Efektet e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e lidhur: një përmbledhje në Journal of Virology

Infeksionet virale patogjene janë bërë një problem i madh i shëndetit publik në mbarë botën. Viruset mund të infektojnë të gjithë organizmat qelizorë dhe të shkaktojnë lëndime dhe dëmtime në shkallë të ndryshme, duke çuar në sëmundje dhe madje edhe vdekje. Me mbizotërimin e viruseve shumë patogjenë, siç është sindroma e rëndë akute e frymëmarrjes, koronavirusi 2 (SARS-CoV-2), ekziston një nevojë urgjente për të zhvilluar metoda efektive dhe të sigurta për të çaktivizuar viruset patogjene. Metodat tradicionale për inaktivizimin e viruseve patogjene janë praktike, por kanë disa kufizime. Me karakteristikat e fuqisë së lartë depërtuese, rezonancës fizike dhe pa ndotje, valët elektromagnetike janë kthyer në një strategji potenciale për inaktivizimin e viruseve patogjene dhe po tërheqin vëmendjen në rritje. Ky artikull ofron një pasqyrë të botimeve të fundit mbi ndikimin e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e tyre, si dhe perspektivat për përdorimin e valëve elektromagnetike për çaktivizimin e viruseve patogjene, si dhe ide dhe metoda të reja për një çaktivizim të tillë.
Shumë viruse përhapen me shpejtësi, vazhdojnë për një kohë të gjatë, janë shumë patogjenë dhe mund të shkaktojnë epidemi globale dhe rreziqe serioze për shëndetin. Parandalimi, zbulimi, testimi, çrrënjosja dhe trajtimi janë hapat kyç për të ndaluar përhapjen e virusit. Eliminimi i shpejtë dhe efikas i viruseve patogjene përfshin eliminimin profilaktik, mbrojtës dhe burimor. Inaktivizimi i viruseve patogjene nga shkatërrimi fiziologjik për të reduktuar infektivitetin, patogjenitetin dhe kapacitetin riprodhues të tyre është një metodë efektive për eliminimin e tyre. Metodat tradicionale, duke përfshirë temperaturën e lartë, kimikatet dhe rrezatimin jonizues, mund të çaktivizojnë në mënyrë efektive viruset patogjene. Megjithatë, këto metoda kanë ende disa kufizime. Prandaj, ekziston ende një nevojë urgjente për të zhvilluar strategji novatore për inaktivizimin e viruseve patogjene.
Emetimi i valëve elektromagnetike ka përparësitë e fuqisë së lartë depërtuese, ngrohjes së shpejtë dhe uniforme, rezonancës me mikroorganizmat dhe çlirimit të plazmës, dhe pritet të bëhet një metodë praktike për inaktivizimin e viruseve patogjene [1,2,3]. Aftësia e valëve elektromagnetike për të çaktivizuar viruset patogjene është demonstruar në shekullin e kaluar [4]. Vitet e fundit, përdorimi i valëve elektromagnetike për inaktivizimin e viruseve patogjene ka tërhequr vëmendjen në rritje. Ky artikull diskuton efektin e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e tyre, të cilët mund të shërbejnë si një udhëzues i dobishëm për kërkimin bazë dhe të aplikuar.
Karakteristikat morfologjike të viruseve mund të pasqyrojnë funksione të tilla si mbijetesa dhe infektiviteti. Është demonstruar se valët elektromagnetike, veçanërisht valët elektromagnetike me frekuencë ultra të lartë (UHF) dhe ultra të lartë (EHF), mund të prishin morfologjinë e viruseve.
