Efekti elektromagnetnih valova na patogene viruse i srodne mehanizme: pregled u Journal of Virology

Patogene virusne infekcije postale su veliki javnozdravstveni problem širom svijeta. Virusi mogu inficirati sve ćelijske organizme i uzrokovati različite stupnjeve ozljeda i oštećenja, što dovodi do bolesti, pa čak i smrti. S obzirom na prevalenciju visoko patogenih virusa kao što je teški akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), postoji hitna potreba za razvojem učinkovitih i sigurnih metoda za inaktivaciju patogenih virusa. Tradicionalne metode za inaktivaciju patogenih virusa su praktične, ali imaju neka ograničenja. Sa karakteristikama velike prodorne moći, fizičke rezonancije i bez zagađenja, elektromagnetski valovi su postali potencijalna strategija za inaktivaciju patogenih virusa i privlače sve veću pažnju. Ovaj članak daje pregled novijih publikacija o utjecaju elektromagnetnih valova na patogene viruse i njihove mehanizme, kao i izglede za korištenje elektromagnetnih valova za inaktivaciju patogenih virusa, kao i nove ideje i metode za takvu inaktivaciju.
Mnogi virusi se brzo šire, opstaju dugo vremena, visoko su patogeni i mogu uzrokovati globalne epidemije i ozbiljne zdravstvene rizike. Prevencija, otkrivanje, testiranje, iskorjenjivanje i liječenje ključni su koraci za zaustavljanje širenja virusa. Brza i efikasna eliminacija patogenih virusa uključuje profilaktičku, zaštitnu i izvornu eliminaciju. Inaktivacija patogenih virusa fiziološkom destrukcijom kako bi se smanjila njihova infektivnost, patogenost i reproduktivni kapacitet je efikasna metoda njihove eliminacije. Tradicionalne metode, uključujući visoke temperature, hemikalije i jonizujuće zračenje, mogu efikasno inaktivirati patogene viruse. Međutim, ove metode i dalje imaju neka ograničenja. Stoga još uvijek postoji hitna potreba za razvojem inovativnih strategija za inaktivaciju patogenih virusa.
Emisija elektromagnetnih valova ima prednosti velike prodorne moći, brzog i ravnomjernog zagrijavanja, rezonancije s mikroorganizmima i oslobađanja plazme, a očekuje se da će postati praktična metoda za inaktivaciju patogenih virusa [1,2,3]. Sposobnost elektromagnetnih valova da inaktiviraju patogene viruse dokazana je u prošlom stoljeću [4]. Posljednjih godina sve više pažnje privlači korištenje elektromagnetnih valova za inaktivaciju patogenih virusa. Ovaj članak govori o djelovanju elektromagnetnih valova na patogene viruse i njihovim mehanizmima, što može poslužiti kao koristan vodič za osnovna i primijenjena istraživanja.
Morfološke karakteristike virusa mogu odražavati funkcije kao što su preživljavanje i infektivnost. Dokazano je da elektromagnetski valovi, posebno ultravisoke frekvencije (UHF) i ultra visoke frekvencije (EHF), mogu poremetiti morfologiju virusa.
Bakteriofag MS2 (MS2) se često koristi u različitim istraživačkim područjima kao što su procjena 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 direktnog zračenja [1]. Nakon daljeg istraživanja, uočen je i prekid površine MS2 faga [7]. Kaczmarczyk [8] je izložio suspenzije uzoraka koronavirusa 229E (CoV-229E) milimetarskim valovima frekvencije od 95 GHz i gustinom snage od 70 do 100 W/cm2 u trajanju od 0,1 s. U gruboj sfernoj ljusci virusa mogu se naći velike rupe, što dovodi do gubitka njegovog sadržaja. Izloženost elektromagnetnim talasima može biti destruktivna za virusne oblike. Međutim, promjene u morfološkim svojstvima, kao što su oblik, promjer i glatkoća površine, nakon izlaganja virusu elektromagnetnim zračenjem nisu poznate. Stoga je važno analizirati odnos između morfoloških karakteristika i funkcionalnih poremećaja, koji mogu pružiti vrijedne i pogodne pokazatelje za procjenu inaktivacije virusa [1].
