Effecten van elektromagnetische golven op pathogene virussen en gerelateerde mechanismen: een overzicht in het Journal of Virology

Pathogene virale infecties zijn wereldwijd een belangrijk probleem van de volksgezondheid geworden. Virussen kunnen alle cellulaire organismen infecteren en verschillende mate van letsel en schade veroorzaken, wat leidt tot ziekte en zelfs de dood. Met de prevalentie van zeer pathogene virussen zoals ernstig acuut ademhalingssyndroom coronavirus 2 (SARS-COV-2), is er een dringende behoefte om effectieve en veilige methoden te ontwikkelen om pathogene virussen te inactiveren. Traditionele methoden voor het inactiveren van pathogene virussen zijn praktisch, maar hebben enkele beperkingen. Met de kenmerken van hoog penetrerende kracht, fysieke resonantie en geen vervuiling, zijn elektromagnetische golven een potentiële strategie geworden voor de inactivering van pathogene virussen en trekken toenemende aandacht. Dit artikel geeft een overzicht van recente publicaties over de impact van elektromagnetische golven op pathogene virussen en hun mechanismen, evenals de vooruitzichten voor het gebruik van elektromagnetische golven voor de inactivering van pathogene virussen, evenals nieuwe ideeën en methoden voor dergelijke inactivering.
Veel virussen verspreiden zich snel, blijven lang doorgaan, zijn zeer pathogeen en kunnen wereldwijde epidemieën en ernstige gezondheidsrisico's veroorzaken. Preventie, detectie, testen, uitroeiing en behandeling zijn belangrijke stappen om de verspreiding van het virus te stoppen. Snelle en efficiënte eliminatie van pathogene virussen omvat profylactische, beschermende en bron eliminatie. Inactivering van pathogene virussen door fysiologische vernietiging om hun infectiviteit, pathogeniteit en reproductieve capaciteit te verminderen is een effectieve methode voor hun eliminatie. Traditionele methoden, waaronder hoge temperatuur, chemicaliën en ioniserende straling, kunnen pathogene virussen effectief inactief inactiveren. Deze methoden hebben echter nog steeds enkele beperkingen. Daarom is er nog steeds een dringende behoefte om innovatieve strategieën te ontwikkelen voor de inactivering van pathogene virussen.
De emissie van elektromagnetische golven heeft de voordelen van hoog penetrerende kracht, snelle en uniforme verwarming, resonantie met micro -organismen en plasma -afgifte, en zal naar verwachting een praktische methode worden voor het inactiveren van pathogene virussen [1,2,3]. Het vermogen van elektromagnetische golven om pathogene virussen te inactiveren werd in de vorige eeuw aangetoond [4]. In de afgelopen jaren heeft het gebruik van elektromagnetische golven voor de inactivering van pathogene virussen toenemende aandacht getrokken. Dit artikel bespreekt het effect van elektromagnetische golven op pathogene virussen en hun mechanismen, die kunnen dienen als een nuttige gids voor basis- en toegepast onderzoek.
De morfologische kenmerken van virussen kunnen functies weerspiegelen zoals overleving en infectiviteit. Er is aangetoond dat elektromagnetische golven, met name ultra hoge frequentie (UHF) en ultra hoge frequentie (EHF) elektromagnetische golven, de morfologie van virussen kunnen verstoren.
Bacteriofaag MS2 (MS2) wordt vaak gebruikt in verschillende onderzoeksgebieden zoals desinfectie -evaluatie, kinetische modellering (waterig) en biologische karakterisering van virale moleculen [5, 6]. Wu ontdekte dat magnetrons bij 2450 MHz en 700 W aggregatie veroorzaakten en een significante krimp van MS2 -waterfagen na 1 minuut directe bestraling [1]. Na verder onderzoek werd ook een breuk in het oppervlak van de MS2 -faag waargenomen [7]. Kaczmarczyk [8] blootgestelde suspensies van monsters van coronavirus 229E (COV-229E) aan millimetergolven met een frequentie van 95 GHz en een vermogensdichtheid van 70 tot 100 w/cm2 voor 0,1 s. Grote gaten zijn te vinden in de ruwe bolvormige schaal van het virus, wat leidt tot het verlies van de inhoud ervan. Blootstelling aan elektromagnetische golven kan destructief zijn voor virale vormen. Veranderingen in morfologische eigenschappen, zoals vorm, diameter en oppervlakte gladheid, na blootstelling aan het virus met elektromagnetische straling zijn echter onbekend. Daarom is het belangrijk om de relatie tussen morfologische kenmerken en functionele aandoeningen te analyseren, die waardevolle en handige indicatoren kunnen bieden voor het beoordelen van virusinactivering [1].