Bakteriofagu MS2 (MS2) përdoret shpesh në fusha të ndryshme kërkimore si vlerësimi i dezinfektimit, modelimi kinetik (ujor) dhe karakterizimi biologjik i molekulave virale [5, 6]. Wu zbuloi se mikrovalët në 2450 MHz dhe 700 W shkaktuan grumbullim dhe tkurrje të konsiderueshme të fagëve ujorë MS2 pas 1 minutë rrezatimi të drejtpërdrejtë [1]. Pas hetimeve të mëtejshme, u vërejt gjithashtu një thyerje në sipërfaqen e fagut MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] ekspozoi pezullimet e mostrave të koronavirusit 229E (CoV-229E) ndaj valëve milimetrike me një frekuencë prej 95 GHz dhe një densitet fuqie prej 70 deri në 100 W/cm2 për 0,1 s. Vrima të mëdha mund të gjenden në guaskën e përafërt sferike të virusit, gjë që çon në humbjen e përmbajtjes së tij. Ekspozimi ndaj valëve elektromagnetike mund të jetë shkatërrues për format virale. Megjithatë, ndryshimet në vetitë morfologjike, si forma, diametri dhe lëmimi i sipërfaqes, pas ekspozimit ndaj virusit me rrezatim elektromagnetik janë të panjohura. Prandaj, është e rëndësishme të analizohet marrëdhënia midis veçorive morfologjike dhe çrregullimeve funksionale, të cilat mund të ofrojnë tregues të vlefshëm dhe të përshtatshëm për vlerësimin e inaktivizimit të virusit [1].
Struktura virale zakonisht përbëhet nga një acid nukleik i brendshëm (ARN ose ADN) dhe një kapsid i jashtëm. Acidet nukleike përcaktojnë vetitë gjenetike dhe riprodhuese të viruseve. Kapsidi është shtresa e jashtme e nën-njësive të proteinave të rregulluara rregullisht, skela bazë dhe përbërësi antigjenik i grimcave virale, dhe gjithashtu mbron acidet nukleike. Shumica e viruseve kanë një strukturë mbështjellëse të përbërë nga lipide dhe glikoproteina. Përveç kësaj, proteinat e mbështjelljes përcaktojnë specifikën e receptorëve dhe shërbejnë si antigjenet kryesore që sistemi imunitar i strehuesit mund të njohë. Struktura e plotë siguron integritetin dhe stabilitetin gjenetik të virusit.
Hulumtimet kanë treguar se valët elektromagnetike, veçanërisht valët elektromagnetike UHF, mund të dëmtojnë ARN-në e viruseve që shkaktojnë sëmundje. Wu [1] ekspozoi drejtpërdrejt mjedisin ujor të virusit MS2 në mikrovalët 2450 MHz për 2 minuta dhe analizoi gjenet që kodojnë proteinën A, proteinën kapside, proteinën e replikazës dhe proteinën e ndarjes me anë të elektroforezës së xhelit dhe reaksionit zinxhir të polimerazës së transkriptimit të kundërt. RT-PCR). Këto gjene u shkatërruan në mënyrë progresive me rritjen e densitetit të fuqisë dhe madje u zhdukën në densitetin më të lartë të fuqisë. Për shembull, shprehja e gjenit të proteinës A (934 bp) u ul ndjeshëm pas ekspozimit ndaj valëve elektromagnetike me fuqi 119 dhe 385 W dhe u zhduk plotësisht kur densiteti i fuqisë u rrit në 700 W. Këto të dhëna tregojnë se valët elektromagnetike mund të, në varësi të dozës, shkatërrojnë strukturën e acideve nukleike të viruseve.
Studimet e fundit kanë treguar se efekti i valëve elektromagnetike në proteinat virale patogjene bazohet kryesisht në efektin e tyre termik indirekt mbi ndërmjetësuesit dhe efektin e tyre indirekt në sintezën e proteinave për shkak të shkatërrimit të acideve nukleike [1, 3, 8, 9]. Megjithatë, efektet athermike gjithashtu mund të ndryshojnë polaritetin ose strukturën e proteinave virale [1, 10, 11]. Efekti i drejtpërdrejtë i valëve elektromagnetike në proteinat themelore strukturore/jo-strukturore të tilla si proteinat kapsidale, proteinat e mbështjelljes ose proteinat spike të viruseve patogjene kërkon ende studime të mëtejshme. Kohët e fundit është sugjeruar që 2 minuta rrezatim elektromagnetik në një frekuencë prej 2.45 GHz me një fuqi prej 700 W mund të ndërveprojnë me fraksione të ndryshme të ngarkesave të proteinave përmes formimit të pikave të nxehta dhe fushave elektrike lëkundëse përmes efekteve thjesht elektromagnetike [12].
