Efectele undelor electromagnetice asupra virușilor patogeni și a mecanismelor conexe: o revizuire în Jurnalul de Virologie

Infecțiile virale patogene au devenit o problemă majoră de sănătate publică la nivel mondial. Virușii pot infecta toate organismele celulare și pot provoca răni și daune în diferite grade, ducând la boli și chiar la moarte. Cu prevalența virusurilor înalt patogeni, cum ar fi sindromul respirator acut sever coronavirus 2 (SARS-CoV-2), există o nevoie urgentă de a dezvolta metode eficiente și sigure pentru a inactiva virusurile patogeni. Metodele tradiționale de inactivare a virusurilor patogeni sunt practice, dar au unele limitări. Cu caracteristicile de putere mare de penetrare, rezonanță fizică și lipsă de poluare, undele electromagnetice au devenit o strategie potențială pentru inactivarea virusurilor patogeni și atrag o atenție din ce în ce mai mare. Acest articol oferă o prezentare generală a publicațiilor recente privind impactul undelor electromagnetice asupra virusurilor patogeni și mecanismele acestora, precum și perspectivele de utilizare a undelor electromagnetice pentru inactivarea virusurilor patogeni, precum și idei și metode noi pentru o astfel de inactivare.
Mulți virusuri se răspândesc rapid, persistă mult timp, sunt foarte patogeni și pot provoca epidemii globale și riscuri grave pentru sănătate. Prevenirea, detectarea, testarea, eradicarea și tratamentul sunt pași cheie pentru a opri răspândirea virusului. Eliminarea rapidă și eficientă a virusurilor patogeni include eliminarea profilactică, de protecție și la sursă. Inactivarea virusurilor patogeni prin distrugere fiziologică pentru a le reduce infectivitatea, patogenitatea și capacitatea de reproducere este o metodă eficientă de eliminare a acestora. Metodele tradiționale, inclusiv temperaturile ridicate, substanțele chimice și radiațiile ionizante, pot inactiva efectiv virușii patogeni. Cu toate acestea, aceste metode au încă unele limitări. Prin urmare, există încă o nevoie urgentă de a dezvolta strategii inovatoare pentru inactivarea virusurilor patogeni.
Emisia undelor electromagnetice are avantajele puterii mari de penetrare, încălzirii rapide și uniforme, rezonanței cu microorganismele și eliberării de plasmă și este de așteptat să devină o metodă practică de inactivare a virusurilor patogeni [1,2,3]. Capacitatea undelor electromagnetice de a inactiva virușii patogeni a fost demonstrată în ultimul secol [4]. În ultimii ani, utilizarea undelor electromagnetice pentru inactivarea virușilor patogeni a atras o atenție tot mai mare. Acest articol discută efectul undelor electromagnetice asupra virusurilor patogeni și mecanismele acestora, care pot servi drept ghid util pentru cercetarea de bază și aplicată.
Caracteristicile morfologice ale virusurilor pot reflecta funcții precum supraviețuirea și infectarea. S-a demonstrat că undele electromagnetice, în special undele electromagnetice de ultra-înaltă frecvență (UHF) și ultra-înaltă frecvență (EHF), pot perturba morfologia virusurilor.
Bacteriofagul MS2 (MS2) este adesea utilizat în diferite domenii de cercetare, cum ar fi evaluarea dezinfectării, modelarea cinetică (apoasă) și caracterizarea biologică a moleculelor virale [5, 6]. Wu a descoperit că microundele la 2450 MHz și 700 W au cauzat agregarea și contracția semnificativă a fagilor acvatici MS2 după 1 minut de iradiere directă [1]. După investigații suplimentare, a fost observată și o rupere a suprafeței fagului MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] a expus suspensii de mostre de coronavirus 229E (CoV-229E) la unde milimetrice cu o frecvență de 95 GHz și o densitate de putere de 70 până la 100 W/cm2 timp de 0,1 s. În carcasa sferică aspră a virusului pot fi găsite găuri mari, ceea ce duce la pierderea conținutului său. Expunerea la unde electromagnetice poate fi distructivă pentru formele virale. Cu toate acestea, modificările proprietăților morfologice, cum ar fi forma, diametrul și netezimea suprafeței, după expunerea la virus cu radiații electromagnetice sunt necunoscute. Prin urmare, este important să se analizeze relația dintre caracteristicile morfologice și tulburările funcționale, care pot oferi indicatori valoroși și convenabil pentru evaluarea inactivării virusului [1].
