中文网站
Patogene virusinfeksjoner har blitt et stort folkehelseproblem over hele verden. Virus kan infisere alle cellulære organismer og forårsake ulik grad av skade og materielle skader, noe som kan føre til sykdom og til og med død. Med utbredelsen av høypatogene virus, som alvorlig akutt respiratorisk syndrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), er det et presserende behov for å utvikle effektive og trygge metoder for å inaktivere patogene virus. Tradisjonelle metoder for inaktivering av patogene virus er praktiske, men har noen begrensninger. Med egenskapene høy penetrasjonskraft, fysisk resonans og ingen forurensning har elektromagnetiske bølger blitt en potensiell strategi for inaktivering av patogene virus, og de får stadig større oppmerksomhet. Denne artikkelen gir en oversikt over nyere publikasjoner om virkningen av elektromagnetiske bølger på patogene virus og deres mekanismer, samt utsiktene for bruk av elektromagnetiske bølger for inaktivering av patogene virus, samt nye ideer og metoder for slik inaktivering.
Mange virus sprer seg raskt, vedvarer lenge, er svært patogene og kan forårsake globale epidemier og alvorlige helserisikoer. Forebygging, deteksjon, testing, utryddelse og behandling er viktige skritt for å stoppe spredningen av viruset. Rask og effektiv eliminering av patogene virus inkluderer profylaktisk, beskyttende og kildeeliminering. Inaktivering av patogene virus ved fysiologisk destruksjon for å redusere deres smittsomhet, patogenitet og reproduksjonskapasitet er en effektiv metode for å eliminere dem. Tradisjonelle metoder, inkludert høy temperatur, kjemikalier og ioniserende stråling, kan effektivt inaktivere patogene virus. Imidlertid har disse metodene fortsatt noen begrensninger. Derfor er det fortsatt et presserende behov for å utvikle innovative strategier for inaktivering av patogene virus.
Utsendelse av elektromagnetiske bølger har fordelene med høy penetrasjonskraft, rask og jevn oppvarming, resonans med mikroorganismer og plasmafrigjøring, og forventes å bli en praktisk metode for inaktivering av patogene virus [1,2,3]. Elektromagnetiske bølgers evne til å inaktivere patogene virus ble demonstrert i forrige århundre [4]. I de senere år har bruken av elektromagnetiske bølger for inaktivering av patogene virus fått økende oppmerksomhet. Denne artikkelen diskuterer effekten av elektromagnetiske bølger på patogene virus og deres mekanismer, som kan tjene som en nyttig veiledning for grunnleggende og anvendt forskning.
Virusenes morfologiske egenskaper kan gjenspeile funksjoner som overlevelse og smittsomhet. Det har blitt vist at elektromagnetiske bølger, spesielt ultrahøyfrekvente (UHF) og ultrahøyfrekvente (EHF) elektromagnetiske bølger, kan forstyrre virusenes morfologi.
Bakteriofag MS2 (MS2) brukes ofte i ulike forskningsområder som desinfeksjonsevaluering, kinetisk modellering (vandig) og biologisk karakterisering av virusmolekyler [5, 6]. Wu fant at mikrobølger ved 2450 MHz og 700 W forårsaket aggregering og betydelig krymping av MS2-akvatiske fager etter 1 minutt med direkte bestråling [1]. Etter videre undersøkelse ble det også observert et brudd i overflaten av MS2-fagen [7]. Kaczmarczyk [8] eksponerte suspensjoner av prøver av koronavirus 229E (CoV-229E) for millimeterbølger med en frekvens på 95 GHz og en effekttetthet på 70 til 100 W/cm2 i 0,1 s. Store hull kan finnes i virusets grove sfæriske skall, noe som fører til tap av innholdet. Eksponering for elektromagnetiske bølger kan være ødeleggende for virusformer. Imidlertid er endringer i morfologiske egenskaper, som form, diameter og overflateglatthet, etter eksponering for viruset med elektromagnetisk stråling ukjente. Derfor er det viktig å analysere forholdet mellom morfologiske trekk og funksjonelle lidelser, noe som kan gi verdifulle og praktiske indikatorer for å vurdere virusinaktivering [1].