Zarfi i një virusi patogjen është i lidhur ngushtë me aftësinë e tij për të infektuar ose shkaktuar sëmundje. Disa studime kanë raportuar se valët elektromagnetike të UHF dhe mikrovalëve mund të shkatërrojnë guaskat e viruseve që shkaktojnë sëmundje. Siç u përmend më lart, vrima të dallueshme mund të zbulohen në mbështjellësin viral të koronavirusit 229E pas 0,1 sekondës ekspozimi ndaj valës milimetër 95 GHz me një densitet fuqie prej 70 deri në 100 W/cm2 [8]. Efekti i transferimit të energjisë rezonante të valëve elektromagnetike mund të shkaktojë stres të mjaftueshëm për të shkatërruar strukturën e mbështjellësit të virusit. Për viruset me mbështjellës, pas këputjes së mbështjellësit, infektiviteti ose ndonjë aktivitet zakonisht zvogëlohet ose humbet plotësisht [13, 14]. Yang [13] ekspozoi virusin e influencës H3N2 (H3N2) dhe virusin e influencës H1N1 (H1N1) në mikrovalë në 8.35 GHz, 320 W/m² dhe 7 GHz, 308 W/m², përkatësisht, për 15 minuta. Për të krahasuar sinjalet e ARN-së të viruseve patogjenë të ekspozuar ndaj valëve elektromagnetike dhe një modeli të fragmentuar të ngrirë dhe të shkrirë menjëherë në azot të lëngshëm për disa cikle, u krye RT-PCR. Rezultatet treguan se sinjalet e ARN-së të dy modeleve janë shumë të qëndrueshme. Këto rezultate tregojnë se struktura fizike e virusit është ndërprerë dhe struktura e mbështjelljes është shkatërruar pas ekspozimit ndaj rrezatimit të mikrovalës.
Aktiviteti i një virusi mund të karakterizohet nga aftësia e tij për të infektuar, riprodhuar dhe transkriptuar. Infektiviteti ose aktiviteti viral zakonisht vlerësohet duke matur titrat viralë duke përdorur analizat e pllakës, dozën mesatare infektive të kulturës së indeve (TCID50) ose aktivitetin e gjenit raportues të luciferazës. Por mund të vlerësohet edhe drejtpërdrejt duke izoluar virusin e gjallë ose duke analizuar antigjenin viral, densitetin e grimcave virale, mbijetesën e virusit etj.
