Efectele undelor electromagnetice asupra virusurilor patogene și mecanismelor aferente: o recenzie în Journal of Virology

Infecțiile virale patogene au devenit o problemă majoră de sănătate publică la nivel mondial. Virușii pot infecta toate organismele celulare și pot provoca diferite grade de leziuni și daune, ducând la boli și chiar la deces. Având în vedere prevalența virusurilor înalt patogene, cum ar fi coronavirusul 2 al sindromului respirator acut sever (SARS-CoV-2), există o nevoie urgentă de a dezvolta metode eficiente și sigure pentru inactivarea virusurilor patogene. Metodele tradiționale de inactivare a virusurilor patogene sunt practice, dar au unele limitări. Având caracteristici de putere de penetrare ridicată, rezonanță fizică și lipsă de poluare, undele electromagnetice au devenit o strategie potențială pentru inactivarea virusurilor patogene și atrag o atenție tot mai mare. Acest articol oferă o prezentare generală a publicațiilor recente privind impactul undelor electromagnetice asupra virusurilor patogene și a mecanismelor acestora, precum și perspectivele de utilizare a undelor electromagnetice pentru inactivarea virusurilor patogene, precum și idei și metode noi pentru o astfel de inactivare.
Multe virusuri se răspândesc rapid, persistă mult timp, sunt extrem de patogene 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 patogene include eliminarea profilactică, protectoare și la sursă. Inactivarea virusurilor patogene prin distrugere fiziologică pentru a reduce infecțiozitatea, patogenitatea și capacitatea lor de reproducere este o metodă eficientă de eliminare a acestora. Metodele tradiționale, inclusiv temperaturile ridicate, substanțele chimice și radiațiile ionizante, pot inactiva eficient virusurile patogene. Cu toate acestea, aceste metode au încă unele limitări. Prin urmare, există încă o nevoie urgentă de a dezvolta strategii inovatoare pentru inactivarea virusurilor patogene.
Emisia de unde electromagnetice are avantajele unei puteri de penetrare ridicate, încălzirii rapide și uniforme, rezonanței cu microorganismele și eliberării de plasmă și se așteaptă să devină o metodă practică pentru inactivarea virusurilor patogene [1,2,3]. Capacitatea undelor electromagnetice de a inactiva virusurile patogene a fost demonstrată în secolul trecut [4]. În ultimii ani, utilizarea undelor electromagnetice pentru inactivarea virusurilor patogene a atras o atenție tot mai mare. Acest articol discută efectul undelor electromagnetice asupra virusurilor patogene și mecanismele acestora, putând servi drept ghid util pentru cercetarea fundamentală și aplicată.
Caracteristicile morfologice ale virusurilor pot reflecta funcții precum supraviețuirea și infecțiozitatea. 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 diverse domenii de cercetare, cum ar fi evaluarea dezinfecției, 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, s-a observat și o ruptură la suprafața fagului MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] a expus suspensii de probe 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 învelișul sferic rugos al virusului se pot găsi 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 convenabili 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 regulat, schela de bază și componenta antigenică a particulelor virale și, de asemenea, protejează acizii nucleici. Majoritatea virusurilor au o structură de anvelopă formată din lipide și glicoproteine. În plus, proteinele anvelopei 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 patogene. 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 capsidică, proteina replicază și proteina de clivaj prin electroforeză în gel și reacție în lanț a polimerazei cu 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 pb) 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 ai 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 datorită 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 capsidei, proteinele anvelopei sau proteinele spicule ale virusurilor patogene, necesită încă studii suplimentare. Recent, s-a sugerat că 2 minute de radiație electromagnetică la o frecvență de 2,45 GHz cu o putere de 700 W pot interacționa cu diferite fracțiuni de sarcini proteice prin formarea de puncte fierbinți și câmpuri electrice oscilante prin efecte pur electromagnetice [12].