De virale structuur bestaat meestal uit een intern nucleïnezuur (RNA of DNA) en een externe capside. Nucleïnezuren bepalen de genetische en replicatie -eigenschappen van virussen. De capside is de buitenste laag van regelmatig gerangschikte eiwitsubeenheden, de basissteiger en antigeencomponent van virale deeltjes, en beschermt ook nucleïnezuren. De meeste virussen hebben een envelopstructuur die bestaat uit lipiden en glycoproteïnen. Bovendien bepalen envelopeiwitten de specificiteit van de receptoren en dienen ze als de belangrijkste antigenen die het immuunsysteem van de gastheer kan herkennen. De volledige structuur zorgt voor de integriteit en genetische stabiliteit van het virus.
Onderzoek heeft aangetoond dat elektromagnetische golven, vooral UHF-elektromagnetische golven, het RNA van ziekteverwekkende virussen kunnen beschadigen. WU [1] heeft de waterige omgeving van het MS2 -virus direct blootgesteld aan 2450 MHz -microgolven gedurende 2 minuten en analyseerde de genen die coderen voor eiwit A, capside -eiwit, replicase -eiwit en splitsingseiwit door gelelektroforese en reverse transcriptiepolymeraseketenreactie. RT-PCR). Deze genen werden geleidelijk vernietigd met toenemende vermogensdichtheid en verdween zelfs bij de hoogste vermogensdichtheid. De expressie van het eiwit A -gen (934 bp) nam bijvoorbeeld aanzienlijk af na blootstelling aan elektromagnetische golven met een vermogen van 119 en 385 W en verdween volledig wanneer de vermogensdichtheid werd verhoogd tot 700 W. Deze gegevens geven aan dat elektromagnetische golven kunnen, Afhankelijk van de dosis, vernietig de structuur van de nucleïnezuren van virussen.
Recente studies hebben aangetoond dat het effect van elektromagnetische golven op pathogene virale eiwitten voornamelijk gebaseerd is op hun indirecte thermische effect op mediatoren en hun indirecte effect op eiwitsynthese als gevolg van de vernietiging van nucleïnezuren [1, 3, 8, 9]. Athermische effecten kunnen echter ook de polariteit of structuur van virale eiwitten veranderen [1, 10, 11]. Het directe effect van elektromagnetische golven op fundamentele structurele/niet-structurele eiwitten zoals capside-eiwitten, envelopeiwitten of spike-eiwitten van pathogene virussen vereist nog steeds verder onderzoek. Onlangs is gesuggereerd dat 2 minuten elektromagnetische straling met een frequentie van 2,45 GHz met een vermogen van 700 W kan interageren met verschillende fracties van eiwitkosten door de vorming van hotspots en oscillerende elektrische velden door puur elektromagnetische effecten [12].
