrošina vīrusa integritāti un ģenētisko stabilitāti.
Pētījumi liecina, ka elektromagnētiskie viļņi, īpaši UHF elektromagnētiskie viļņi, var sabojāt slimību izraisošo vīrusu RNS. Wu [1] tieši pakļāva MS2 vīrusa ūdens vidi 2450 MHz mikroviļņu krāsnī 2 minūtes un analizēja gēnus, kas kodē A olbaltumvielu, kapsīda olbaltumvielu, replikāzes olbaltumvielu un šķelšanas olbaltumvielu palīdzību ar želejas elektroforēzes un reversās transkripcijas polimerāzes ķēdes reakciju. RT-PCR). Šie gēni tika pakāpeniski iznīcināti ar palielinātu enerģijas blīvumu un pat pazuda ar visaugstāko jaudas blīvumu. Piemēram, olbaltumvielu A gēna ekspresija (934 bp) ievērojami samazinājās pēc elektromagnētisko viļņu iedarbības ar 119 un 385 W jaudu un pilnībā izzuda, kad jaudas blīvums tika palielināts līdz 700 W. Šie dati norāda, ka elektromagnētisko viļņu var, atkarībā no devas, iznīcinot virskābes struktūru.
Jaunākie pētījumi parādīja, ka elektromagnētisko viļņu ietekme uz patogēniem vīrusu olbaltumvielām galvenokārt balstās uz to netiešo termisko iedarbību uz mediatoriem un to netiešo ietekmi uz olbaltumvielu sintēzi, pateicoties nukleīnskābju iznīcināšanai [1, 3, 8, 9]. Tomēr Athmiskā ietekme var mainīt arī vīrusu olbaltumvielu polaritāti vai struktūru [1, 10, 11]. Elektromagnētisko viļņu tiešā ietekme uz pamatstrukturālajiem/nestrukturālajiem proteīniem, piemēram, kapsīdu olbaltumvielām, apvalka olbaltumvielām vai patogēno vīrusu smailēm olbaltumvielām, joprojām ir jāveic turpmāki pētījumi. Nesen tika ierosināts, ka 2 minūtes elektromagnētiskā starojuma ar frekvenci 2,45 GHz ar 700 W jaudu var mijiedarboties ar dažādām olbaltumvielu lādiņu frakcijām, veidojot karstos plankumus un svārstoties elektriskos laukus, izmantojot tīri elektromagnētisku iedarbību [12].
Patogēnā vīrusa aploksne ir cieši saistīta ar tā spēju inficēt vai izraisīt slimības. Vairāki pētījumi ir ziņojuši, ka UHF un mikroviļņu elektromagnētiskie viļņi var iznīcināt slimību izraisošo vīrusu čaumalas. Kā minēts iepriekš, Coronavīrusa 229E vīrusu aploksnē var noteikt atšķirīgus caurumus pēc 0,1 sekundes 95 GHz milimetru viļņa iedarbības ar jaudas blīvumu no 70 līdz 100 W/cm2 [8]. Elektromagnētisko viļņu rezonanses enerģijas pārnešanas ietekme var izraisīt pietiekamu stresu, lai iznīcinātu vīrusa aploksnes struktūru. Apvalkotiem vīrusiem pēc aploksnes plīsuma vai kāda aktivitāte parasti samazinās vai ir pilnībā zaudēta [13, 14]. Jangs [13] atklāja H3N2 (H3N2) gripas vīrusu un H1N1 (H1N1) gripas vīrusu līdz mikroviļņu krāsnī ar attiecīgi 8,35 GHz, 320 W/m² un 7 GHz, 308 W/m² 15 minūtes. Lai salīdzinātu patogēno vīrusu RNS signālus, kas pakļauti elektromagnētiskiem viļņiem un sadrumstalotam modelim, kas sasaldēts un uzreiz atkausēts šķidrā slāpeklī vairākos ciklos, tika veikts RT-PCR. Rezultāti parādīja, ka abu modeļu RNS signāli ir ļoti konsekventi. Šie rezultāti norāda, ka vīrusa fiziskā struktūra tiek traucēta un aploksnes struktūra tiek iznīcināta pēc mikroviļņu starojuma iedarbības.