Virusstrukturen består vanligvis av en intern nukleinsyre (RNA eller DNA) og en ekstern kapsid. Nukleinsyrer bestemmer virusets genetiske og replikasjonsegenskaper. Kapsidet er det ytre laget av regelmessig arrangerte proteinsubenheter, det grunnleggende stillaset og den antigene komponenten i viruspartikler, og beskytter også nukleinsyrer. De fleste virus har en konvoluttstruktur som består av lipider og glykoproteiner. I tillegg bestemmer konvoluttproteinene reseptorenes spesifisitet og fungerer som de viktigste antigenene som vertens immunsystem kan gjenkjenne. Den komplette strukturen sikrer virusets integritet og genetiske stabilitet.
Forskning har vist at elektromagnetiske bølger, spesielt UHF-elektromagnetiske bølger, kan skade RNA-et til sykdomsfremkallende virus. Wu [1] eksponerte det vandige miljøet til MS2-viruset direkte for 2450 MHz mikrobølger i 2 minutter og analyserte genene som koder for protein A, kapsidprotein, replikaseprotein og spaltingsprotein ved hjelp av gelelektroforese og revers transkripsjonspolymerasekjedereaksjon (RT-PCR). Disse genene ble gradvis ødelagt med økende effekttetthet og forsvant til og med ved den høyeste effekttettheten. For eksempel minket uttrykket av protein A-genet (934 bp) betydelig etter eksponering for elektromagnetiske bølger med en effekt på 119 og 385 W og forsvant fullstendig da effekttettheten ble økt til 700 W. Disse dataene indikerer at elektromagnetiske bølger, avhengig av dose, kan ødelegge strukturen til nukleinsyrene til virus.
Nyere studier har vist at effekten av elektromagnetiske bølger på patogene virusproteiner hovedsakelig er basert på deres indirekte termiske effekt på mediatorer og deres indirekte effekt på proteinsyntese på grunn av ødeleggelse av nukleinsyrer [1, 3, 8, 9]. Imidlertid kan atermiske effekter også endre polariteten eller strukturen til virusproteiner [1, 10, 11]. Den direkte effekten av elektromagnetiske bølger på grunnleggende strukturelle/ikke-strukturelle proteiner som kapsidproteiner, konvoluttproteiner eller spikeproteiner fra patogene virus krever fortsatt videre studier. Det har nylig blitt foreslått at 2 minutter med elektromagnetisk stråling med en frekvens på 2,45 GHz med en effekt på 700 W kan samhandle med forskjellige fraksjoner av proteinladninger gjennom dannelse av hotspots og oscillerende elektriske felt gjennom rent elektromagnetiske effekter [12].
Hylsteret til et patogent virus er nært knyttet til dets evne til å infisere eller forårsake sykdom. Flere studier har rapportert at UHF- og mikrobølgeelektromagnetiske bølger kan ødelegge skallene til sykdomsfremkallende virus. Som nevnt ovenfor kan tydelige hull oppdages i virushylsteret til koronavirus 229E etter 0,1 sekunders eksponering for 95 GHz millimeterbølgen ved en effekttetthet på 70 til 100 W/cm2 [8]. Effekten av resonant energioverføring av elektromagnetiske bølger kan forårsake nok stress til å ødelegge strukturen til virushylsteret. For hylstervirus, etter at hylsen har bristet, reduseres vanligvis smittsomheten eller noe aktivitet eller går helt tapt [13, 14]. Yang [13] eksponerte H3N2 (H3N2) influensavirus og H1N1 (H1N1) influensavirus for mikrobølger ved henholdsvis 8,35 GHz, 320 W/m² og 7 GHz, 308 W/m² i 15 minutter. For å sammenligne RNA-signalene fra patogene virus utsatt for elektromagnetiske bølger og en fragmentert modell frosset og umiddelbart tint i flytende nitrogen i flere sykluser, ble RT-PCR utført. Resultatene viste at RNA-signalene fra de to modellene er svært konsistente. Disse resultatene indikerer at virusets fysiske struktur er forstyrret og at konvoluttstrukturen er ødelagt etter eksponering for mikrobølgestråling.
Aktiviteten til et virus kan karakteriseres ved dets evne til å infisere, replikere og transkribere. Viral infektivitet eller aktivitet vurderes vanligvis ved å måle virale titere ved hjelp av plakkanalyser, median infeksiøs dose i vevskultur (TCID50) eller luciferase-reportergenaktivitet. Men det kan også vurderes direkte ved å isolere levende virus eller ved å analysere viralt antigen, viral partikkeltetthet, virusoverlevelse osv.