De envelop van een pathogeen virus is nauw verwant aan het vermogen om ziekten te infecteren of te veroorzaken. Verschillende studies hebben gemeld dat UHF- en microgolf-elektromagnetische golven de schalen van ziekteverwekkende virussen kunnen vernietigen. Zoals hierboven vermeld, kunnen verschillende gaten worden gedetecteerd in de virale envelop van coronavirus 229E na 0,1 tweede blootstelling aan de 95 GHz millimetergolf bij een vermogensdichtheid van 70 tot 100 W/cm2 [8]. Het effect van resonerende energieoverdracht van elektromagnetische golven kan voldoende stress veroorzaken om de structuur van de virus envelop te vernietigen. Voor omhulde virussen, na breuk van de envelop, neemt infectiviteit of een activiteit meestal af of gaat volledig verloren [13, 14]. Yang [13] stelde het H3N2 (H3N2) influenzavirus en het H1N1 (H1N1) influenzavirus bloot aan microgolven bij 8,35 GHz, 320 W/m² en 7 GHz, respectievelijk 308 W/m² gedurende 15 minuten. Om de RNA-signalen van pathogene virussen te vergelijken die worden blootgesteld aan elektromagnetische golven en een gefragmenteerd model bevroren en onmiddellijk ontdooid in vloeibare stikstof voor verschillende cycli, werd RT-PCR uitgevoerd. De resultaten toonden aan dat de RNA -signalen van de twee modellen zeer consistent zijn. Deze resultaten geven aan dat de fysieke structuur van het virus wordt verstoord en de envelopstructuur wordt vernietigd na blootstelling aan microgolfstraling.
De activiteit van een virus kan worden gekenmerkt door zijn vermogen om te infecteren, repliceren en transcriberen. Virale infectiviteit of activiteit wordt meestal beoordeeld door het meten van virale titers met behulp van plaquestesten, mediane infectieuze dosis weefselcultuur (TCID50) of luciferase reporter genactiviteit. Maar het kan ook direct worden beoordeeld door het levende virus te isoleren of door virale antigeen, virale deeltjesdichtheid, virusoverleving, etc. te analyseren, enz.
Er is gemeld dat UHF-, SHF- en EHF -elektromagnetische golven direct virale aerosolen of watergedragen virussen kunnen inactiveren. Wu [1] blootgestelde MS2 -bacteriofaag Aerosol gegenereerd door een laboratorium vernevelaar aan elektromagnetische golven met een frequentie van 2450 MHz en een vermogen van 700 W gedurende 1,7 minuten, terwijl de overlevingskans van MS2 bacteriofaag slechts 8,66%was. Vergelijkbaar met MS2 virale aerosol, werd 91,3% van waterige MS2 binnen 1,5 minuten na blootstelling aan dezelfde dosis elektromagnetische golven geïnactiveerd. Bovendien was het vermogen van elektromagnetische straling om het MS2 -virus te inactiveren positief gecorreleerd met vermogensdichtheid en belichtingstijd. Wanneer de deactiveringsefficiëntie echter zijn maximale waarde bereikt, kan de deactiveringsefficiëntie echter niet worden verbeterd door de blootstellingstijd te vergroten of de vermogensdichtheid te vergroten. Het MS2 -virus had bijvoorbeeld een minimaal overlevingspercentage van 2,65% tot 4,37% na blootstelling aan 2450 MHz en 700 W elektromagnetische golven, en er werden geen significante veranderingen gevonden met toenemende blootstellingstijd. Siddharta [3] bestraalde een celkweek suspensie die hepatitis C-virus (HCV)/Human Immunodeficiency Virus type 1 (HIV-1) (HIV-1) met elektromagnetische golven bevatte met een frequentie van 2450 MHz en een kracht van 360 W. Ze vonden dat virus titers aanzienlijk daalden Na 3 minuten blootstelling, wat aangeeft dat elektromagnetische golfstraling effectief is tegen HCV- en HIV-1-infectiviteit en helpt voorkomen Transmissie van het virus zelfs wanneer ze aan elkaar worden blootgesteld. Bij het bestralen van HCV-celculturen en HIV-1-suspensies met low-power elektromagnetische golven met een frequentie van 2450 MHz, 90 W of 180 W, geen verandering in de virustiter, bepaald door de Luciferase Reporter-activiteit en een significante verandering in virale infectiviteit werden waargenomen. Bij 600 en 800 W gedurende 1 minuut nam de infectiviteit van beide virussen niet significant af, waarvan wordt aangenomen dat het verband houdt met het vermogen van de elektromagnetische golfstraling en de tijd van blootstelling aan kritische temperatuur.