Structura virală constă de obicei dintr-un acid nucleic intern (ARN sau ADN) și o capsidă externă. Acizii nucleici determină proprietățile genetice și de replicare ale virusurilor. Capsida este stratul exterior al subunităților proteice aranjate în mod regulat, schela de bază și componenta antigenică a particulelor virale și, de asemenea, protejează acizii nucleici. Majoritatea virusurilor au o structură de înveliș alcătuită din lipide și glicoproteine. În plus, proteinele învelișului determină specificitatea receptorilor și servesc ca antigeni principali pe care sistemul imunitar al gazdei îi poate recunoaște. Structura completă asigură integritatea și stabilitatea genetică a virusului.
Cercetările au arătat că undele electromagnetice, în special undele electromagnetice UHF, pot deteriora ARN-ul virusurilor care cauzează boli. Wu [1] a expus direct mediul apos al virusului MS2 la microunde de 2450 MHz timp de 2 minute și a analizat genele care codifică proteina A, proteina capsidei, proteina replicază și proteina de clivaj prin electroforeză pe gel și reacția în lanț a polimerazei de transcripție inversă. RT-PCR). Aceste gene au fost distruse progresiv odată cu creșterea densității de putere și chiar au dispărut la cea mai mare densitate de putere. De exemplu, expresia genei proteinei A (934 bp) a scăzut semnificativ după expunerea la unde electromagnetice cu o putere de 119 și 385 W și a dispărut complet când densitatea de putere a fost crescută la 700 W. Aceste date indică faptul că undele electromagnetice pot, în funcție de doză, să distrugă structura acizilor nucleici a virusurilor.
Studii recente au arătat că efectul undelor electromagnetice asupra proteinelor virale patogene se bazează în principal pe efectul lor termic indirect asupra mediatorilor și pe efectul lor indirect asupra sintezei proteinelor din cauza distrugerii acizilor nucleici [1, 3, 8, 9]. Cu toate acestea, efectele atermice pot modifica și polaritatea sau structura proteinelor virale [1, 10, 11]. Efectul direct al undelor electromagnetice asupra proteinelor structurale/nestructurale fundamentale, cum ar fi proteinele capsidelor, proteinele învelișului sau proteinele spike ale virusurilor patogeni, necesită încă studii suplimentare. S-a sugerat recent că 2 minute de radiație electromagnetică la o frecvență de 2,45 GHz cu o putere de 700 W pot interacționa cu diferite fracții ale sarcinilor proteice prin formarea de puncte fierbinți și câmpuri electrice oscilante prin efecte pur electromagnetice [12].
Învelișul unui virus patogen este strâns legat de capacitatea acestuia de a infecta sau de a provoca boli. Mai multe studii au raportat că undele electromagnetice UHF și microunde pot distruge învelișul virușilor care cauzează boli. După cum sa menționat mai sus, găuri distincte pot fi detectate în anvelopa virală a coronavirusului 229E după o expunere de 0,1 secunde la unda milimetrică de 95 GHz la o densitate de putere de 70 până la 100 W/cm2 [8]. Efectul transferului de energie rezonantă a undelor electromagnetice poate provoca suficient stres pentru a distruge structura învelișului virusului. Pentru virușii înveliți, după ruperea învelișului, infecțiozitatea sau o anumită activitate scade de obicei sau se pierde complet [13, 14]. Yang [13] a expus virusul gripal H3N2 (H3N2) și virusul gripal H1N1 (H1N1) la microunde la 8,35 GHz, 320 W/m² și, respectiv, 7 GHz, 308 W/m², timp de 15 minute. Pentru a compara semnalele ARN ale virusurilor patogeni expuși la unde electromagnetice și un model fragmentat congelat și dezghețat imediat în azot lichid timp de mai multe cicluri, a fost efectuată RT-PCR. Rezultatele au arătat că semnalele ARN ale celor două modele sunt foarte consistente. Aceste rezultate indică faptul că structura fizică a virusului este perturbată și structura învelișului este distrusă după expunerea la radiații cu microunde.