Virusna struktura se obično sastoji od unutrašnje nukleinske kiseline (RNA ili DNK) i vanjskog kapsida. Nukleinske kiseline određuju genetska svojstva i svojstva replikacije virusa. Kapsid je vanjski sloj pravilno raspoređenih proteinskih podjedinica, osnovna skela i antigenska komponenta virusnih čestica, a štiti i nukleinske kiseline. Većina virusa ima strukturu omotača sastavljenu od lipida i glikoproteina. Osim toga, proteini omotača određuju specifičnost receptora i služe kao glavni antigeni koje imuni sistem domaćina može prepoznati. Kompletna struktura osigurava integritet i genetsku stabilnost virusa.
Istraživanja su pokazala da elektromagnetski valovi, posebno UHF elektromagnetski valovi, mogu oštetiti RNK virusa koji izazivaju bolesti. Wu [1] je direktno izložio vodeno okruženje MS2 virusa mikrovalovima od 2450 MHz u trajanju od 2 minute i analizirao gene koji kodiraju protein A, kapsidni protein, protein replikaze i protein cijepanja gel elektroforezom i lančanom reakcijom polimeraze reverzne transkripcije. RT-PCR). Ovi geni su progresivno uništavani sa povećanjem gustine snage i čak su nestali pri najvećoj gustini snage. Na primjer, ekspresija gena za protein A (934 bp) značajno se smanjila nakon izlaganja elektromagnetnim valovima snage 119 i 385 W i potpuno nestala kada je gustina snage povećana na 700 W. Ovi podaci ukazuju da elektromagnetski valovi mogu, ovisno o dozi, uništavaju strukturu nukleinskih kiselina virusa.
Nedavna istraživanja su pokazala da se učinak elektromagnetnih valova na patogene virusne proteine ​​uglavnom zasniva na njihovom indirektnom termičkom dejstvu na medijatore i njihovom indirektnom dejstvu na sintezu proteina usled razaranja nukleinskih kiselina [1, 3, 8, 9]. Međutim, atermički efekti također mogu promijeniti polaritet ili strukturu virusnih proteina [1, 10, 11]. Direktan efekat elektromagnetnih talasa na fundamentalne strukturne/nestrukturne proteine ​​kao što su kapsidni proteini, proteini omotača ili šik proteini patogenih virusa još uvek zahtevaju dalja istraživanja. Nedavno je sugerirano da 2 minute elektromagnetnog zračenja na frekvenciji od 2,45 GHz sa snagom od 700 W mogu komunicirati s različitim frakcijama proteinskih naboja kroz formiranje vrućih tačaka i oscilirajućih električnih polja putem čisto elektromagnetnih efekata [12].
Omotač patogenog virusa usko je povezan s njegovom sposobnošću da zarazi ili izazove bolest. Nekoliko studija je izvijestilo da UHF i mikrovalni elektromagnetski valovi mogu uništiti ljuske virusa koji izazivaju bolesti. Kao što je gore spomenuto, različite rupe se mogu otkriti u virusnoj ovojnici koronavirusa 229E nakon 0,1 sekunde izlaganja milimetarskom talasu od 95 GHz pri gustoći snage od 70 do 100 W/cm2 [8]. Efekat rezonantnog prijenosa energije elektromagnetnih valova može uzrokovati dovoljno stresa da uništi strukturu omotača virusa. Kod virusa sa omotačem, nakon pucanja ovojnice, infektivnost ili neka aktivnost obično se smanjuje ili potpuno gubi [13, 14]. Yang [13] je izložio virus gripa H3N2 (H3N2) i virus gripa H1N1 (H1N1) mikrotalasima na 8,35 GHz, 320 W/m² i 7 GHz, 308 W/m², u trajanju od 15 minuta. Da bi se uporedili RNA signali patogenih virusa izloženih elektromagnetnim talasima i fragmentovanog modela zamrznutog i odmah odmrznutog u tečnom azotu tokom nekoliko ciklusa, izvršena je RT-PCR. Rezultati su pokazali da su RNK signali dva modela vrlo konzistentni. Ovi rezultati pokazuju da je fizička struktura virusa poremećena i struktura omotača uništena nakon izlaganja mikrovalnom zračenju.