Kaczmarczyk [8] demonstreerde voor het eerst de letaliteit van EHF -elektromagnetische golven tegen watergedragen pathogene virussen in 2021. Ze stelden monsters bloot van coronavirus 229E of poliovirus (PV) aan elektromagnetische golven bij een frequentie van 95 GHz en een vermogen van 70 tot 100 W/CM2 voor 2 seconden. De inactiveringsefficiëntie van de twee pathogene virussen was respectievelijk 99,98% en 99,375%. die aangeeft dat EHF -elektromagnetische golven brede toepassingsperspectieven hebben op het gebied van virusinactivering.
De effectiviteit van UHF -inactivering van virussen is ook geëvalueerd in verschillende media, zoals moedermelk en sommige materialen die vaak in het huis worden gebruikt. De onderzoekers hebben anesthesiemaskers blootgelegd met adenovirus (ADV), poliovirus type 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) en rhinovirus (RHV) aan elektromagnetische straling met een frequentie van 2450 MHz en een vermogen van 720 watt. Ze rapporteerden dat tests voor ADV- en PV-1-antigenen negatief werden en HV-1, PIV-3 en RHV-titers naar nul daalden, wat duidde op volledige inactivering van alle virussen na 4 minuten blootstelling [15, 16]. Elhafi [17] heeft direct blootgestelde wattenstaafjes geïnfecteerd met Avian Infectious Bronchitis -virus (IBV), aviaire pneumovirus (APV), Newcastle Disease Virus (NDV) en aviaire influenza -virus (AIV) tot een 2450 MHz, 900 W Microwave Oven. hun infectiviteit verliezen. Onder hen werden APV en IBV bovendien gedetecteerd in culturen van tracheale organen verkregen uit kuikenembryo's van de 5e generatie. Hoewel het virus niet kon worden geïsoleerd, werd het virale nucleïnezuur nog steeds gedetecteerd door RT-PCR. Ben-Shoshan [18] heeft 2450 MHz, 750 W elektromagnetische golven direct blootgesteld aan 15 cytomegalovirus (CMV) positieve moedermelkmonsters gedurende 30 seconden. Antigeendetectie door shell-vial vertoonde volledige inactivering van CMV. Bij 500 W bereikten 2 van de 15 monsters echter geen volledige inactivering, wat duidt op een positieve correlatie tussen de inactiveringsefficiëntie en het vermogen van elektromagnetische golven.
Het is ook vermeldenswaard dat Yang [13] de resonantiefrequentie tussen elektromagnetische golven en virussen voorspelde op basis van gevestigde fysieke modellen. Een suspensie van H3N2-virusdeeltjes met een dichtheid van 7,5 x 1014 M-3, geproduceerd door virusgevoelige Madin Darby Dog Niercellen (MDCK), werd direct blootgesteld aan elektromagnetische golven met een frequentie van 8 GHz en een kracht van 820 W/m² gedurende 15 minuten. Het niveau van inactivering van het H3N2 -virus bereikt 100%. Bij een theoretische drempel van 82 W/m2 werd echter slechts 38% van het H3N2-virus geïnactiveerd, wat suggereert dat de efficiëntie van EM-gemedieerde virusinactivering nauw verwant is aan de stroomdichtheid. Op basis van deze studie berekende Barbora [14] het resonantiefrequentiebereik (8,5-20 GHz) tussen elektromagnetische golven en SARS-COV-2 en concludeerde dat 7,5 x 1014 m-3 van SARS-CoV-2 blootgesteld aan elektromagnetische golven een golf Met een frequentie van 10-17 GHz en een vermogensdichtheid van 14,5 ± 1 W/m2 gedurende ongeveer 15 minuten zal resulteren in 100% deactivering. Een recente studie van Wang [19] toonde aan dat de resonantiefrequenties van SARS-COV-2 4 en 7,5 GHz zijn, wat het bestaan ​​van resonantiefrequenties bevestigt, onafhankelijk van virustiter.