Activitatea unui virus poate fi caracterizată prin capacitatea sa de a infecta, replica și transcrie. Infecțiozitatea sau activitatea virală este de obicei evaluată prin măsurarea titrurilor virale utilizând teste pe placă, doza infecțioasă medie a culturii de țesut (TCID50) sau activitatea genei reporter a luciferazei. Dar poate fi, de asemenea, evaluat direct prin izolarea virusului viu sau prin analiza antigenului viral, a densității particulelor virale, a supraviețuirii virusului etc.
S-a raportat că undele electromagnetice UHF, SHF și EHF pot inactiva direct aerosolii virali sau virușii pe bază de apă. Wu [1] a expus aerosolul de bacteriofag MS2 generat de un nebulizator de laborator la unde electromagnetice cu o frecvență de 2450 MHz și o putere de 700 W timp de 1,7 min, în timp ce rata de supraviețuire a bacteriofagului MS2 a fost de doar 8,66%. Similar cu aerosolul viral MS2, 91,3% din MS2 apos a fost inactivat în 1,5 minute după expunerea la aceeași doză de unde electromagnetice. În plus, capacitatea radiațiilor electromagnetice de a inactiva virusul MS2 a fost corelată pozitiv cu densitatea de putere și timpul de expunere. Totuși, atunci când eficiența dezactivarii atinge valoarea maximă, eficiența dezactivarii nu poate fi îmbunătățită prin creșterea timpului de expunere sau creșterea densității de putere. De exemplu, virusul MS2 a avut o rată de supraviețuire minimă de 2,65% până la 4,37% după expunerea la unde electromagnetice de 2450 MHz și 700 W și nu s-au găsit modificări semnificative odată cu creșterea timpului de expunere. Siddharta [3] a iradiat o suspensie de cultură celulară conținând virusul hepatitei C (VHC)/virusul imunodeficienței umane tip 1 (HIV-1) cu unde electromagnetice la o frecvență de 2450 MHz și o putere de 360 ​​W. Ei au descoperit că titrurile virusului au scăzut semnificativ după 3 minute de expunere, indicând că transmiterea undelor electromagnetice a virusului HIV este eficientă împotriva radiației HCV și ajută la prevenirea virusului. chiar și atunci când sunt expuse împreună. La iradierea culturilor de celule HCV și suspensiilor HIV-1 cu unde electromagnetice de putere redusă cu o frecvență de 2450 MHz, 90 W sau 180 W, nu s-a observat nicio modificare a titrului virusului, determinată de activitatea reporterului luciferazei și o schimbare semnificativă a infecțiozității virale. la 600 și 800 W timp de 1 minut, infecțiozitatea ambilor viruși nu a scăzut semnificativ, ceea ce se crede că este legat de puterea radiației undei electromagnetice și de timpul de expunere la temperatură critică.
Kaczmarczyk [8] a demonstrat pentru prima dată letalitatea undelor electromagnetice EHF împotriva virusurilor patogeni transmise prin apă în 2021. Ei au expus mostre de coronavirus 229E sau poliovirus (PV) la unde electromagnetice la o frecvență de 95 GHz și o densitate de putere de 70 până la 100 W/cm2 timp de 22 de secunde. Eficiența de inactivare a celor două virusuri patogeni a fost de 99,98%, respectiv 99,375%. ceea ce indică faptul că undele electromagnetice EHF au perspective largi de aplicare în domeniul inactivării virusului.
Eficacitatea inactivării UHF a virușilor a fost, de asemenea, evaluată în diverse medii, cum ar fi laptele matern și unele materiale utilizate în mod obișnuit în casă. Cercetătorii au expus măști de anestezie contaminate cu adenovirus (ADV), poliovirus tip 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) și rinovirus (RHV) la radiații electromagnetice la o frecvență de 2450 MHz și o putere de 720 wați. Ei au raportat că testele pentru antigenele ADV și PV-1 au devenit negative, iar titrurile HV-1, PIV-3 și RHV au scăzut la zero, indicând inactivarea completă a tuturor virusurilor după 4 minute de expunere [15, 16]. Elhafi [17] a expus direct tampoane infectate cu virusul bronșitei infecțioase aviare (IBV), pneumovirusul aviar (APV), virusul bolii Newcastle (NDV) și virusul gripei aviare (AIV) la un cuptor cu microunde de 2450 MHz, 900 W. își pierd infecțiozitatea. Printre acestea, APV și IBV au fost detectate suplimentar în culturi de organe traheale obținute din embrioni de pui din a 5-a generație. Deși virusul nu a putut fi izolat, acidul nucleic viral a fost încă detectat prin RT-PCR. Ben-Shoshan [18] a expus direct unde electromagnetice de 2450 MHz, 750 W la 15 probe de lapte matern pozitive pentru citomegalovirus (CMV) timp de 30 de secunde. Detectarea antigenului de către Shell-Vial a arătat inactivarea completă a CMV. Cu toate acestea, la 500 W, 2 din 15 probe nu au realizat inactivarea completă, ceea ce indică o corelație pozitivă între eficiența de inactivare și puterea undelor electromagnetice.