Det har blitt rapportert at UHF-, SHF- og EHF-elektromagnetiske bølger kan inaktivere virale aerosoler eller vannbårne virus direkte. Wu [1] eksponerte MS2-bakteriofag-aerosol generert av en laboratorieforstøver for elektromagnetiske bølger med en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 700 W i 1,7 minutter, mens MS2-bakteriofag-overlevelsesraten bare var 8,66 %. I likhet med MS2-virus-aerosol ble 91,3 % av vandig MS2 inaktivert innen 1,5 minutter etter eksponering for samme dose elektromagnetiske bølger. I tillegg var elektromagnetisk strålings evne til å inaktivere MS2-viruset positivt korrelert med effekttetthet og eksponeringstid. Når deaktiveringseffektiviteten når sin maksimale verdi, kan imidlertid ikke deaktiveringseffektiviteten forbedres ved å øke eksponeringstiden eller øke effekttettheten. For eksempel hadde MS2-viruset en minimal overlevelsesrate på 2,65 % til 4,37 % etter eksponering for 2450 MHz og 700 W elektromagnetiske bølger, og ingen signifikante endringer ble funnet med økende eksponeringstid. Siddharta [3] bestrålte en cellekultursuspensjon som inneholdt hepatitt C-virus (HCV)/humant immunsviktvirus type 1 (HIV-1) med elektromagnetiske bølger ved en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 360 W. De fant at virustitrene falt betydelig etter 3 minutters eksponering, noe som indikerer at elektromagnetisk bølgestråling er effektiv mot HCV- og HIV-1-infeksjonsevne og bidrar til å forhindre overføring av viruset selv når de eksponeres sammen. Ved bestråling av HCV-cellekulturer og HIV-1-suspensjoner med elektromagnetiske bølger med lav effekt med en frekvens på 2450 MHz, 90 W eller 180 W ble det ikke observert noen endring i virustiteren, bestemt av luciferase-reporteraktiviteten, og en signifikant endring i virusinfeksjonsevnen. Ved 600 og 800 W i 1 minutt ble ikke infeksjonsevnen til begge virusene signifikant redusert, noe som antas å være relatert til effekten av den elektromagnetiske bølgestrålingen og tiden for kritisk temperatureksponering.
Kaczmarczyk [8] demonstrerte først dødeligheten til EHF-elektromagnetiske bølger mot vannbårne patogene virus i 2021. De eksponerte prøver av koronavirus 229E eller poliovirus (PV) for elektromagnetiske bølger med en frekvens på 95 GHz og en effekttetthet på 70 til 100 W/cm2 i 2 sekunder. Inaktiveringseffektiviteten til de to patogene virusene var henholdsvis 99,98 % og 99,375 %. Dette indikerer at EHF-elektromagnetiske bølger har brede anvendelsesmuligheter innen virusinaktivering.
Effektiviteten av UHF-inaktivering av virus har også blitt evaluert i ulike medier som morsmelk og noen materialer som vanligvis brukes i hjemmet. Forskerne eksponerte anestesimasker forurenset med adenovirus (ADV), poliovirus type 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) og rhinovirus (RHV) for elektromagnetisk stråling med en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 720 watt. De rapporterte at tester for ADV- og PV-1-antigener ble negative, og HV-1-, PIV-3- og RHV-titrene falt til null, noe som indikerer fullstendig inaktivering av alle virus etter 4 minutters eksponering [15, 16]. Elhafi [17] eksponerte direkte vattpinner infisert med fugleinfeksiøs bronkittvirus (IBV), fuglepneumovirus (APV), Newcastle disease-virus (NDV) og fugleinfluensavirus (AIV) for en 2450 MHz, 900 W mikrobølgeovn, noe som mistet smittsomheten sin. Blant disse ble APV og IBV i tillegg påvist i kulturer av luftrørsorganer hentet fra kyllingembryoer av 5. generasjon. Selv om viruset ikke kunne isoleres, ble den virale nukleinsyren fortsatt påvist ved RT-PCR. Ben-Shoshan [18] eksponerte direkte 2450 MHz, 750 W elektromagnetiske bølger for 15 cytomegalovirus (CMV)-positive brystmelkprøver i 30 sekunder. Antigendeteksjon ved Shell-Vial viste fullstendig inaktivering av CMV. Ved 500 W oppnådde imidlertid ikke 2 av 15 prøver fullstendig inaktivering, noe som indikerer en positiv korrelasjon mellom inaktiveringseffektiviteten og effekten av elektromagnetiske bølger.