Concluderend kunnen we zeggen dat elektromagnetische golven aerosolen en suspensies kunnen beïnvloeden, evenals de activiteit van virussen op oppervlakken. Er werd gevonden dat de effectiviteit van inactivering nauw verwant is met de frequentie en kracht van elektromagnetische golven en het medium dat wordt gebruikt voor de groei van het virus. Bovendien zijn elektromagnetische frequenties op basis van fysieke resonanties erg belangrijk voor virusinactivering [2, 13]. Tot nu toe is het effect van elektromagnetische golven op de activiteit van pathogene virussen voornamelijk gericht op het veranderen van infectiviteit. Vanwege het complexe mechanisme hebben verschillende onderzoeken het effect van elektromagnetische golven op de replicatie en transcriptie van pathogene virussen gerapporteerd.
De mechanismen waarmee elektromagnetische golven virussen inactiveren zijn nauw verwant met het type virus, frequentie en kracht van elektromagnetische golven en de groeiomgeving van het virus, maar blijven grotendeels onontgonnen. Recent onderzoek is gericht op de mechanismen van thermische, athermische en structurele resonerende energieoverdracht.
Het thermische effect wordt opgevat als een toename van de temperatuur veroorzaakt door snelle rotatie, botsing en wrijving van polaire moleculen in weefsels onder invloed van elektromagnetische golven. Vanwege deze eigenschap kunnen elektromagnetische golven de temperatuur van het virus boven de drempel van fysiologische tolerantie verhogen, waardoor de dood van het virus wordt veroorzaakt. Virussen bevatten echter weinig polaire moleculen, wat suggereert dat directe thermische effecten op virussen zeldzaam zijn [1]. Integendeel, er zijn veel meer polaire moleculen in het medium en de omgeving, zoals watermoleculen, die bewegen in overeenstemming met het afwisselend elektrische veld opgewekt door elektromagnetische golven, waardoor warmte wordt gegenereerd door wrijving. De warmte wordt vervolgens overgebracht naar het virus om zijn temperatuur te verhogen. Wanneer de tolerantiedrempel wordt overschreden, worden nucleïnezuren en eiwitten vernietigd, wat uiteindelijk infectiviteit vermindert en zelfs het virus inactiveert.
Verschillende groepen hebben gemeld dat elektromagnetische golven de infectiviteit van virussen kunnen verminderen door thermische blootstelling [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] blootgestelde suspensies van coronavirus 229E aan elektromagnetische golven met een frequentie van 95 GHz met een vermogensdichtheid van 70 tot 100 W/cm² voor 0,2-0,7 s. De resultaten toonden aan dat een temperatuurstijging van 100 ° C tijdens dit proces bijdroeg aan de vernietiging van de virusmorfologie en verminderde virusactiviteit. Deze thermische effecten kunnen worden verklaard door de werking van elektromagnetische golven op de omringende watermoleculen. Siddharta [3] straalde HCV-bevattende celkweekuspensies van verschillende genotypen, waaronder GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A en GT7A, met elektromagnetische golven met een frequentie van 2450 MHz en een kracht van 90 W en 180 W, 360 W, 600 W en 800 di met een toename van de temperatuur van de celkweekmedium Van 26 ° C tot 92 ° C verminderde elektromagnetische straling de infectiviteit van het virus of het virus volledig geïnactiveerd. Maar HCV werd gedurende een korte tijd blootgesteld aan elektromagnetische golven bij laag vermogen (90 of 180 W, 3 minuten) of hoger vermogen (600 of 800 W, 1 minuut), terwijl er geen significante toename van de temperatuur was en een significante verandering in de Virus werd niet waargenomen infectiviteit of activiteit.