De asemenea, este de remarcat faptul că Yang [13] a prezis frecvența de rezonanță dintre undele electromagnetice și viruși pe baza unor modele fizice stabilite. O suspensie de particule de virus H3N2 cu o densitate de 7,5 × 1014 m-3, produsă de celulele renale de câine Madin Darby sensibile la virus (MDCK), a fost expusă direct undelor electromagnetice la o frecvență de 8 GHz și o putere de 820 W/m² timp de 15 minute. Nivelul de inactivare a virusului H3N2 atinge 100%. Cu toate acestea, la un prag teoretic de 82 W/m2, doar 38% din virusul H3N2 a fost inactivat, ceea ce sugerează că eficiența inactivării virusului mediată de EM este strâns legată de densitatea de putere. Pe baza acestui studiu, Barbora [14] a calculat intervalul de frecvență de rezonanță (8,5–20 GHz) dintre undele electromagnetice și SARS-CoV-2 și a concluzionat că 7,5 × 1014 m-3 de SARS-CoV-2 expuși la unde electromagnetice O undă cu o frecvență de 10-17 GHz și o densitate de putere de aproximativ 114,5 min. duce la dezactivare 100%. Un studiu recent al lui Wang [19] a arătat că frecvențele de rezonanță ale SARS-CoV-2 sunt 4 și 7,5 GHz, confirmând existența unor frecvențe de rezonanță independente de titrul virusului.
În concluzie, putem spune că undele electromagnetice pot afecta aerosolii și suspensiile, precum și activitatea virușilor pe suprafețe. S-a constatat că eficacitatea inactivării este strâns legată de frecvența și puterea undelor electromagnetice și de mediul utilizat pentru creșterea virusului. În plus, frecvențele electromagnetice bazate pe rezonanțe fizice sunt foarte importante pentru inactivarea virusului [2, 13]. Până în prezent, efectul undelor electromagnetice asupra activității virusurilor patogeni s-a concentrat în principal pe schimbarea infecțiozității. Datorită mecanismului complex, mai multe studii au raportat efectul undelor electromagnetice asupra replicării și transcripției virusurilor patogeni.
Mecanismele prin care undele electromagnetice inactivează virușii sunt strâns legate de tipul de virus, frecvența și puterea undelor electromagnetice și mediul de creștere al virusului, dar rămân în mare parte neexplorate. Cercetările recente s-au concentrat asupra mecanismelor de transfer termic, atermic și structural al energiei rezonante.
Efectul termic este înțeles ca o creștere a temperaturii cauzată de rotația de mare viteză, ciocnirea și frecarea moleculelor polare din țesuturi sub influența undelor electromagnetice. Datorită acestei proprietăți, undele electromagnetice pot ridica temperatura virusului peste pragul de toleranță fiziologică, provocând moartea virusului. Cu toate acestea, virusurile conțin puține molecule polare, ceea ce sugerează că efectele termice directe asupra virușilor sunt rare [1]. Dimpotrivă, în mediu și mediu există mult mai multe molecule polare, precum moleculele de apă, care se mișcă în conformitate cu câmpul electric alternant excitat de undele electromagnetice, generând căldură prin frecare. Căldura este apoi transferată virusului pentru a-i crește temperatura. Când pragul de toleranță este depășit, acizii nucleici și proteinele sunt distruse, ceea ce în cele din urmă reduce infecțiozitatea și chiar inactivează virusul.