Aktivnost virusa može se okarakterizirati njegovom sposobnošću da inficira, replicira i transkribira. Virusna infektivnost ili aktivnost se obično procjenjuje mjerenjem virusnih titara pomoću testova plaka, medijane infektivne doze kulture tkiva (TCID50) ili aktivnosti reporter gena luciferaze. Ali može se procijeniti i direktno izolacijom živog virusa ili analizom virusnog antigena, gustine virusnih čestica, preživljavanja virusa itd.
Prijavljeno je da UHF, SHF i EHF elektromagnetski valovi mogu direktno inaktivirati virusne aerosole ili viruse koji se prenose vodom. Wu [1] je izložio aerosol bakteriofaga MS2 generiran laboratorijskim nebulizatorom elektromagnetnim valovima frekvencije 2450 MHz i snagom od 700 W tokom 1,7 min, dok je stopa preživljavanja bakteriofaga MS2 bila samo 8,66%. Slično virusnom aerosolu MS2, 91,3% vodenog MS2 je inaktivirano unutar 1,5 minuta nakon izlaganja istoj dozi elektromagnetnih valova. Osim toga, sposobnost elektromagnetnog zračenja da inaktivira virus MS2 bila je u pozitivnoj korelaciji s gustinom snage i vremenom izlaganja. Međutim, kada efikasnost deaktivacije dostigne svoju maksimalnu vrijednost, efikasnost deaktivacije se ne može poboljšati povećanjem vremena ekspozicije ili povećanjem gustine snage. Na primjer, MS2 virus je imao minimalnu stopu preživljavanja od 2,65% do 4,37% nakon izlaganja elektromagnetnim valovima od 2450 MHz i 700 W, a s povećanjem vremena izlaganja nisu nađene značajne promjene. Siddharta [3] je elektromagnetnim talasima na frekvenciji od 2450 MHz i snagom od 360 W ozračio suspenziju ćelijske kulture koja sadrži virus hepatitisa C (HCV)/virus humane imunodeficijencije tipa 1 (HIV-1). Otkrili su da su titri virusa značajno opali nakon 3 minuta izlaganja, što ukazuje da je zračenje elektromagnetnih talasa efikasno protiv HCV i HIV-1 infektivnost i pomaže u sprječavanju prijenosa virusa čak i kada su zajedno izloženi. Prilikom ozračivanja HCV ćelijskih kultura i HIV-1 suspenzija elektromagnetnim talasima male snage frekvencije 2450 MHz, 90 W ili 180 W, nema promjene u titru virusa, određenog reporterskom aktivnošću luciferaze, i značajne promjene u virusnoj infektivnosti su posmatrani. pri 600 i 800 W tokom 1 minute, infektivnost oba virusa nije značajno smanjena, što se vjeruje da je povezano sa snagom zračenja elektromagnetnog talasa i vremenom izlaganja kritičnoj temperaturi.
Kaczmarczyk [8] prvi je pokazao smrtonosnost EHF elektromagnetnih valova protiv patogenih virusa koji se prenose vodom 2021. Oni su izložili uzorke koronavirusa 229E ili poliovirusa (PV) elektromagnetnim valovima na frekvenciji od 95 GHz i gustoći snage od 70 W/cm2. na 2 sekunde. Efikasnost inaktivacije dva patogena virusa iznosila je 99,98%, odnosno 99,375%. što ukazuje da EHF elektromagnetski talasi imaju široku perspektivu primene u oblasti inaktivacije virusa.
Efikasnost UHF inaktivacije virusa je također procijenjena u različitim medijima kao što su majčino mlijeko i neki materijali koji se obično koriste u kući. Istraživači su izložili maske za anesteziju kontaminirane adenovirusom (ADV), poliovirusom tipa 1 (PV-1), herpesvirusom 1 (HV-1) i rinovirusom (RHV) elektromagnetnom zračenju na frekvenciji od 2450 MHz i snazi ​​od 720 vati. Izvijestili su da su testovi na ADV i PV-1 antigene postali negativni, a titri HV-1, PIV-3 i RHV pali na nulu, što ukazuje na potpunu inaktivaciju svih virusa nakon 4 minute izlaganja [15, 16]. Elhafi [17] je direktno izložio briseve inficirane virusom infektivnog bronhitisa ptica (IBV), ptičjim pneumovirusom (APV), virusom Newcastle bolesti (NDV) i virusom ptičjeg gripa (AIV) mikrovalnoj pećnici od 2450 MHz, 900 W. gube svoju infektivnost. Među njima, APV i IBV su dodatno otkriveni u kulturama trahealnih organa dobijenih iz pilećih embriona 5. generacije. Iako virus nije mogao biti izoliran, virusna nukleinska kiselina je i dalje otkrivena RT-PCR-om. Ben-Shoshan [18] je direktno izložio 2450 MHz, 750 W elektromagnetnim talasima 15 uzoraka majčinog mleka pozitivnih na citomegalovirus (CMV) tokom 30 sekundi. Detekcija antigena pomoću Shell-Vial-a pokazala je potpunu inaktivaciju CMV-a. Međutim, na 500 W, 2 od 15 uzoraka nisu postigla potpunu inaktivaciju, što ukazuje na pozitivnu korelaciju između efikasnosti inaktivacije i snage elektromagnetnih talasa.