De bovenstaande resultaten geven aan dat het thermische effect van elektromagnetische golven een sleutelfactor is die de infectiviteit of activiteit van pathogene virussen beïnvloedt. Bovendien hebben talloze onderzoeken aangetoond dat het thermische effect van elektromagnetische straling pathogene virussen effectiever inactiveert dan UV-C en conventionele verwarming [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Naast thermische effecten kunnen elektromagnetische golven ook de polariteit van moleculen zoals microbiële eiwitten en nucleïnezuren veranderen, waardoor de moleculen roteren en trillen, wat resulteert in verminderde levensvatbaarheid of zelfs de dood [10]. Er wordt aangenomen dat de snelle omschakeling van de polariteit van elektromagnetische golven eiwitpolarisatie veroorzaakt, wat leidt tot draaien en kromming van de eiwitstructuur en, uiteindelijk, tot eiwitdenaturatie [11].
Het niet -thermische effect van elektromagnetische golven op virusinactivering blijft controversieel, maar de meeste onderzoeken hebben positieve resultaten aangetoond [1, 25]. Zoals we hierboven hebben vermeld, kunnen elektromagnetische golven direct het envelopeiwit van het MS2 -virus binnendringen en het nucleïnezuur van het virus vernietigen. Bovendien zijn MS2 -virus -aerosolen veel gevoeliger voor elektromagnetische golven dan waterige MS2. Vanwege minder polaire moleculen, zoals watermoleculen, in de omgeving rond MS2-virus-aerosolen, kunnen athermische effecten een sleutelrol spelen bij elektromagnetische golf-gemedieerde virusinactivering [1].
Het fenomeen van resonantie verwijst naar de neiging van een fysiek systeem om meer energie uit zijn omgeving te absorberen op zijn natuurlijke frequentie en golflengte. Resonantie vindt op veel plaatsen in de natuur plaats. Het is bekend dat virussen resoneren met microgolven van dezelfde frequentie in een beperkte akoestische dipoolmodus, een resonantiefenomeen [2, 13, 26]. Resonerende modi van interactie tussen een elektromagnetische golf en een virus trekken steeds meer aandacht. Het effect van efficiënte structurele resonantie-energieoverdracht (Sret) van elektromagnetische golven naar gesloten akoestische oscillaties (CAV) in virussen kan leiden tot breuk van het virale membraan als gevolg van tegengestelde kern-capside trillingen. Bovendien is de algehele effectiviteit van Sret gerelateerd aan de aard van de omgeving, waarbij de grootte en pH van het virale deeltje respectievelijk de resonantiefrequentie en energieabsorptie bepalen [2, 13, 19].
Het fysieke resonantie -effect van elektromagnetische golven speelt een sleutelrol bij de inactivering van omhulde virussen, die worden omgeven door een dubbellaagmembraan ingebed in virale eiwitten. De onderzoekers ontdekten dat de deactivering van H3N2 door elektromagnetische golven met een frequentie van 6 GHz en een vermogensdichtheid van 486 W/m² voornamelijk werd veroorzaakt door de fysieke breuk van de schaal vanwege het resonantie -effect [13]. De temperatuur van de H3N2 -suspensie nam na 15 minuten blootstelling met slechts 7 ° C toe, maar voor inactivering van het menselijke H3N2 -virus door thermische verwarming is een temperatuur boven 55 ° C vereist [9]. Soortgelijke fenomenen zijn waargenomen voor virussen zoals SARS-COV-2 en H3N1 [13, 14]. Bovendien leidt de inactivering van virussen door elektromagnetische golven niet tot de afbraak van virale RNA -genomen [1,13,14]. Aldus werd de inactivering van het H3N2 -virus bevorderd door fysieke resonantie in plaats van thermische blootstelling [13].
Vergeleken met het thermische effect van elektromagnetische golven, vereist de inactivering van virussen door fysieke resonantie lagere dosisparameters, die onder de microgolfveiligheidsnormen zijn die zijn vastgesteld door het Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. De resonantiefrequentie en vermogensdosis zijn afhankelijk van de fysische eigenschappen van het virus, zoals deeltjesgrootte en elasticiteit, en alle virussen binnen de resonantiefrequentie kunnen effectief worden gericht op inactivering. Vanwege de hoge penetratiesnelheid, de afwezigheid van ioniserende straling en goede veiligheid, is virusinactivering gemedieerd door het athermische effect van CPET veelbelovend voor de behandeling van menselijke kwaadaardige ziekten veroorzaakt door pathogene virussen [14, 26].