Det er også verdt å merke seg at Yang [13] forutså resonansfrekvensen mellom elektromagnetiske bølger og virus basert på etablerte fysiske modeller. En suspensjon av H3N2-viruspartikler med en tetthet på 7,5 × 1014 m⁻³, produsert av virusfølsomme Madin Darby-hundenyreceller (MDCK), ble direkte eksponert for elektromagnetiske bølger med en frekvens på 8 GHz og en effekt på 820 W/m² i 15 minutter. Inaktiveringsnivået av H3N2-viruset når 100 %. Ved en teoretisk terskel på 82 W/m² ble imidlertid bare 38 % av H3N2-viruset inaktivert, noe som tyder på at effektiviteten til EM-mediert virusinaktivering er nært knyttet til effekttetthet. Basert på denne studien beregnet Barbora [14] resonansfrekvensområdet (8,5–20 GHz) mellom elektromagnetiske bølger og SARS-CoV-2 og konkluderte med at 7,5 × 1014 m⁻³ av SARS-CoV-2 eksponert for elektromagnetiske bølger. En bølge med en frekvens på 10–17 GHz og en effekttetthet på 14,5 ± 1 W/m² i omtrent 15 minutter vil resultere i 100 % deaktivering. En nylig studie av Wang [19] viste at resonansfrekvensene til SARS-CoV-2 er 4 og 7,5 GHz, noe som bekrefter eksistensen av resonansfrekvenser uavhengig av virustiter.
Avslutningsvis kan vi si at elektromagnetiske bølger kan påvirke aerosoler og suspensjoner, samt aktiviteten til virus på overflater. Det ble funnet at effektiviteten av inaktivering er nært knyttet til frekvensen og effekten av elektromagnetiske bølger og mediet som brukes for virusets vekst. I tillegg er elektromagnetiske frekvenser basert på fysiske resonanser svært viktige for virusinaktivering [2, 13]. Frem til nå har effekten av elektromagnetiske bølger på aktiviteten til patogene virus hovedsakelig fokusert på å endre smittsomhet. På grunn av den komplekse mekanismen har flere studier rapportert effekten av elektromagnetiske bølger på replikasjon og transkripsjon av patogene virus.
Mekanismene som elektromagnetiske bølger bruker for å inaktivere virus er nært knyttet til virustypen, frekvensen og styrken til elektromagnetiske bølger, og virusets vekstmiljø, men er fortsatt i stor grad uutforsket. Nyere forskning har fokusert på mekanismene for termisk, atermisk og strukturell resonant energioverføring.
Den termiske effekten forstås som en økning i temperatur forårsaket av høyhastighetsrotasjon, kollisjon og friksjon av polare molekyler i vev under påvirkning av elektromagnetiske bølger. På grunn av denne egenskapen kan elektromagnetiske bølger heve temperaturen til viruset over terskelen for fysiologisk toleranse, noe som forårsaker virusets død. Virus inneholder imidlertid få polare molekyler, noe som tyder på at direkte termiske effekter på virus er sjeldne [1]. Tvert imot er det mange flere polare molekyler i mediet og miljøet, for eksempel vannmolekyler, som beveger seg i samsvar med det vekslende elektriske feltet som eksiteres av elektromagnetiske bølger, og genererer varme gjennom friksjon. Varmen overføres deretter til viruset for å heve temperaturen. Når toleranseterskelen overskrides, ødelegges nukleinsyrer og proteiner, noe som til slutt reduserer infeksjonsevnen og til og med inaktiverer viruset.