Învelișul unui virus patogen este strâns legat de capacitatea sa de a infecta sau de a provoca boli. Mai multe studii au raportat că undele electromagnetice UHF și microunde pot distruge învelișul virusurilor care cauzează boli. După cum s-a menționat mai sus, în învelișul viral al coronavirusului 229E pot fi detectate găuri distincte 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 al undelor electromagnetice poate provoca suficient stres pentru a distruge structura învelișului viral. Pentru virusurile învelite, după ruperea învelișului, infecțiozitatea sau o parte din 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 patogene expuse la unde electromagnetice și ale unui model fragmentat, congelat și imediat decongelat în azot lichid timp de mai multe cicluri, s-a efectuat 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, iar structura anvelopei este distrusă după expunerea la radiații 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 folosind teste de placă, doza infecțioasă mediană a culturilor de țesuturi (TCID50) sau activitatea genei reporter luciferazei. Dar poate fi evaluată și direct prin izolarea virusului viu sau prin analizarea 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 virusurile transmise prin apă. Wu [1] a expus aerosolul 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 minute, 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 decurs de 1,5 minute după expunerea la aceeași doză de unde electromagnetice. În plus, capacitatea radiației electromagnetice de a inactiva virusul MS2 a fost corelată pozitiv cu densitatea de putere și timpul de expunere. Cu toate acestea, atunci când eficiența de dezactivare atinge valoarea maximă, eficiența dezactivării nu poate fi îmbunătățită prin creșterea timpului de expunere sau creșterea densității de putere. De exemplu, virusul MS2 a avut o rată minimă de supraviețuire de 2,65% până la 4,37% după expunerea la unde electromagnetice de 2450 MHz și 700 W și nu s-au constatat 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 de tip 1 (HIV-1) cu unde electromagnetice la o frecvență de 2450 MHz și o putere de 360 ​​W. Aceștia au descoperit că titrurile virale au scăzut semnificativ după 3 minute de expunere, indicând faptul că radiația undelor electromagnetice este eficientă împotriva infecțiozității VHC și HIV-1 și ajută la prevenirea transmiterii virusului chiar și atunci când sunt expuse împreună. La iradierea culturilor celulare VHC și a 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 viral, determinat de activitatea reporterului luciferazei, și o modificare semnificativă a infecțiozității virale. La 600 și 800 W timp de 1 minut, infecțiozitatea ambelor virusuri nu a scăzut semnificativ, ceea ce se crede că este legat de puterea radiației undelor electromagnetice și de timpul de expunere la temperatura critică.
Kaczmarczyk [8] a demonstrat pentru prima dată letalitatea undelor electromagnetice EHF împotriva virusurilor patogene transmise prin apă în 2021. Aceștia au expus probe 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 2 secunde. Eficiența de inactivare a celor două virusuri patogene a fost de 99,98%, respectiv 99,375%, ceea ce indică faptul că undele electromagnetice EHF au perspective largi de aplicare în domeniul inactivării virusurilor.
Eficacitatea inactivării virusurilor prin UHF a fost evaluată și 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. Aceștia 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), pneumovirus aviar (APV), virusul bolii Newcastle (NDV) și virusul gripei aviare (AIV) la un cuptor cu microunde de 2450 MHz și 900 W și-au pierdut infecțiozitatea. Printre acestea, APV și IBV au fost detectate suplimentar în culturi de organe traheale obținute din embrioni de pui de a 5-a generație. Deși virusul nu a putut fi izolat, acidul nucleic viral a fost totuși detectat prin RT-PCR. Ben-Shoshan [18] a expus direct unde electromagnetice de 2450 MHz și 750 W la 15 probe de lapte matern pozitive pentru citomegalovirus (CMV) timp de 30 de secunde. Detectarea antigenului prin Shell-Vial a arătat inactivarea completă a CMV. Cu toate acestea, la 500 W, 2 din 15 probe nu au atins inactivarea completă, ceea ce indică o corelație pozitivă între eficiența inactivării și puterea undelor electromagnetice.