Također je vrijedno napomenuti da je Yang [13] predvidio rezonantnu frekvenciju između elektromagnetnih valova i virusa na osnovu utvrđenih fizičkih modela. Suspenzija čestica virusa H3N2 gustoće 7,5 × 1014 m-3, proizvedena od ćelija bubrega psa Madin Darby osjetljivih na viruse (MDCK), bila je direktno izložena elektromagnetnim valovima na frekvenciji od 8 GHz i snazi ​​od 820 W/m² 15 minuta. Nivo inaktivacije virusa H3N2 dostiže 100%. Međutim, na teoretskom pragu od 82 W/m2, samo 38% virusa H3N2 bilo je inaktivirano, što sugerira da je efikasnost EM posredovane inaktivacije virusa usko povezana s gustinom snage. Na osnovu ove studije, Barbora [14] je izračunao opseg rezonantne frekvencije (8,5-20 GHz) između elektromagnetnih talasa i SARS-CoV-2 i zaključio da je 7,5 × 1014 m-3 SARS-CoV-2 izloženo elektromagnetnim talasima A talas sa frekvencijom od 10-17 GHz i gustinom snage od 14,5 ± 1 W/m2 za otprilike 15 minuta rezultirat će 100% deaktivacijom. Nedavna Wangova studija [19] pokazala je da su rezonantne frekvencije SARS-CoV-2 4 i 7,5 GHz, što potvrđuje postojanje rezonantnih frekvencija neovisnih o titru virusa.
U zaključku možemo reći da elektromagnetski valovi mogu utjecati na aerosole i suspenzije, kao i na aktivnost virusa na površinama. Utvrđeno je da je efikasnost inaktivacije usko povezana sa frekvencijom i snagom elektromagnetnih talasa i medijumom koji se koristi za rast virusa. Osim toga, elektromagnetne frekvencije zasnovane na fizičkim rezonancijama vrlo su važne za inaktivaciju virusa [2, 13]. Do sada je učinak elektromagnetnih valova na aktivnost patogenih virusa uglavnom bio usmjeren na promjenu infektivnosti. Zbog složenog mehanizma, nekoliko studija je izvijestilo o utjecaju elektromagnetnih valova na replikaciju i transkripciju patogenih virusa.
Mehanizmi pomoću kojih elektromagnetski valovi inaktiviraju viruse usko su povezani s tipom virusa, frekvencijom i snagom elektromagnetnih valova i okruženjem rasta virusa, ali ostaju uglavnom neistraženi. Najnovija istraživanja su se fokusirala na mehanizme toplotnog, toplotnog i strukturnog rezonantnog prenosa energije.
Pod toplinskim efektom se podrazumijeva povećanje temperature uzrokovano velikom brzinom rotacije, sudaranjem i trenjem polarnih molekula u tkivima pod utjecajem elektromagnetnih 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 direktni termalni efekti na viruse rijetki [1]. Naprotiv, postoji mnogo više polarnih molekula u mediju i okolini, kao što su molekuli vode, koji se kreću u skladu sa naizmeničnim električnim poljem pobuđenim elektromagnetnim talasima, stvarajući toplotu trenjem. Toplota se zatim prenosi na virus kako bi podigao njegovu temperaturu. Kada se prekorači prag tolerancije, nukleinske kiseline i proteini se uništavaju, što u konačnici smanjuje infektivnost, pa čak i inaktivira virus.