Op basis van de implementatie van de inactivering van virussen in de vloeibare fase en op het oppervlak van verschillende media kunnen elektromagnetische golven effectief omgaan met virale aerosolen [1, 26], wat een doorbraak is en van groot belang is voor het beheersen van de transmissie van de transmissie Virus en het voorkomen van de overdracht van het virus in de samenleving. epidemie. Bovendien is de ontdekking van de fysieke resonantie -eigenschappen van elektromagnetische golven op dit gebied van groot belang. Zolang de resonantiefrequentie van een bepaalde virion en elektromagnetische golven bekend is, kunnen alle virussen binnen het resonantiefrequentiebereik van de wond worden gericht, die niet kan worden bereikt met traditionele virusinactiveringsmethoden [13,14,26]. Elektromagnetische inactivering van virussen is een veelbelovend onderzoek met veel onderzoek en toegepaste waarde en potentieel.
In vergelijking met traditionele virusdodingtechnologie hebben elektromagnetische golven de kenmerken van eenvoudige, effectieve, praktische milieubescherming bij het doden van virussen vanwege de unieke fysieke eigenschappen [2, 13]. Er blijven echter veel problemen bestaan. Ten eerste is moderne kennis beperkt tot de fysische eigenschappen van elektromagnetische golven en het mechanisme van energieverbruik tijdens de emissie van elektromagnetische golven is niet bekendgemaakt [10, 27]. Microgolven, waaronder millimetergolven, zijn veel gebruikt om virusinactivering en de mechanismen ervan te bestuderen, echter, studies van elektromagnetische golven bij andere frequenties, vooral bij frequenties van 100 kHz tot 300 MHz en van 300 GHz tot 10 THz, niet gerapporteerd. Ten tweede is het mechanisme van het doden van pathogene virussen door elektromagnetische golven niet opgehelderd en zijn alleen bolvormige en staafvormige virussen bestudeerd [2]. Bovendien zijn virusdeeltjes klein, celvrij, muteren gemakkelijk en verspreiden zich snel, wat virusinactivering kan voorkomen. Elektromagnetische golftechnologie moet nog worden verbeterd om de hindernis van inactiverende pathogene virussen te overwinnen. Ten slotte resulteert een hoge absorptie van stralende energie door polaire moleculen in het medium, zoals watermoleculen, in energieverlies. Bovendien kan de effectiviteit van Sret worden beïnvloed door verschillende niet -geïdentificeerde mechanismen in virussen [28]. Het Sret -effect kan ook het virus wijzigen om zich aan te passen aan zijn omgeving, wat resulteert in weerstand tegen elektromagnetische golven [29].
In de toekomst moet de technologie van virusinactivering met behulp van elektromagnetische golven verder worden verbeterd. Fundamenteel wetenschappelijk onderzoek moet gericht zijn op het ophelderen van het mechanisme van virusinactivering door elektromagnetische golven. Het mechanisme van het gebruik van de energie van virussen bij bijvoorbeeld blootstelling aan elektromagnetische golven, het gedetailleerde mechanisme van niet-thermische werking dat pathogene virussen doodt, en het mechanisme van het Sret-effect tussen elektromagnetische golven en verschillende soorten virussen moet systematisch worden opgehelderd. Toegepast onderzoek moet zich richten op het voorkomen van overmatige absorptie van stralingsenergie door polaire moleculen, het effect bestuderen van elektromagnetische golven van verschillende frequenties op verschillende pathogene virussen en de niet-thermische effecten van elektromagnetische golven in de vernietiging van pathogene virussen bestuderen.
Elektromagnetische golven zijn een veelbelovende methode geworden voor de inactivering van pathogene virussen. Elektromagnetische golftechnologie heeft de voordelen van lage vervuiling, lage kosten en inactiveringsefficiëntie met hoge pathogene virus, die de beperkingen van traditionele antivirustechnologie kunnen overwinnen. Verder onderzoek is echter nodig om de parameters van elektromagnetische golftechnologie te bepalen en het mechanisme van virusinactivering op te helderen.