Mai multe grupuri au raportat că undele electromagnetice pot reduce infectia virusurilor prin expunerea termică [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] a expus suspensiile de coronavirus 229E la unde electromagnetice la o frecvență de 95 GHz cu o densitate de putere de 70 până la 100 W/cm² timp de 0,2-0,7 s. Rezultatele au arătat că o creștere a temperaturii cu 100°C în timpul acestui proces a contribuit la distrugerea morfologiei virusului și la reducerea activității virusului. Aceste efecte termice pot fi explicate prin acțiunea undelor electromagnetice asupra moleculelor de apă din jur. Siddharta [3] a iradiat suspensii de culturi celulare care conțin HCV de diferite genotipuri, inclusiv GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a și GT7a, cu unde electromagnetice la o frecvență de 2450 MHz și o putere de 90 W și 180 W și 600 W, 360 W și 360 W, temperatura mediului de cultură celulară de la 26°C la 92°C, radiația electromagnetică a redus infecțiozitatea virusului sau a inactivat complet virusul. Dar HCV a fost expus undelor electromagnetice pentru o perioadă scurtă de timp la putere scăzută (90 sau 180 W, 3 minute) sau putere mai mare (600 sau 800 W, 1 minut), în timp ce nu a existat o creștere semnificativă a temperaturii și o schimbare semnificativă a virusului nu a fost observată infecțiozitatea sau activitatea.
Rezultatele de mai sus indică faptul că efectul termic al undelor electromagnetice este un factor cheie care influențează infecțiozitatea sau activitatea virusurilor patogeni. În plus, numeroase studii au arătat că efectul termic al radiațiilor electromagnetice inactivează virușii patogeni mai eficient decât UV-C și încălzirea convențională [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Pe lângă efectele termice, undele electromagnetice pot modifica și polaritatea moleculelor, cum ar fi proteinele microbiene și acizii nucleici, determinând rotirea și vibrarea moleculelor, ducând la o viabilitate redusă sau chiar moarte [10]. Se crede că schimbarea rapidă a polarității undelor electromagnetice determină polarizarea proteinelor, ceea ce duce la răsucirea și curbura structurii proteinei și, în cele din urmă, la denaturarea proteinei [11].
Efectul nontermic al undelor electromagnetice asupra inactivării virusului rămâne controversat, dar majoritatea studiilor au arătat rezultate pozitive [1, 25]. După cum am menționat mai sus, undele electromagnetice pot pătrunde direct în proteina învelișului virusului MS2 și pot distruge acidul nucleic al virusului. În plus, aerosolii virusului MS2 sunt mult mai sensibili la undele electromagnetice decât MS2 apos. Datorită moleculelor mai puțin polare, cum ar fi moleculele de apă, în mediul care înconjoară aerosolii virusului MS2, efectele atermice pot juca un rol cheie în inactivarea virusului mediată de unde electromagnetice [1].
Fenomenul de rezonanță se referă la tendința unui sistem fizic de a absorbi mai multă energie din mediul său la frecvența și lungimea de undă naturale. Rezonanța are loc în multe locuri din natură. Se știe că virușii rezonează cu microunde de aceeași frecvență într-un mod de dipol acustic limitat, un fenomen de rezonanță [2, 13, 26]. Modurile rezonante de interacțiune dintre o undă electromagnetică și un virus atrag din ce în ce mai multă atenție. Efectul transferului eficient de energie de rezonanță structurală (SRET) de la undele electromagnetice la oscilațiile acustice închise (CAV) în viruși poate duce la ruperea membranei virale din cauza vibrațiilor opuse miez-capside. În plus, eficacitatea generală a SRET este legată de natura mediului, unde dimensiunea și pH-ul particulei virale determină frecvența de rezonanță și respectiv absorbția de energie [2, 13, 19].
Efectul de rezonanță fizică al undelor electromagnetice joacă un rol cheie în inactivarea virusurilor înveliți, care sunt înconjurate de o membrană cu două straturi încorporate în proteine ​​virale. Cercetătorii au descoperit că dezactivarea H3N2 de către unde electromagnetice cu o frecvență de 6 GHz și o densitate de putere de 486 W/m² a fost cauzată în principal de ruperea fizică a carcasei din cauza efectului de rezonanță [13]. Temperatura suspensiei H3N2 a crescut cu numai 7°C după 15 minute de expunere, totuși, pentru inactivarea virusului H3N2 uman prin încălzire termică, este necesară o temperatură peste 55°C [9]. Fenomene similare au fost observate pentru viruși precum SARS-CoV-2 și H3N1 [13, 14]. În plus, inactivarea virusurilor de către unde electromagnetice nu duce la degradarea genomilor ARN viral [1,13,14]. Astfel, inactivarea virusului H3N2 a fost promovată mai degrabă prin rezonanță fizică decât prin expunerea termică [13].