Nekoliko grupa je izvijestilo da elektromagnetski valovi mogu smanjiti infektivnost virusa kroz termičku izloženost [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] je izložio suspenzije koronavirusa 229E elektromagnetnim talasima na frekvenciji od 95 GHz sa gustinom snage od 70 do 100 W/cm² tokom 0,2-0,7 s. Rezultati su pokazali da je povećanje temperature od 100°C tokom ovog procesa doprinijelo uništavanju morfologije virusa i smanjenoj aktivnosti virusa. Ovi termalni efekti se mogu objasniti djelovanjem elektromagnetnih valova na okolne molekule vode. Siddharta [3] je zračio suspenzije staničnih kultura koje sadrže HCV različitih genotipova, uključujući GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a i GT7a, elektromagnetnim valovima na frekvenciji od 2450 MHz i snazi ​​od 90 W316, W, 600 W i 800 uto Sa povećanjem temperature medijuma stanične kulture sa 26°C na 92°C, elektromagnetno zračenje je smanjilo infektivnost virusa ili potpuno inaktiviralo virus. Ali HCV je kratko vrijeme bio izložen elektromagnetnim valovima pri maloj snazi ​​(90 ili 180 W, 3 minute) ili većoj snazi ​​(600 ili 800 W, 1 minut), dok nije bilo značajnog povećanja temperature i značajne promjene u virusa nije uočena infektivnost ili aktivnost.
Navedeni rezultati ukazuju da je toplinski učinak elektromagnetnih valova ključni faktor koji utječe na infektivnost ili aktivnost patogenih virusa. Osim toga, brojne studije su pokazale da toplinski učinak elektromagnetnog zračenja inaktivira patogene viruse efikasnije od UV-C i konvencionalnog zagrijavanja [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Osim termičkih efekata, elektromagnetski valovi također mogu promijeniti polaritet molekula kao što su mikrobni proteini i nukleinske kiseline, uzrokujući da molekuli rotiraju i vibriraju, što rezultira smanjenom održivošću ili čak smrću [10]. Vjeruje se da brza promjena polariteta elektromagnetnih valova uzrokuje polarizaciju proteina, što dovodi do uvrtanja i zakrivljenosti strukture proteina i, u konačnici, do denaturacije proteina [11].
Netermalni učinak elektromagnetnih valova na inaktivaciju virusa i dalje je kontroverzan, ali većina studija je pokazala pozitivne rezultate [1, 25]. Kao što smo već spomenuli, elektromagnetski valovi mogu direktno prodrijeti u protein ovojnice virusa MS2 i uništiti nukleinsku kiselinu virusa. Osim toga, aerosoli MS2 virusa su mnogo osjetljiviji na elektromagnetne valove nego vodeni MS2. Zbog manje polarnih molekula, poput molekula vode, u okruženju koje okružuje aerosol MS2 virusa, atermički efekti mogu igrati ključnu ulogu u inaktivaciji virusa posredovanom elektromagnetnim valovima [1].
Fenomen rezonancije se odnosi na tendenciju fizičkog sistema da apsorbuje više energije iz svog okruženja na svojoj prirodnoj frekvenciji i talasnoj dužini. Rezonancija se javlja na mnogim mjestima u prirodi. Poznato je da virusi rezoniraju sa mikrovalovima iste frekvencije u ograničenom akustičkom dipolnom modu, što je fenomen rezonancije [2, 13, 26]. Rezonantni načini interakcije između elektromagnetnog vala i virusa privlače sve više pažnje. Efekat efikasnog strukturalnog rezonantnog prijenosa energije (SRET) od elektromagnetnih valova do zatvorenih akustičnih oscilacija (CAV) kod virusa može dovesti do rupture virusne membrane zbog suprotstavljenih vibracija jezgra-kapsid. Osim toga, ukupna efikasnost SRET-a je povezana s prirodom okoline, gdje veličina i pH virusne čestice određuju rezonantnu frekvenciju i apsorpciju energije [2, 13, 19].