Flere grupper har rapportert at elektromagnetiske bølger kan redusere virussmitte gjennom termisk eksponering [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] eksponerte suspensjoner av koronavirus 229E for elektromagnetiske bølger med en frekvens på 95 GHz med en effekttetthet på 70 til 100 W/cm² i 0,2–0,7 s. Resultatene viste at en temperaturøkning på 100 °C under denne prosessen bidro til ødeleggelsen av virusmorfologien og redusert virusaktivitet. Disse termiske effektene kan forklares med virkningen av elektromagnetiske bølger på de omkringliggende vannmolekylene. Siddharta [3] bestrålte HCV-holdige cellekultursuspensjoner av forskjellige genotyper, inkludert GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a og GT7a, med elektromagnetiske bølger ved en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 90 W og 180 W, 360 W, 600 W og 800 Ti. Med en økning i temperaturen i cellekulturmediet fra 26 °C til 92 °C reduserte elektromagnetisk stråling virusets infeksjonsevne eller inaktiverte viruset fullstendig. Men HCV ble utsatt for elektromagnetiske bølger i kort tid ved lav effekt (90 eller 180 W, 3 minutter) eller høyere effekt (600 eller 800 W, 1 minutt), mens det ikke var noen signifikant økning i temperatur og ingen signifikant endring i virusets infeksjonsevne eller aktivitet ble observert.
Resultatene ovenfor indikerer at den termiske effekten av elektromagnetiske bølger er en nøkkelfaktor som påvirker infeksjonsevnen eller aktiviteten til patogene virus. I tillegg har en rekke studier vist at den termiske effekten av elektromagnetisk stråling inaktiverer patogene virus mer effektivt enn UV-C og konvensjonell oppvarming [8, 20, 21, 22, 23, 24].
I tillegg til termiske effekter kan elektromagnetiske bølger også endre polariteten til molekyler som mikrobielle proteiner og nukleinsyrer, noe som får molekylene til å rotere og vibrere, noe som resulterer i redusert levedyktighet eller til og med død [10]. Det antas at den raske endringen av polariteten til elektromagnetiske bølger forårsaker proteinpolarisering, noe som fører til vridning og krumning av proteinstrukturen og til slutt til proteindenaturering [11].
Den ikke-termiske effekten av elektromagnetiske bølger på virusinaktivering er fortsatt kontroversiell, men de fleste studier har vist positive resultater [1, 25]. Som vi nevnte ovenfor, kan elektromagnetiske bølger direkte trenge inn i konvoluttproteinet til MS2-viruset og ødelegge virusets nukleinsyre. I tillegg er MS2-virusaerosoler mye mer følsomme for elektromagnetiske bølger enn vandig MS2. På grunn av mindre polare molekyler, som vannmolekyler, i miljøet rundt MS2-virusaerosoler, kan atermiske effekter spille en nøkkelrolle i elektromagnetisk bølgemediert virusinaktivering [1].
Resonansfenomenet refererer til tendensen et fysisk system har til å absorbere mer energi fra omgivelsene sine ved sin naturlige frekvens og bølgelengde. Resonans forekommer mange steder i naturen. Det er kjent at virus resonerer med mikrobølger med samme frekvens i en begrenset akustisk dipolmodus, et resonansfenomen [2, 13, 26]. Resonante interaksjonsmåter mellom en elektromagnetisk bølge og et virus tiltrekker seg mer og mer oppmerksomhet. Effekten av effektiv strukturell resonansenergioverføring (SRET) fra elektromagnetiske bølger til lukkede akustiske oscillasjoner (CAV) i virus kan føre til ruptur av virusmembranen på grunn av motstridende kjerne-kapsidvibrasjoner. I tillegg er den generelle effektiviteten til SRET relatert til miljøets natur, hvor størrelsen og pH-verdien til viruspartikkelen bestemmer henholdsvis resonansfrekvensen og energiabsorpsjonen [2, 13, 19].
Den fysiske resonanseffekten av elektromagnetiske bølger spiller en nøkkelrolle i inaktiveringen av innkapslede virus, som er omgitt av en dobbeltlagsmembran innebygd i virusproteiner. Forskerne fant at deaktiveringen av H3N2 av elektromagnetiske bølger med en frekvens på 6 GHz og en effekttetthet på 486 W/m² hovedsakelig var forårsaket av fysisk ruptur av skallet på grunn av resonanseffekten [13]. Temperaturen i H3N2-suspensjonen økte bare med 7 °C etter 15 minutters eksponering, men for inaktivering av det humane H3N2-viruset ved termisk oppvarming kreves en temperatur over 55 °C [9]. Lignende fenomener er observert for virus som SARS-CoV-2 og H3N1 [13, 14]. I tillegg fører ikke inaktivering av virus ved elektromagnetiske bølger til nedbrytning av virale RNA-genomer [1,13,14]. Dermed ble inaktiveringen av H3N2-viruset fremmet av fysisk resonans snarere enn termisk eksponering [13].