De asemenea, merită menționat faptul că Yang [13] a prezis frecvența de rezonanță dintre undele electromagnetice și virusuri pe baza unor modele fizice stabilite. O suspensie de particule virale H3N2 cu o densitate de 7,5 × 1014 m-3, produsă de celule renale de câine Madin Darby (MDCK) sensibile la virusuri, 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 electromiografie este strâns legată de densitatea de putere. Pe baza acestui studiu, Barbora [14] a calculat intervalul de frecvență rezonantă (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 14,5 ± 1 W/m2 timp de aproximativ 15 minute va duce la o dezactivare de 100%. Un studiu recent realizat de Wang [19] a arătat că frecvențele rezonante ale SARS-CoV-2 sunt de 4 și 7,5 GHz, confirmând existența unor frecvențe rezonante independente de titrul virusului.
În concluzie, putem spune că undele electromagnetice pot afecta aerosolii și suspensiile, precum și activitatea virusurilor 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 virusurilor [2, 13]. Până în prezent, efectul undelor electromagnetice asupra activității virusurilor patogene s-a concentrat în principal pe modificarea infecțiozității. Datorită mecanismului complex, mai multe studii au raportat efectul undelor electromagnetice asupra replicării și transcripției virusurilor patogene.
Mecanismele prin care undele electromagnetice inactivează virusurile 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 de energie rezonantă.
Efectul termic este înțeles ca o creștere a temperaturii cauzată de rotația de mare viteză, coliziunea și frecarea moleculelor polare în 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 virusurilor sunt rare [1]. Dimpotrivă, există mult mai multe molecule polare în mediu, cum ar fi moleculele de apă, care se mișcă în conformitate cu câmpul electric alternativ 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 reduce în cele din urmă infecțiozitatea și chiar inactivează virusul.
Mai multe grupuri au raportat că undele electromagnetice pot reduce infecțiozitatea virusurilor prin expunere termică [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] a expus suspensii 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 a redus activitatea acestuia. Aceste efecte termice pot fi explicate prin acțiunea undelor electromagnetice asupra moleculelor de apă din jur. Siddharta [3] a iradiat suspensii de culturi celulare conținând 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, 360 W, 600 W și 800 W. Odată cu creșterea temperaturii mediului de cultură celulară de la 26°C la 92°C, radiațiile electromagnetice au redus infecțiozitatea virusului sau l-au inactivat complet. Însă HCV a fost expus la unde electromagnetice pentru o perioadă scurtă de timp la putere mică (90 sau 180 W, 3 minute) sau la putere mai mare (600 sau 800 W, 1 minut), fără a exista o creștere semnificativă a temperaturii și fără a se observa o modificare semnificativă a infecțiozității sau activității virusului.
Rezultatele de mai sus indică faptul că efectul termic al undelor electromagnetice este un factor cheie care influențează infecțiozitatea sau activitatea virusurilor patogene. În plus, numeroase studii au arătat că efectul termic al radiațiilor electromagnetice inactivează virusurile patogene 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 vibrația moleculelor, rezultând o viabilitate redusă sau chiar moarte [10]. Se crede că schimbarea rapidă a polarității undelor electromagnetice provoacă polarizarea proteinelor, ceea ce duce la răsucirea și curbarea structurii proteinei și, în cele din urmă, la denaturarea proteinelor [11].
Efectul nontermic al undelor electromagnetice asupra inactivării virusurilor rămâne controversat, dar majoritatea studiilor au arătat rezultate pozitive [1, 25]. După cum am menționat mai sus, undele electromagnetice pot penetra direct proteina anvelopei 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, din mediul înconjurător al aerosolilor virusului MS2, efectele atermice pot juca un rol cheie în inactivarea virusurilor mediată de undele 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 apare în multe locuri din natură. Se știe că virusurile rezonează cu microunde de aceeași frecvență într-un mod dipolar 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 prin rezonanță structurală (SRET) de la undele electromagnetice la oscilații acustice închise (CAV) la virusuri poate duce la ruptura membranei virale din cauza vibrațiilor opuse miez-capsidă. 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 energiei [2, 13, 19].