Fizički rezonantni efekat elektromagnetnih talasa igra ključnu ulogu u inaktivaciji virusa sa omotačem, koji su okruženi dvoslojnom membranom ugrađenom u virusne proteine. Istraživači su otkrili da je deaktivacija H3N2 elektromagnetnim valovima frekvencije 6 GHz i gustoćom snage od 486 W/m² uglavnom uzrokovana fizičkim pucanjem ljuske uslijed efekta rezonancije [13]. Temperatura suspenzije H3N2 porasla je za samo 7°C nakon 15 minuta izlaganja, međutim, za inaktivaciju humanog virusa H3N2 termičkim zagrijavanjem potrebna je temperatura iznad 55°C [9]. Slične pojave su uočene za viruse kao što su SARS-CoV-2 i H3N1 [13, 14]. Osim toga, inaktivacija virusa elektromagnetnim valovima ne dovodi do degradacije genoma virusne RNK [1,13,14]. Dakle, inaktivacija virusa H3N2 je promicana fizičkom rezonancom, a ne termičkom izloženošću [13].
U poređenju sa termičkim efektom elektromagnetnih talasa, inaktivacija virusa fizičkom rezonancom zahteva niže parametre doze, koji su ispod standarda mikrotalasne bezbednosti koje je ustanovio 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 biti efikasno ciljani za inaktivaciju. Zbog visoke stope penetracije, odsustva jonizujućeg zračenja i dobre sigurnosti, inaktivacija virusa posredovana atermičkim efektom CPET-a je obećavajuća za liječenje malignih bolesti ljudi uzrokovanih patogenim virusima [14, 26].
Na osnovu implementacije inaktivacije virusa u tečnoj fazi i na površini različitih medija, elektromagnetski talasi mogu efikasno da se nose sa virusnim aerosolima [1, 26], što je iskorak i od velikog je značaja za kontrolu prenosa virusa. virusa i sprečavanje prenošenja virusa u društvu. epidemija. Štaviše, otkriće fizičkih rezonantnih svojstava elektromagnetnih talasa je od velike važnosti u ovoj oblasti. Sve dok su rezonantna frekvencija određenog viriona i elektromagnetni valovi poznati, svi virusi unutar rezonantnog frekvencijskog opsega rane mogu biti ciljani, što se ne može postići tradicionalnim metodama inaktivacije virusa [13,14,26]. Elektromagnetna inaktivacija virusa je obećavajuće istraživanje s velikom istraživačkom i primijenjenom vrijednošću i potencijalom.
U poređenju sa tradicionalnom tehnologijom ubijanja virusa, elektromagnetski talasi imaju karakteristike jednostavne, efikasne, praktične zaštite životne sredine prilikom ubijanja virusa zbog svojih jedinstvenih fizičkih svojstava [2, 13]. Međutim, mnogi problemi ostaju. Prvo, savremena saznanja su ograničena na fizička svojstva elektromagnetnih talasa, a mehanizam korišćenja energije tokom emisije elektromagnetnih talasa nije otkriven [10, 27]. Mikrovalne pećnice, uključujući milimetarske valove, naširoko su korištene za proučavanje inaktivacije virusa i njegovih mehanizama, međutim, studije elektromagnetnih 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 elektromagnetnim valovima nije razjašnjen, a proučavani su samo sferični i štapićasti virusi [2]. Osim toga, čestice virusa su male, bez ćelija, lako mutiraju i brzo se šire, što može spriječiti inaktivaciju virusa. Tehnologiju elektromagnetnih valova još uvijek treba poboljšati kako bi se prevladala prepreka inaktivacije patogenih virusa. Konačno, visoka apsorpcija energije zračenja od strane polarnih molekula u mediju, kao što su molekuli vode, rezultira gubitkom energije. Pored toga, na efikasnost SRET-a može uticati nekoliko neidentifikovanih mehanizama u virusima [28]. SRET efekat također može modificirati virus da se prilagodi svom okruženju, što rezultira otpornošću na elektromagnetne valove [29].
U budućnosti, tehnologiju inaktivacije virusa pomoću elektromagnetnih valova treba dodatno unaprijediti. Fundamentalna naučna istraživanja trebala bi biti usmjerena na rasvjetljavanje mehanizma inaktivacije virusa elektromagnetnim valovima. Na primjer, treba sistematski razjasniti mehanizam korištenja energije virusa kada su izloženi elektromagnetnim valovima, detaljan mehanizam netermalnog djelovanja koji ubija patogene viruse i mehanizam SRET efekta između elektromagnetnih valova i različitih tipova virusa. Primijenjena istraživanja trebala bi se fokusirati na to kako spriječiti prekomjernu apsorpciju energije zračenja polarnih molekula, proučavati djelovanje elektromagnetnih valova različitih frekvencija na različite patogene viruse i proučavati netermalne efekte elektromagnetnih valova u uništavanju patogenih virusa.