Vīrusa aktivitāti var raksturot ar tā spēju inficēt, atkārtot un pārrakstīt. Vīrusu inficētspēju vai aktivitāti parasti novērtē, izmērot vīrusu titerus, izmantojot aplikumu testus, audu kultūras vidējo infekciozo devu (TCID50) vai luciferāzes reportiera gēna aktivitāti. Bet to var arī novērtēt tieši, izolējot dzīvu vīrusu vai analizējot vīrusu antigēnu, vīrusu daļiņu blīvumu, vīrusa izdzīvošanu utt.
Ir ziņots, ka UHF, SHF un EHF elektromagnētiskie viļņi var tieši inaktivizēt vīrusu aerosolus vai ūdenī esošus vīrusus. Wu [1] atklāja MS2 bakteriofāgu aerosolu, ko laboratorijas smidzinātājs rada elektromagnētiskiem viļņiem ar frekvenci 2450 MHz un jaudu 700 W 1,7 minūtes, savukārt MS2 bakteriofāga izdzīvošanas rādītājs bija tikai 8,66%. Līdzīgi kā MS2 vīrusu aerosols, 91,3% no MS2 ūdens tika inaktivēts 1,5 minūšu laikā pēc tam, kad iedarbojās uz to pašu elektromagnētisko viļņu devu. Turklāt elektromagnētiskā starojuma spēja inaktivizēt MS2 vīrusu bija pozitīvi korelēta ar jaudas blīvumu un iedarbības laiku. Tomēr, ja deaktivācijas efektivitāte sasniedz tās maksimālo vērtību, deaktivācijas efektivitāti nevar uzlabot, palielinot iedarbības laiku vai palielinot jaudas blīvumu. Piemēram, MS2 vīrusa izdzīvošanas rādītājs bija no 2,65% līdz 4,37% pēc 2450 MHz un 700 W elektromagnētisko viļņu iedarbības, un, palielinoties ekspozīcijas laikam, netika atrastas būtiskas izmaiņas. Siddharta [3] apstaroja šūnu kultūras suspensiju, kas satur C hepatīta vīrusu (HCV)/cilvēka imūndeficīta vīrusu 1. tipa (HIV-1) ar elektromagnētiskiem viļņiem ar frekvenci 2450 MHz un 360 W jaudu, un tie atklāja, ka vīrusa titri ir ievērojami samazināti pēc 3 minūtēm, un HIV-1, kas norāda uz elektromagnētisko viļņu radiāciju, ir pret HCV-1. Vīrusa pārnešana pat tad, kad tiek pakļauta kopā. Apstarojot HCV šūnu kultūras un HIV-1 suspensijas ar mazjaudas elektromagnētiskiem viļņiem ar frekvenci 2450 MHz, 90 W vai 180 W, netika novērotas vīrusa titra izmaiņas, un to nosaka luciferāzes reportiera aktivitāte un tika novērotas būtiskas izmaiņas vīrusu infektivitātē. Ar 600 un 800 W 1 minūti abu vīrusu inficētspēja būtiski nesamazinājās, kas, domājams, ir saistīts ar elektromagnētiskā viļņa starojuma jaudu un kritiskās temperatūras iedarbības laiku.
Kaczmarczyk [8] 2021. gadā vispirms parādīja EHF elektromagnētisko viļņu letalitāti pret ūdenī esošiem patogēniem vīrusiem. Tie pakļāva koronavīrusa 229E vai poliovīrusa paraugus (PV) elektromagnētiskajiem viļņiem 95 GHz frekvencē no 70 līdz 100 W/CM2. Abu patogēno vīrusu inaktivācijas efektivitāte bija attiecīgi 99,98% un 99,375%. kas norāda, ka EHF elektromagnētiskajiem viļņiem ir plašas pielietojuma iespējas vīrusa inaktivācijas jomā.