Een bepaalde dosis elektromagnetische golfstraling kan de structuur en activiteit van veel pathogene virussen vernietigen. De efficiëntie van virusinactivering is nauw verwant met frequentie, vermogensdichtheid en blootstellingstijd. Bovendien omvatten potentiële mechanismen thermische, athermische en structurele resonantie -effecten van energieoverdracht. In vergelijking met traditionele antivirale technologieën heeft elektromagnetische wave -gebaseerde virusinactivering de voordelen van eenvoud, hoog rendement en lage vervuiling. Daarom is elektromagnetische golf-gemedieerde virusinactivering een veelbelovende antivirale techniek geworden voor toekomstige toepassingen.
U yu. Invloed van microgolfstraling en koud plasma op bioaerosolactiviteit en gerelateerde mechanismen. Peking University. Jaar 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen YE, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonerende dipoolkoppeling van magnetrons en beperkte akoestische oscillaties in baculovirussen. Wetenschappelijk rapport 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Microgolfinactivering van HCV en HIV: een nieuwe benadering om de overdracht van het virus onder injecterende drugsgebruikers te voorkomen. Wetenschappelijk rapport 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Onderzoek en experimentele observatie van besmetting van ziekenhuisdocumenten door microgolfdesinfectie [J] Chinese medische tijdschrift. 1987; 4: 221-2.
Sun Wei Voorlopige studie van het inactiveringsmechanisme en de werkzaamheid van natriumdichloroisocyanaat tegen bacteriofaag MS2. Sichuan University. 2007.
Yang Li Voorlopige studie van het inactiveringseffect en werkingsmechanisme van O-phthalaldehyde op bacteriofaag MS2. Sichuan University. 2007.
Wu ye, mevrouw Yao. Inactivering van een in de lucht virus in situ door microgolfstraling. Chinese wetenschapsbulletin. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronavirussen en poliovirussen zijn gevoelig voor korte pulsen van W-band cyclotron-straling. Brief over milieuchemie. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Influenzavirus inactivering voor antigeniciteitsstudies en resistentiebepalingen tegen fenotypische neuraminidaseremmers. Journal of Clinical Microbiology. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Overzicht van magnetronsterilisatie. Guangdong Micronutrient Science. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Niet -thermische biologische effecten van magnetrons op micro -organismen van voedsel en magnetronsterilisatie -technologie [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, LaPolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2 Spike-eiwit denaturatie op athermische microgolfbestraling. Wetenschappelijk rapport 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Efficiënte structurele resonerende energieoverdracht van microgolven naar beperkte akoestische oscillaties in virussen. Wetenschappelijk rapport 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Targeted antivirale therapie met behulp van niet-ioniserende radiotherapie voor SARS-COV-2 en voorbereiding op een virale pandemie: methoden, methoden en praktijknotities voor klinische toepassing. PLOS One. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Magnetronsterilisatie en factoren die het beïnvloeden. Chinees medisch tijdschrift. 1993; (04): 246-51.
Page WJ, Martin WG Survival of Microben in Microwave Ovens. Je kunt J micro -organismen. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Microwave of Autoclave -behandeling vernietigt de infectiviteit van infectieus bronchitisvirus en vogelpneumovirus, maar maakt het mogelijk gedetecteerd met behulp van reverse transcriptase polymerasekettingreactie. pluimveeziekte. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Microwave Uitroeiing van cytomegalovirus uit moedermelk: een pilotstudie. Borstvoeding Medicine. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih Sr, et al. Microgolfresonantie-absorptie van het SARS-COV-2-virus. Wetenschappelijk rapport 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, enz. UV-C (254 nm) dodelijke dosis SARS-COV-2. Lichte diagnostiek fotodyne ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, enz. Snelle en volledige inactivering van SARS-CoV-2 door UV-C. Wetenschappelijk rapport 2020; 10 (1): 22421.