Elektromagnetski valovi postali su obećavajuća metoda za inaktivaciju patogenih virusa. Tehnologija elektromagnetnih valova ima prednosti niske zagađenosti, niske cijene i visoke efikasnosti inaktivacije virusa patogena, što može prevladati ograničenja tradicionalne antivirusne tehnologije. Međutim, potrebna su dalja istraživanja kako bi se odredili parametri tehnologije elektromagnetnih valova i razjasnio mehanizam inaktivacije virusa.
Određena doza zračenja elektromagnetskog talasa može uništiti strukturu i aktivnost mnogih patogenih virusa. Efikasnost inaktivacije virusa usko je povezana sa frekvencijom, gustinom snage i vremenom izlaganja. Osim toga, potencijalni mehanizmi uključuju termičke, atermalne i strukturne rezonantne efekte prijenosa energije. U poređenju sa tradicionalnim antivirusnim tehnologijama, inaktivacija virusa zasnovana na elektromagnetnim talasima ima prednosti jednostavnosti, visoke efikasnosti i niskog zagađenja. Stoga je inaktivacija virusa posredovana elektromagnetnim valovima postala obećavajuća antivirusna tehnika za buduće primjene.
U Yu. Utjecaj mikrovalnog zračenja i hladne plazme na aktivnost bioaerosola i srodni mehanizmi. Pekinški univerzitet. godina 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC i dr. Rezonantna dipolna sprega mikrovalova i ograničene akustične oscilacije kod bakulovirusa. Naučni izvještaj 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 prevenciji prenošenja virusa među injektirajućim korisnicima droga. Naučni izvještaj 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Istraživanje i eksperimentalno promatranje kontaminacije bolničkih dokumenata mikrovalnom dezinfekcijom [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Preliminarna studija mehanizma inaktivacije i efikasnosti natrijum dihloroizocijanata protiv bakteriofaga MS2. Sichuan University. 2007.
Yang Li Preliminarna studija o efektu inaktivacije i mehanizmu djelovanja o-ftalaldehida na bakteriofag MS2. Sichuan University. 2007.
Wu Ye, gospođo Yao. Inaktivacija virusa koji se prenosi zrakom in situ mikrovalnim zračenjem. Kineski naučni bilten. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavirusi i poliovirusi su osjetljivi na kratke impulse ciklotronskog zračenja W-pojasa. Pismo o hemiji životne sredine. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inaktivacija virusa gripe za studije antigenosti i testove rezistencije na fenotipske inhibitore neuraminidaze. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Pregled mikrotalasne sterilizacije. Nauka o mikronutrijentima Guangdonga. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Netermalni biološki efekti mikrotalasa na mikroorganizme u hrani i tehnologiju mikrotalasne sterilizacije [JJ Southwestern Nationalities University (izdanje prirodnih nauka). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 denaturacija šiljastog proteina nakon atermičkog mikrovalnog zračenja. Naučni izvještaj 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Efikasan strukturalni rezonantni prijenos energije od mikrovalova do ograničenih akustičnih oscilacija u virusima. Naučni izvještaj 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Ciljana antivirusna terapija upotrebom terapije nejonizujućim zračenjem za SARS-CoV-2 i priprema za virusnu pandemiju: metode, metode i napomene iz prakse za kliničku primjenu. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilizacija u mikrotalasnoj pećnici i faktori koji na nju utiču. Kineski medicinski časopis. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Opstanak mikroba u mikrotalasnim pećnicama. Možete J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Tretman mikrotalasnom pećnicom ili autoklavom uništava infektivnost virusa infektivnog bronhitisa i ptičjeg pneumovirusa, ali omogućava njihovo otkrivanje korištenjem lančane reakcije 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. Mikrovalna rezonantna apsorpcija virusa SARS-CoV-2. Naučni izvještaj 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. Svetlosna 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. Naučni izvještaj 2020; 10(1):22421.