Vīrusu UHF inaktivācijas efektivitāte ir novērtēta arī dažādos barotnēs, piemēram, mātes pienā un dažus materiālus, ko parasti izmanto mājās. Pētnieki atklāja anestēzijas maskas, kas piesārņotas ar adenovīrusu (ADV), 1. tipa poliovīrusu (PV-1), herpesvīrusu 1 (HV-1) un rinovīrusu (RHV) elektromagnētiskajam starojumam 2450 MHz frekvencē un 720 vatu jaudai. Viņi ziņoja, ka ADV un PV-1 antigēnu testi kļuva negatīvi, un HV-1, PIV-3 un RHV titri samazinājās līdz nullei, norādot uz visu vīrusu inaktivāciju pēc 4 minūtēm ilgas iedarbības [15, 16]. Elhafi [17] tieši pakļauti tamponiem, kas inficēti ar putnu infekciozo bronhīta vīrusu (IBV), putnu pneimovīrusu (APV), Ņūkāslas slimības vīrusu (NDV) un putnu gripas vīrusu (AIV) līdz 2450 MHz, 900 W mikroviļņu krāsnī. zaudēt savu infektivitāti. Starp tiem APV un IBV tika arī atklāti trahejas orgānu kultūrās, kas iegūtas no 5. paaudzes cāļu embrijiem. Lai arī vīrusu nevarēja izolēt, vīrusu nukleīnskābi joprojām atklāja RT-PCR. Ben-Shoshan [18] tieši atklāja 2450 MHz, 750 W elektromagnētiskos viļņus 15 sekundēs 15 citomegalovīrusa (CMV) pozitīva mātes piena paraugiem. Antigēna noteikšana ar čaumalu uzrādīja pilnīgu CMV inaktivāciju. Tomēr pie 500 W 2 no 15 paraugiem nesasniedza pilnīgu inaktivāciju, kas norāda uz pozitīvu korelāciju starp inaktivācijas efektivitāti un elektromagnētisko viļņu jaudu.
Ir arī vērts atzīmēt, ka Jangs [13] prognozēja rezonanses frekvenci starp elektromagnētiskajiem viļņiem un vīrusiem, pamatojoties uz noteiktiem fiziskiem modeļiem. H3N2 vīrusa daļiņu suspensija ar blīvumu 7,5 × 1014 m-3, ko ražoja vīrusam jutīgas Madin Darby suņa nieru šūnas (MDCK), tika tieši pakļauta elektromagnētiskiem viļņiem ar frekvenci 8 GHz un jaudu 820 W/m 15 minūtes. H3N2 vīrusa inaktivācijas līmenis sasniedz 100%. Tomēr 82 w/m2 teorētiskā sliekšņa laikā tikai 38% H3N2 vīrusa tika inaktivēts, kas liecina, ka EM mediētās vīrusa inaktivācijas efektivitāte ir cieši saistīta ar varas blīvumu. Balstoties uz šo pētījumu, Barbora [14] aprēķināja rezonanses frekvences diapazonu (8,5–20 GHz) starp elektromagnētiskajiem viļņiem un SARS-COV-2 un secināja, ka 7,5 × 1014 M-3 SARS-COV-2, kas pakļauts elektromagnētiskiem viļņiem ar viļņu biežumu 10-17 GHz un jaudas blīvums 14,5 ± 1 W/M2 tuvāk 15 gadu laikā, kas ir 100%, kas ir 100%, kas ir 100%. deaktivizēšana. Nesenais Vanga [19] pētījums parādīja, ka SARS-COV-2 rezonanses frekvences ir 4 un 7,5 GHz, apstiprinot rezonanses frekvenču esamību neatkarīgi no vīrusa titra.
Noslēgumā mēs varam teikt, ka elektromagnētiskie viļņi var ietekmēt aerosolus un suspensijas, kā arī vīrusu aktivitāti uz virsmām. Tika konstatēts, ka inaktivācijas efektivitāte ir cieši saistīta ar elektromagnētisko viļņu biežumu un jaudu un ar barotni, ko izmanto vīrusa augšanai. Turklāt vīrusa inaktivācijai ir ļoti svarīgas elektromagnētiskās frekvences, kuru pamatā ir fiziskas rezonanses [2, 13]. Līdz šim elektromagnētisko viļņu ietekme uz patogēno vīrusu aktivitāti galvenokārt ir vērsta uz inficētspējas mainīšanu. Sakarā ar sarežģīto mehānismu vairākos pētījumos ir ziņots par elektromagnētisko viļņu ietekmi uz patogēno vīrusu replikāciju un transkripciju.
Mehānismi, ar kuriem elektromagnētiskie viļņi inaktivizē vīrusus, ir cieši saistīti ar vīrusa veidu, elektromagnētisko viļņu biežumu un jaudu, kā arī vīrusa augšanas vidi, bet tas lielākoties joprojām nav izpētīts. Jaunākie pētījumi ir vērsti uz termiskās, Athermālās un strukturālās rezonanses enerģijas pārnešanas mehānismiem.