Efectul de rezonanță fizică al undelor electromagnetice joacă un rol cheie în inactivarea virusurilor încapsulate, care sunt înconjurate de o membrană bistratificată încorporată în proteine ​​virale. Cercetătorii au descoperit că dezactivarea H3N2 prin unde electromagnetice cu o frecvență de 6 GHz și o densitate de putere de 486 W/m² a fost cauzată în principal de ruptura fizică a învelișului din cauza efectului de rezonanță [13]. Temperatura suspensiei de H3N2 a crescut cu doar 7°C după 15 minute de expunere, însă pentru inactivarea virusului uman H3N2 prin încălzire termică este necesară o temperatură peste 55°C [9]. Fenomene similare au fost observate pentru virusuri precum SARS-CoV-2 și H3N1 [13, 14]. În plus, inactivarea virusurilor prin unde electromagnetice nu duce la degradarea genomului ARN viral [1,13,14]. Astfel, inactivarea virusului H3N2 a fost promovată mai degrabă prin rezonanță fizică decât prin expunere termică [13].
Comparativ cu efectul termic al undelor electromagnetice, inactivarea virusurilor prin rezonanță fizică necesită parametri de doză mai mici, care sunt sub standardele de siguranță pentru microunde stabilite de Institutul Inginerilor Electricieni 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 toate virusurile aflate în cadrul frecvenței de rezonanță pot fi vizate eficient pentru inactivare. Datorită ratei mari de penetrare, absenței radiațiilor ionizante și siguranței bune, inactivarea virusurilor mediată de efectul atermic al CPET este promițătoare pentru tratamentul bolilor maligne umane cauzate de virusuri patogene [14, 26].
Pe baza implementării inactivării virusurilor în fază lichidă și pe suprafața diferitelor medii, undele electromagnetice pot combate eficient aerosolii virali [1, 26], ceea ce reprezintă un progres și este de mare importanță pentru controlul transmiterii virusului și prevenirea transmiterii acestuia în societate. Mai mult, descoperirea proprietăților de rezonanță fizică ale undelor electromagnetice este de mare importanță în acest domeniu. Atâta timp cât se cunoaște frecvența de rezonanță a unui anumit virion și undele electromagnetice, se pot viza toate virusurile din intervalul de frecvență de rezonanță al plăgii, ceea ce nu poate fi realizat cu metodele tradiționale de inactivare a virusurilor [13,14,26]. Inactivarea electromagnetică a virusurilor este o cercetare promițătoare, cu o mare valoare și potențial de cercetare și aplicație.
Comparativ cu tehnologia tradițională de eliminare a virusurilor, undele electromagnetice au caracteristicile unei protecții simple, eficiente și practice a mediului înconjurător atunci când distrug virusurile, datorită proprietăților lor fizice unice [2, 13]. Cu toate acestea, rămân multe probleme. În primul rând, cunoștințele moderne sunt limitate 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 virusurilor și mecanismele acestora, însă 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 eliminare a virusurilor patogene prin unde electromagnetice nu a fost elucidat și au fost studiate doar virusurile sferice și în formă de tijă [2]. În plus, particulele virale sunt mici, fără celule, suferă mutații rapide și se răspândesc rapid, ceea ce poate preveni inactivarea virusurilor. Tehnologia undelor electromagnetice trebuie încă îmbunătățită pentru a depăși obstacolul inactivării virusurilor patogene. În cele din urmă, absorbția ridicată a energiei radiante de către moleculele polare din mediu, cum ar fi moleculele de apă, duce la pierderi de energie. În plus, eficacitatea SRET poate fi afectată de mai multe mecanisme neidentificate la virusuri [28]. Efectul SRET poate modifica, de asemenea, virusul pentru a se adapta la mediul său, rezultând rezistență la undele electromagnetice [29].