Sammenlignet med den termiske effekten av elektromagnetiske bølger, krever inaktivering av virus ved fysisk resonans lavere doseparametere, som er under sikkerhetsstandardene for mikrobølger fastsatt av Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. Resonansfrekvensen og effektdosen avhenger av virusets fysiske egenskaper, som partikkelstørrelse og elastisitet, og alle virus innenfor resonansfrekvensen kan effektivt målrettes for inaktivering. På grunn av den høye penetrasjonsraten, fraværet av ioniserende stråling og god sikkerhet, er virusinaktivering mediert av den atermiske effekten av CPET lovende for behandling av ondartede sykdommer hos mennesker forårsaket av patogene virus [14, 26].
Basert på implementeringen av inaktivering av virus i flytende fase og på overflaten av ulike medier, kan elektromagnetiske bølger effektivt håndtere virale aerosoler [1, 26], noe som er et gjennombrudd og av stor betydning for å kontrollere overføringen av viruset og forhindre overføring av viruset i samfunnet som en epidemi. Dessuten er oppdagelsen av de fysiske resonansegenskapene til elektromagnetiske bølger av stor betydning på dette feltet. Så lenge resonansfrekvensen til et bestemt virion og elektromagnetiske bølger er kjent, kan alle virus innenfor sårets resonansfrekvensområde målrettes, noe som ikke kan oppnås med tradisjonelle virusinaktiveringsmetoder [13,14,26]. Elektromagnetisk inaktivering av virus er lovende forskning med stor forsknings- og anvendt verdi og potensial.
Sammenlignet med tradisjonell virusdrepende teknologi har elektromagnetiske bølger egenskapene til enkel, effektiv og praktisk miljøbeskyttelse når de dreper virus på grunn av sine unike fysiske egenskaper [2, 13]. Imidlertid gjenstår mange problemer. For det første er moderne kunnskap begrenset til de fysiske egenskapene til elektromagnetiske bølger, og mekanismen for energiutnyttelse under utsendelse av elektromagnetiske bølger er ikke avslørt [10, 27]. Mikrobølger, inkludert millimeterbølger, har blitt mye brukt til å studere virusinaktivering og dens mekanismer, men studier av elektromagnetiske bølger ved andre frekvenser, spesielt ved frekvenser fra 100 kHz til 300 MHz og fra 300 GHz til 10 THz, er ikke rapportert. For det andre er mekanismen for å drepe patogene virus med elektromagnetiske bølger ikke klarlagt, og bare sfæriske og stavformede virus har blitt studert [2]. I tillegg er viruspartikler små, cellefrie, muterer lett og sprer seg raskt, noe som kan forhindre virusinaktivering. Elektromagnetisk bølgeteknologi må fortsatt forbedres for å overvinne hindringen med å inaktivere patogene virus. Til slutt fører høy absorpsjon av strålingsenergi av polare molekyler i mediet, som vannmolekyler, til energitap. I tillegg kan effektiviteten til SRET påvirkes av flere uidentifiserte mekanismer hos virus [28]. SRET-effekten kan også modifisere viruset til å tilpasse seg miljøet, noe som resulterer i motstand mot elektromagnetiske bølger [29].
I fremtiden må teknologien for virusinaktivering ved bruk av elektromagnetiske bølger forbedres ytterligere. Grunnleggende vitenskapelig forskning bør ta sikte på å belyse mekanismen for virusinaktivering ved hjelp av elektromagnetiske bølger. For eksempel bør mekanismen for å bruke energien til virus når de utsettes for elektromagnetiske bølger, den detaljerte mekanismen for ikke-termisk virkning som dreper patogene virus, og mekanismen for SRET-effekten mellom elektromagnetiske bølger og ulike typer virus systematisk belyses. Anvendt forskning bør fokusere på hvordan man kan forhindre overdreven absorpsjon av strålingsenergi av polare molekyler, studere effekten av elektromagnetiske bølger med forskjellige frekvenser på ulike patogene virus, og studere de ikke-termiske effektene av elektromagnetiske bølger i ødeleggelsen av patogene virus.