Termisko efektu saprot kā temperatūras paaugstināšanos, ko izraisa ātrgaitas rotācija, sadursme un polāro molekulu berze audos elektromagnētisko viļņu ietekmē. Sakarā ar šo īpašību elektromagnētiskie viļņi var paaugstināt vīrusa temperatūru virs fizioloģiskās tolerances sliekšņa, izraisot vīrusa nāvi. Tomēr vīrusos ir maz polāro molekulu, kas liecina, ka tieša termiskā iedarbība uz vīrusiem ir reti [1]. Gluži pretēji, barotnē un vidē ir daudz vairāk polāro molekulu, piemēram, ūdens molekulu, kas pārvietojas saskaņā ar mainīgo elektrisko lauku, ko ierosina elektromagnētiskie viļņi, radot siltumu caur berzi. Pēc tam siltumu pārnes uz vīrusu, lai paaugstinātu tā temperatūru. Kad tiek pārsniegts tolerances slieksnis, tiek iznīcinātas nukleīnskābes un olbaltumvielas, kas galu galā samazina inficētspēju un pat inaktivē vīrusu.
Vairākas grupas ir ziņojušas, ka elektromagnētiskie viļņi var samazināt vīrusu inficētspēju, izmantojot termisko iedarbību [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] atklāja koronavīrusa 229E suspensijas ar elektromagnētiskiem viļņiem ar frekvenci 95 GHz ar jaudas blīvumu no 70 līdz 100 W/cm² 0,2-0,7 s. Rezultāti parādīja, ka temperatūras paaugstināšanās par 100 ° C šī procesa laikā veicināja vīrusa morfoloģijas iznīcināšanu un samazinātu vīrusa aktivitāti. Šie termiskie efekti var izskaidrot ar elektromagnētisko viļņu iedarbību uz apkārtējām ūdens molekulām. Siddharta [3] irradiated HCV-containing cell culture suspensions of different genotypes, including GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a and GT7a, with electromagnetic waves at a frequency of 2450 MHz and a power of 90 W and 180 W, 360 W, 600 W and 800 Tue With an increase in the temperature of the cell Bērnība no 26 ° C līdz 92 ° C, elektromagnētiskais starojums samazināja vīrusa inficētspēju vai pilnībā inaktivēja vīrusu. Bet HCV īsu laiku tika pakļauts elektromagnētiskiem viļņiem ar mazu jaudu (90 vai 180 W, 3 minūtes) vai lielāku jaudu (600 vai 800 W, 1 minūte), savukārt būtiski paaugstinājās temperatūra un būtiskas izmaiņas vīrusā netika novērota infekcijas vai aktivitāte.
Iepriekš minētie rezultāti norāda, ka elektromagnētisko viļņu termiskā iedarbība ir galvenais faktors, kas ietekmē patogēno vīrusu inficētspēju vai aktivitāti. Turklāt daudzi pētījumi parādīja, ka elektromagnētiskā starojuma termiskā iedarbība efektīvāk inaktivē patogēnos vīrusus nekā UV-C un parasto sildīšanu [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Papildus termiskajiem efektiem elektromagnētiskie viļņi var mainīt arī tādu molekulu kā mikrobu olbaltumvielu un nukleīnskābju polaritāti, izraisot molekulu pagriešanos un vibrāciju, kā rezultātā samazinās dzīvotspēja vai pat nāve [10]. Tiek uzskatīts, ka elektromagnētisko viļņu polaritātes straujā pārslēgšana izraisa olbaltumvielu polarizāciju, kas noved pie olbaltumvielu struktūras sagriešanas un izliekuma un, visbeidzot, olbaltumvielu denaturāciju [11].
Elektromagnētisko viļņu netermālā ietekme uz vīrusa inaktivāciju joprojām ir pretrunīga, taču lielākajā daļā pētījumu ir parādīti pozitīvi rezultāti [1, 25]. Kā mēs minējām iepriekš, elektromagnētiskie viļņi var tieši iekļūt MS2 vīrusa apvalka olbaltumvielās un iznīcināt vīrusa nukleīnskābi. Turklāt MS2 vīrusa aerosoli ir daudz jutīgāki pret elektromagnētiskajiem viļņiem nekā MS2 ūdens. Sakarā ar mazāk polāro molekulām, piemēram, ūdens molekulām, vidē, kas ieskauj MS2 vīrusa aerosolus, Athmiskajai iedarbībai var būt galvenā loma elektromagnētiskā viļņu izraisītā vīrusa inaktivācijā [1].