În comparație cu efectul termic al undelor electromagnetice, inactivarea virușilor prin rezonanță fizică necesită parametri de doză mai mici, care sunt sub standardele de siguranță a microundelor stabilite de Institutul de Ingineri Electrici și Electronici (IEEE) [2, 13]. Frecvența de rezonanță și doza de putere depind de proprietățile fizice ale virusului, cum ar fi dimensiunea particulelor și elasticitatea, iar toți virușii din frecvența de rezonanță pot fi vizați în mod eficient pentru inactivare. Datorită ratei ridicate de penetrare, absenței radiațiilor ionizante și siguranței bune, inactivarea virusului mediată de efectul atermic al CPET este promițătoare pentru tratamentul bolilor maligne umane cauzate de virusuri patogeni [14, 26].
Pe baza implementării inactivării virușilor în faza lichidă și pe suprafața diferitelor medii, undele electromagnetice pot trata eficient aerosolii virali [1, 26], ceea ce reprezintă o descoperire și este de mare importanță pentru controlul transmiterii virusului și prevenirea transmiterii virusului în societate. epidemie. Mai mult, descoperirea proprietăților de rezonanță fizică a undelor electromagnetice este de mare importanță în acest domeniu. Atâta timp cât frecvența de rezonanță a unui anumit virion și undele electromagnetice sunt cunoscute, pot fi vizați toți virusurile din intervalul de frecvență de rezonanță a plăgii, ceea ce nu poate fi atins cu metodele tradiționale de inactivare a virusului [13,14,26]. Inactivarea electromagnetică a virușilor este o cercetare promițătoare, cu o mare valoare și potențial aplicat.
În comparație cu tehnologia tradițională de distrugere a virușilor, undele electromagnetice au caracteristicile unei protecție a mediului simplă, eficientă și practică atunci când distrug virușii datorită proprietăților sale fizice unice [2, 13]. Cu toate acestea, rămân multe probleme. În primul rând, cunoștințele moderne se limitează la proprietățile fizice ale undelor electromagnetice, iar mecanismul de utilizare a energiei în timpul emisiei undelor electromagnetice nu a fost dezvăluit [10, 27]. Microundele, inclusiv undele milimetrice, au fost utilizate pe scară largă pentru a studia inactivarea virusului și mecanismele acestuia, cu toate acestea, studiile undelor electromagnetice la alte frecvențe, în special la frecvențe de la 100 kHz la 300 MHz și de la 300 GHz la 10 THz, nu au fost raportate. În al doilea rând, mecanismul de ucidere a virusurilor patogeni prin unde electromagnetice nu a fost elucidat și au fost studiate doar virușii sferici și în formă de tijă [2]. În plus, particulele de virus sunt mici, lipsite de celule, se mută ușor și se răspândesc rapid, ceea ce poate preveni inactivarea virusului. Tehnologia undelor electromagnetice trebuie încă îmbunătățită pentru a depăși obstacolul de inactivare a virușilor patogeni. În cele din urmă, absorbția ridicată a energiei radiante de către moleculele polare din mediu, cum ar fi moleculele de apă, are ca rezultat pierderea de energie. În plus, eficacitatea SRET poate fi afectată de mai multe mecanisme neidentificate în viruși [28]. De asemenea, efectul SRET poate modifica virusul pentru a se adapta la mediul său, rezultând rezistență la undele electromagnetice [29].
În viitor, tehnologia de inactivare a virusului folosind unde electromagnetice trebuie îmbunătățită în continuare. Cercetarea științifică fundamentală ar trebui să vizeze elucidarea mecanismului de inactivare a virusului prin unde electromagnetice. De exemplu, mecanismul de utilizare a energiei virușilor atunci când sunt expuși la unde electromagnetice, mecanismul detaliat al acțiunii non-termice care ucide virușii patogeni și mecanismul efectului SRET între undele electromagnetice și diferite tipuri de viruși ar trebui elucidate în mod sistematic. Cercetarea aplicată ar trebui să se concentreze asupra modului de a preveni absorbția excesivă a energiei radiațiilor de către moleculele polare, a studia efectul undelor electromagnetice de diferite frecvențe asupra diferitelor viruși patogeni și a studia efectele non-termice ale undelor electromagnetice în distrugerea virușilor patogeni.