Elektromagnetiske bølger har blitt en lovende metode for inaktivering av patogene virus. Elektromagnetisk bølgeteknologi har fordelene med lav forurensning, lave kostnader og høy effektivitet i inaktivering av patogene virus, noe som kan overvinne begrensningene til tradisjonell antivirusteknologi. Imidlertid er det behov for ytterligere forskning for å bestemme parametrene til elektromagnetisk bølgeteknologi og belyse mekanismen for virusinaktivering.
En viss dose elektromagnetisk bølgestråling kan ødelegge strukturen og aktiviteten til mange patogene virus. Effektiviteten av virusinaktivering er nært knyttet til frekvens, effekttetthet og eksponeringstid. I tillegg inkluderer potensielle mekanismer termiske, atermiske og strukturelle resonanseffekter av energioverføring. Sammenlignet med tradisjonelle antivirale teknologier har virusinaktivering basert på elektromagnetisk bølge fordelene med enkelhet, høy effektivitet og lav forurensning. Derfor har elektromagnetisk bølgemediert virusinaktivering blitt en lovende antiviral teknikk for fremtidige anvendelser.
U Yu. Påvirkning av mikrobølgestråling og kaldt plasma på bioaerosolaktivitet og relaterte mekanismer. Peking University. år 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonant dipolkobling av mikrobølger og begrensede akustiske oscillasjoner i baculovirus. Vitenskapelig rapport 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrobølgeinaktivering av HCV og HIV: en ny tilnærming for å forhindre overføring av viruset blant injiserende narkotikabrukere. Vitenskapelig rapport 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Undersøkelse og eksperimentell observasjon av kontaminering av sykehusdokumenter ved mikrobølgedesinfeksjon [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Forstudie av inaktiveringsmekanismen og effekten av natriumdiklorisocyanat mot bakteriofag MS2. Sichuan University. 2007.
Yang Li Forstudie av inaktiveringseffekten og virkningsmekanismen til o-ftalaldehyd på bakteriofag MS2. Sichuan University. 2007.
Wu Ye, Ms. Yao. Inaktivering av et luftbårent virus in situ ved mikrobølgestråling. Chinese Science Bulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavirus og poliovirus er følsomme for korte pulser av W-bånd syklotronstråling. Letter on environmental chemistry. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inaktivering av influensavirus for antigenisitetsstudier og resistensanalyser mot fenotypiske neuraminidasehemmere. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Oversikt over mikrobølgesterilisering. Guangdong mikronæringsvitenskap. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Ikke-termiske biologiske effekter av mikrobølger på matmikroorganismer og mikrobølgesteriliseringsteknologi [JJ Southwestern Nationalities University (naturvitenskapelig utgave). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2-proteindenaturering ved atermisk mikrobølgebestråling. Vitenskapelig rapport 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Effektiv strukturell resonant energioverføring fra mikrobølger til begrensede akustiske oscillasjoner i virus. Vitenskapelig rapport 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Målrettet antiviral behandling ved bruk av ikke-ioniserende strålebehandling for SARS-CoV-2 og forberedelse til en viral pandemi: metoder, fremgangsmåter og praksisnotater for klinisk anvendelse. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrobølgeovnssterilisering og faktorer som påvirker den. Chinese Medical Journal. 1993;(04):246-51.
Side WJ, Martin WG Overlevelse av mikrober i mikrobølgeovner. Du kan J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS. Mikrobølgeovns- eller autoklavbehandling ødelegger infeksjonsevnen til infeksiøs bronkittvirus og fuglepneumovirus, men gjør det mulig å oppdage dem ved hjelp av revers transkriptase polymerasekjedereaksjon. Poultry disease. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrobølgeutryddelse av cytomegalovirus fra morsmelk: en pilotstudie. ammemedisin. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Mikrobølgeresonansabsorpsjon av SARS-CoV-2-viruset. Vitenskapelig rapport 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etc. UV-C (254 nm) dødelig dose av SARS-CoV-2. Lysdiagnostikk Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etc. Rask og fullstendig inaktivering av SARS-CoV-2 med UV-C. Vitenskapelig rapport 2020; 10(1):22421.
Publisert: 21. oktober 2022
Personverninnstillinger