Rezonanses parādība attiecas uz fiziskās sistēmas tendenci absorbēt vairāk enerģijas no savas vides dabiskā frekvencē un viļņa garumā. Rezonanse notiek daudzās vietās dabā. Ir zināms, ka vīrusi rezonē ar vienas un tās pašas frekvences mikroviļņiem ierobežotā akustiskā dipola režīmā, rezonanses fenomenā [2, 13, 26]. Resonējoši mijiedarbības režīmi starp elektromagnētisko un vīrusu piesaista arvien lielāku uzmanību. Efektīvas strukturālās rezonanses enerģijas pārneses (SRAT) ietekme no elektromagnētiskajiem viļņiem līdz slēgtām akustiskām svārstībām (CAV) vīrusos var izraisīt vīrusu membrānas plīsumu, pateicoties pretējām serdeņu vibrācijām. Turklāt SRET vispārējā efektivitāte ir saistīta ar vides raksturu, kur vīrusu daļiņu lielums un pH nosaka attiecīgi rezonanses biežumu un enerģijas absorbciju [2, 13, 19].
Elektromagnētisko viļņu fiziskās rezonanses efektam ir galvenā loma apvalka vīrusu inaktivācijā, kurus ieskauj divslāņu membrāna, kas iestrādāta vīrusu olbaltumvielās. Pētnieki atklāja, ka H3N2 deaktivizēšana ar elektromagnētiskiem viļņiem ar frekvenci 6 GHz un jaudas blīvumu 486 w/m² galvenokārt izraisīja apvalka fiziskais plīsums rezonanses efekta dēļ [13]. H3N2 suspensijas temperatūra pēc 15 minūtēm pēc iedarbības paaugstinājās tikai par 7 ° C, tomēr, ja cilvēka H3N2 vīrusa inaktivācija ir termiski sildīšana, nepieciešama temperatūra virs 55 ° C [9]. Līdzīgas parādības ir novērotas tādiem vīrusiem kā SARS-COV-2 un H3N1 [13, 14]. Turklāt vīrusu inaktivācija ar elektromagnētiskiem viļņiem neizraisa vīrusu RNS genomu sadalīšanos [1,13,14]. Tādējādi H3N2 vīrusa inaktivāciju veicināja fiziska rezonanse, nevis termiskā iedarbība [13].
Salīdzinot ar elektromagnētisko viļņu termisko efektu, vīrusu inaktivācijai ar fizisku rezonansi ir nepieciešami zemāki devas parametri, kas ir zemāki par mikroviļņu drošības standartiem, ko noteikusi Elektrisko un elektronikas inženieru institūts (IEEE) [2, 13]. Rezonanses frekvence un jaudas deva ir atkarīga no vīrusa fizikālajām īpašībām, piemēram, daļiņu lieluma un elastības, un visus vīrusus rezonanses frekvencē var efektīvi mērķēt uz inaktivāciju. Sakarā ar augstu iespiešanās ātrumu, jonizējošā starojuma neesamību un labu drošību, vīrusa inaktivācija, ko izraisa CPET Athmiskā iedarbība, ir daudzsološa cilvēku ļaundabīgu slimību ārstēšanai, ko izraisa patogēni vīrusi [14, 26].
Balstoties uz vīrusu inaktivācijas ieviešanu šķidrā fāzē un uz dažādu barotņu virsmas, elektromagnētiskie viļņi var efektīvi tikt galā ar vīrusu aerosoliem [1, 26], kas ir izrāviens, un tam ir liela nozīme, lai kontrolētu vīrusa pārnešanu un novērstu vīrusa pārnešanu sabiedrībā. epidēmija. Turklāt šajā jomā liela nozīme ir elektromagnētisko viļņu fiziskās rezonanses īpašību atklāšanai. Kamēr ir zināmi noteikta viriona un elektromagnētisko viļņu rezonanses frekvence, var mērķēt visus vīrusus, kas atrodas brūces rezonanses frekvences diapazonā, kurus nevar sasniegt ar tradicionālajām vīrusa inaktivācijas metodēm [13,14,26]. Vīrusu elektromagnētiskā inaktivācija ir daudzsološs pētījums ar lielisku pētījumu un lietišķo vērtību un potenciālu.