În viitor, tehnologia de inactivare a virusurilor folosind unde electromagnetice trebuie îmbunătățită în continuare. Cercetarea științifică fundamentală ar trebui să vizeze elucidarea mecanismului de inactivare a virusurilor prin unde electromagnetice. De exemplu, ar trebui elucidate sistematic mecanismul de utilizare a energiei virusurilor atunci când sunt expuse la unde electromagnetice, mecanismul detaliat al acțiunii non-termice care distruge virusurile patogene și mecanismul efectului SRET dintre undele electromagnetice și diferite tipuri de virusuri. Cercetarea aplicată ar trebui să se concentreze asupra modului de prevenire a absorbției excesive a energiei radiațiilor de către moleculele polare, să studieze efectul undelor electromagnetice de diferite frecvențe asupra diferiților virusuri patogene și să studieze efectele non-termice ale undelor electromagnetice în distrugerea virusurilor patogene.
Undele electromagnetice au devenit o metodă promițătoare pentru inactivarea virusurilor patogene. Tehnologia undelor electromagnetice are avantajele poluării reduse, costului redus și eficienței ridicate de inactivare a virusurilor patogene, ceea ce poate depăși limitele tehnologiei antivirus tradiționale. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina parametrii tehnologiei undelor electromagnetice și a elucida mecanismul de inactivare a virusurilor.
O anumită doză de radiații electromagnetice poate distruge structura și activitatea multor virusuri patogene. Eficiența inactivării virusurilor este strâns legată de frecvență, densitatea de putere și timpul de expunere. În plus, mecanismele potențiale includ efectele de rezonanță termică, atermică și structurală ale transferului de energie. Comparativ cu tehnologiile antivirale tradiționale, inactivarea virusurilor bazată pe unde electromagnetice are avantajele simplității, eficienței ridicate și poluării reduse. Prin urmare, inactivarea virusurilor mediată de unde electromagnetice a devenit o tehnică antivirală promițătoare pentru aplicații viitoare.
U Yu. Influența radiației cu microunde și a plasmei reci asupra activității bioaerosolilor și a mecanismelor conexe. Universitatea Peking. Anul 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC și alții. Cuplarea dipolului rezonant al microundelor și oscilațiile acustice limitate în baculovirusuri. Raport științific 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M și alții. Inactivarea HCV și HIV prin microunde: 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 dezinfecție cu microunde [J] Jurnalul Medical Chinez. 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 mecanismului de acțiune al o-ftalaldehidei asupra bacteriofagului MS2. Universitatea Sichuan. 2007.
Wu Ye, dna Yao. Inactivarea in situ a unui virus transmis prin aer prin radiații cu microunde. Buletinul Științific Chinezesc. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. și colab. Coronavirusurile și poliovirusurile sunt sensibile la impulsuri scurte de radiații ciclotronice în banda W. Scrisoare despre chimia mediului. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S și alții. Inactivarea virusului gripal pentru studii de antigenitate și teste de rezistență la inhibitori fenotipici de neuraminidază. Journal of Clinical Microbiology. 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. Efecte biologice nontermice ale microundelor asupra microorganismelor alimentare și tehnologiei de sterilizare cu microunde [JJ Southwestern Nationalities University (Ediția de Științe Naturale). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denaturarea proteinei spike SARS-CoV-2 la iradiere atermică cu microunde. Raport științific 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR și alții. Transfer eficient de energie rezonantă structurală de la microunde la oscilații acustice limitate în virusuri. Raport științific 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Terapie antivirală țintită utilizând radioterapie neionizantă pentru SARS-CoV-2 și pregătire pentru o pandemie virală: metode, metode și note practice pentru aplicare clinică. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilizarea cu microunde și factorii care o influențează. Jurnalul Medical Chinez. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Supraviețuirea microbilor în cuptoarele cu microunde. You can J Microorganismes. 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 permite detectarea acestora folosind reacția în lanț a polimerazei cu transcriptază inversă. boli ale păsărilor de curte. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Eradicarea citomegalovirusului din laptele matern prin microunde: un studiu pilot. Medicament pentru alăptare. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR și alții. Absorbția prin rezonanță de 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. Doza letală UV-C (254 nm) de SARS-CoV-2. Diagnosticare cu lumină 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 prin UV-C. Raport științific 2020; 10(1):22421.