Undele electromagnetice au devenit o metodă promițătoare pentru inactivarea virusurilor patogeni. Tehnologia undelor electromagnetice are avantajele unei poluări scăzute, costuri reduse și eficiență ridicată de inactivare a virusului patogen, care poate depăși limitările tehnologiei tradiționale anti-virus. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina parametrii tehnologiei undelor electromagnetice și a elucida mecanismul de inactivare a virusului.
O anumită doză de radiații unde electromagnetice poate distruge structura și activitatea multor virusuri patogeni. Eficiența inactivării virusului este strâns legată de frecvență, densitatea puterii și timpul de expunere. În plus, mecanismele potențiale includ efectele de rezonanță termică, atermică și structurală ale transferului de energie. În comparație cu tehnologiile antivirale tradiționale, inactivarea virusului pe bază de unde electromagnetice are avantajele simplității, eficienței ridicate și poluării scăzute. Prin urmare, inactivarea virusului mediată de unde electromagnetice a devenit o tehnică antivirală promițătoare pentru aplicații viitoare.
U Yu. Influența radiațiilor cu microunde și a plasmei reci asupra activității bioaerosolilor și a mecanismelor conexe. Universitatea din Beijing. anul 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC și colab. Cuplare dipol rezonantă a microundelor și oscilații acustice limitate la baculovirusuri. Raport științific 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Inactivarea cu microunde a VHC și HIV: o nouă abordare pentru prevenirea transmiterii virusului în rândul consumatorilor de droguri injectabile. Raport științific 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Investigarea și observarea experimentală a contaminării documentelor spitalicești prin dezinfecția cu microunde [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Studiu preliminar al mecanismului de inactivare și eficacității dicloroizocianatului de sodiu împotriva bacteriofagului MS2. Universitatea Sichuan. 2007.
Yang Li Studiu preliminar al efectului de inactivare și al mecanismului de acțiune al o-ftalaldehidei asupra bacteriofagului MS2. Universitatea Sichuan. 2007.
Wu Ye, doamnă Yao. Inactivarea in situ a unui virus din aer prin radiația cu microunde. Buletinul de Știință Chinezesc. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronavirusurile și poliovirusurile sunt sensibile la impulsuri scurte ale radiațiilor ciclotronului în bandă W. Scrisoare despre chimia mediului. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inactivarea virusului gripal pentru studii de antigenitate și teste de rezistență la inhibitorii fenotipici de neuraminidază. Jurnalul de microbiologie clinică. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia și colab. Prezentare generală a sterilizării cu microunde. Știința micronutrienților din Guangdong. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Efectele biologice nontermale ale microundelor asupra microorganismelor alimentare și tehnologiei de sterilizare cu microunde [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denaturarea proteinei spike SARS-CoV-2 la iradierea atermică cu microunde. Raport științific 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR și colab. Transfer structural eficient de energie rezonantă de la microunde la oscilații acustice limitate în viruși. Raport științific 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Terapie antivirală direcționată folosind terapia cu radiații neionizante pentru SARS-CoV-2 și pregătirea pentru o pandemie virală: metode, metode și note de practică pentru aplicare clinică. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilizarea la microunde și factorii care o influențează. Jurnalul medical chinezesc. 1993;(04):246-51.
Pagina WJ, Martin WG Supraviețuirea microbilor în cuptoarele cu microunde. Puteți J Microorganisme. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Tratamentul cu microunde sau autoclavă distruge infecțiozitatea virusului bronșitei infecțioase și a pneumovirusului aviar, dar le permite să fie detectate folosind reacția în lanț a polimerazei cu transcriptază inversă. boala păsărilor de curte. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Eradicarea cu microunde a citomegalovirusului din laptele matern: un studiu pilot. medicament pentru alăptare. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR și colab. Absorbția prin rezonanță cu microunde a virusului SARS-CoV-2. Raport științific 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH etc. UV-C (254 nm) doza letală de SARS-CoV-2. Diagnosticare lumina Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M etc. Inactivarea rapidă și completă a SARS-CoV-2 de către UV-C. Raport științific 2020; 10(1):22421.