Salīdzinot ar tradicionālo vīrusu nogalināšanas tehnoloģiju, elektromagnētiskajiem viļņiem ir vienkāršas, efektīvas, praktiskas vides aizsardzības īpašības, nogalinot vīrusus, pateicoties tā unikālajām fizikālajām īpašībām [2, 13]. Tomēr daudzas problēmas paliek. Pirmkārt, mūsdienu zināšanas ir ierobežotas ar elektromagnētisko viļņu fizikālajām īpašībām, un enerģijas izmantošanas mehānisms elektromagnētisko viļņu emisijas laikā nav atklāts [10, 27]. Mikroviļņi, ieskaitot milimetru viļņus, ir plaši izmantoti, lai izpētītu vīrusa inaktivāciju un tā mehānismus, tomēr nav ziņots par elektromagnētisko viļņu pētījumiem citās frekvencēs, īpaši frekvencēs no 100 kHz līdz 300 MHz un no 300 GHz līdz 10 THz. Otrkārt, nav noskaidrots patogēno vīrusu nogalināšanas mehānisms ar elektromagnētiskiem viļņiem, un ir pētīti tikai sfēriski un stieņa formas vīrusi [2]. Turklāt vīrusa daļiņas ir mazas, bez šūnām, viegli mutējas un ātri izplatās, kas var novērst vīrusa inaktivāciju. Joprojām ir jāuzlabo elektromagnētiskā viļņu tehnoloģija, lai pārvarētu inaktivējošo patogēno vīrusu šķēršļus. Visbeidzot, augsta starojuma enerģijas absorbcija ar polāro molekulām barotnē, piemēram, ūdens molekulas, rada enerģijas zudumu. Turklāt SRET efektivitāti var ietekmēt vairāki neidentificēti vīrusu mehānismi [28]. SRET efekts var arī modificēt vīrusu, lai pielāgotos tā videi, kā rezultātā rodas pretestība pret elektromagnētiskajiem viļņiem [29].
Nākotnē ir vēl vairāk jāuzlabo vīrusa inaktivācijas tehnoloģija, izmantojot elektromagnētiskos viļņus. Pamatinformācijas pētījumiem jābūt vērstiem uz vīrusa inaktivācijas mehānisma noskaidrošanu ar elektromagnētiskiem viļņiem. Piemēram, vīrusu enerģijas lietošanas mehānisms, kas tiek pakļauts elektromagnētiskiem viļņiem, ir sistemātiski noskaidrots detalizēts netermiskas darbības mehānisms, kas iznīcina patogēnus vīrusus, un SRATE efekta mehānisms starp elektromagnētiskajiem viļņiem un dažāda veida vīrusiem. Lietotajiem pētījumiem jākoncentrējas uz to, kā novērst pārmērīgu starojuma enerģijas absorbciju ar polārām molekulām, izpētīt dažādu frekvenču elektromagnētisko viļņu ietekmi uz dažādiem patogēniem vīrusiem un izpētīt elektromagnētisko viļņu netermisko iedarbību patogēno vīrusu iznīcināšanā.
Elektromagnētiskie viļņi ir kļuvuši par daudzsološu metodi patogēno vīrusu inaktivācijai. Elektromagnētisko viļņu tehnoloģijai ir zema piesārņojuma, zemu izmaksu un augstas patogēna vīrusa inaktivācijas efektivitātes priekšrocības, kas var pārvarēt tradicionālās pretvīrusu tehnoloģijas ierobežojumus. Tomēr ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai noteiktu elektromagnētisko viļņu tehnoloģijas parametrus un noskaidrotu vīrusa inaktivācijas mehānismu.
Noteiktā elektromagnētiskā viļņu starojuma deva var iznīcināt daudzu patogēnu vīrusu struktūru un aktivitāti. Vīrusa inaktivācijas efektivitāte ir cieši saistīta ar frekvenci, jaudas blīvumu un iedarbības laiku. Turklāt potenciālie mehānismi ietver enerģijas pārneses termisko, atermālo un strukturālo rezonanses iedarbību. Salīdzinot ar tradicionālajām pretvīrusu tehnoloģijām, uz elektromagnētisko viļņu balstīto vīrusa inaktivāciju ir vienkāršības, augstas efektivitātes un zema piesārņojuma priekšrocības. Tāpēc elektromagnētiskā viļņu mediētā vīrusa inaktivācija ir kļuvusi par daudzsološu pretvīrusu paņēmienu turpmākai lietošanai.
U yu. Mikroviļņu starojuma un aukstās plazmas ietekme uz bioaerosola aktivitāti un ar to saistītajiem mehānismiem. Pekinas universitāte. 2013. gads.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Mikroviļņu un ierobežotu akustisko svārstību rezonanses dipola savienojums bakulovīrusos. 2017. gada zinātniskais ziņojums; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. HCV un HIV mikroviļņu inaktivācija: jauna pieeja vīrusa pārnešanas novēršanai starp injicēšanas narkotiku lietotājiem. 2016. gada zinātniskais ziņojums; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Slimnīcu dokumentu piesārņojuma izpēte un eksperimentāls novērojums ar mikroviļņu dezinfekcijas [J] Ķīnas medicīnas žurnālu. 1987; 4: 221-2.
Sun Wei provizorisks nātrija dihlorizocianāta inaktivācijas mehānisma un efektivitātes pētījums pret bakteriofāgu MS2. Sičuanas universitāte. 2007.
Yang Li provizorisks pētījums par O-ftalaldehīda inaktivācijas efektu un darbības mehānismu uz bakteriofāgu MS2. Sičuanas universitāte. 2007.
Wu ye, Yao kundze. Gaisa vīrusa inaktivācija in situ ar mikroviļņu starojumu. Ķīnas zinātnes biļetens. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavīrusi un poliovīrusi ir jutīgi pret īsiem W joslas ciklotrona starojuma impulsiem. Vēstule par vides ķīmiju. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Gripas vīrusa inaktivācija antigenitātes pētījumos un rezistences testi ar fenotipiskiem neiraminidāzes inhibitoriem. Clinical mikrobioloģijas žurnāls. 2010; 48 (3): 928–40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Mikroviļņu sterilizācijas pārskats. Guandunas mikroelementu zinātne. 2013; 20 (6): 67–70.
Li Jizhi. Mikroviļņu bioloģiskā ietekme uz pārtikas mikroorganismiem un mikroviļņu sterilizācijas tehnoloģiju [JJ Dienvidrietumu tautību universitāte (Dabas zinātnes izdevums). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2 smailes olbaltumvielu denaturācija Athermic mikroviļņu apstarošanai. Zinātniskais ziņojums 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang Yr, et al. Efektīva strukturālā rezonanses enerģijas pārnešana no mikroviļņu krāsām uz ierobežotu akustisko svārstību vīrusu svārstībām. 2015. gada zinātniskais ziņojums; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Mērķtiecīga pretvīrusu terapija, izmantojot SARS-COV-2, nav jonizējoša staru terapija un sagatavošana vīrusu pandēmijai: metodes, metodes un prakses piezīmes klīniskai lietošanai. Plos viens. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Mikroviļņu sterilizācija un faktori, kas to ietekmē. Ķīnas medicīnas žurnāls. 1993; (04): 246-51.
Page WJ, Martin WG mikrobu izdzīvošana mikroviļņu krāsnīs. Jūs varat J mikroorganismus. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS mikroviļņu vai autoklāvu apstrāde iznīcina infekcijas bronhīta vīrusa un putnu pneimovīrusa infekciozitāti, bet ļauj tos noteikt, izmantojot reversās transkriptāzes polimerāzes ķēdes reakciju. Mājputnu slimība. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikroviļņu izskaušana citomegalovīrusa izskaušanā no mātes piena: izmēģinājuma pētījums. Zīdīšanas zāles. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang Sy, Fang JT, Chang SY, Shih Sr, et al. SARS-COV-2 vīrusa mikroviļņu rezonanses absorbcija. Zinātniskais ziņojums 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH utt. UV-C (254 nm) letāla SARS-COV-2 deva. Gaismas diagnostika Photodyne ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M utt. Ātra un pilnīga SARS-COV-2 inaktivācija UV-C. Zinātniskais ziņojums 2020; 10 (1): 22421.