Është raportuar se valët elektromagnetike UHF, SHF dhe EHF mund të çaktivizojnë drejtpërdrejt aerosolet virale ose viruset që vijnë nga uji. Wu [1] ekspozoi aerosolin e bakteriofagut MS2 të krijuar nga një nebulizator laboratorik ndaj valëve elektromagnetike me një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 700 W për 1,7 minuta, ndërsa shkalla e mbijetesës së bakteriofagut MS2 ishte vetëm 8,66%. Ngjashëm me aerosolin viral MS2, 91.3% e MS2 ujor u çaktivizua brenda 1.5 minutash pas ekspozimit ndaj të njëjtës dozë të valëve elektromagnetike. Për më tepër, aftësia e rrezatimit elektromagnetik për të çaktivizuar virusin MS2 ishte e lidhur pozitivisht me densitetin e fuqisë dhe kohën e ekspozimit. Megjithatë, kur efikasiteti i çaktivizimit arrin vlerën e tij maksimale, efikasiteti i çaktivizimit nuk mund të përmirësohet duke rritur kohën e ekspozimit ose duke rritur densitetin e fuqisë. Për shembull, virusi MS2 kishte një shkallë minimale mbijetese prej 2,65% deri në 4,37% pas ekspozimit ndaj valëve elektromagnetike 2450 MHz dhe 700 W, dhe nuk u gjetën ndryshime të rëndësishme me rritjen e kohës së ekspozimit. Siddharta [3] rrezatoi një pezullim të kulturës qelizore që përmban virusin e hepatitit C (HCV)/virusin e mungesës së imunitetit të njeriut tip 1 (HIV-1) me valë elektromagnetike në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 360 W. Ata zbuluan se titrat e virusit ranë ndjeshëm pas 3 minutash ekspozimi, që tregon se rrezatimi me valë elektromagnetike është efektiv kundër HCV dhe HIV-1 infektiv dhe ndihmon në parandalimin e transmetimit të virusit edhe kur ekspozohen së bashku. Kur rrezatohen kulturat e qelizave HCV dhe pezullimet HIV-1 me valë elektromagnetike me fuqi të ulët me një frekuencë prej 2450 MHz, 90 W ose 180 W, nuk ka ndryshim në titrin e virusit, i përcaktuar nga aktiviteti raportues i luciferazës dhe një ndryshim i rëndësishëm në infektivitetin viral. u vëzhguan. në 600 dhe 800 W për 1 minutë, infektiviteti i të dy viruseve nuk u ul ndjeshëm, gjë që besohet të jetë e lidhur me fuqinë e rrezatimit të valës elektromagnetike dhe kohën e ekspozimit të temperaturës kritike.
Kaczmarczyk [8] për herë të parë demonstroi vdekjen e valëve elektromagnetike EHF kundër viruseve patogjene të ujit në vitin 2021. Ata ekspozuan mostrat e koronavirusit 229E ose poliovirusit (PV) ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 95 GHz dhe një densitet fuqie prej 70 deri në 100 W/cm për 2 sekonda. Efikasiteti i inaktivizimit të dy viruseve patogjene ishte përkatësisht 99,98% dhe 99,375%. gjë që tregon se valët elektromagnetike EHF kanë perspektiva të gjera aplikimi në fushën e inaktivizimit të virusit.
Efektiviteti i inaktivizimit UHF të viruseve është vlerësuar gjithashtu në media të ndryshme si qumështi i gjirit dhe disa materiale që përdoren zakonisht në shtëpi. Studiuesit ekspozuan maskat e anestezisë të kontaminuara me adenovirus (ADV), poliovirus tip 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dhe rinovirus (RHV) ndaj rrezatimit elektromagnetik në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 720 watts. Ata raportuan se testet për antigjenet ADV dhe PV-1 u bënë negative dhe titrat HV-1, PIV-3 dhe RHV ranë në zero, duke treguar inaktivizimin e plotë të të gjithë viruseve pas 4 minutash ekspozimi [15, 16]. Elhafi [17] ekspozoi drejtpërdrejt tamponët e infektuar me virusin e bronkitit infektiv të shpendëve (IBV), pneumovirusin e shpendëve (APV), virusin e sëmundjes së Newcastle (NDV) dhe virusin e influencës së shpendëve (AIV) në një furrë me mikrovalë 2450 MHz, 900 W. humbasin infektivitetin e tyre. Midis tyre, APV dhe IBV u zbuluan gjithashtu në kulturat e organeve trakeale të marra nga embrionet e pulave të gjeneratës së 5-të. Megjithëse virusi nuk mund të izolohej, acidi nukleik viral u zbulua ende me RT-PCR. Ben-Shoshan [18] ekspozoi drejtpërdrejt valë elektromagnetike 2450 MHz, 750 W në 15 mostra pozitive të qumështit të gjirit citomegalovirus (CMV) për 30 sekonda. Zbulimi i antigjenit nga Shell-Vial tregoi inaktivizimin e plotë të CMV. Megjithatë, në 500 W, 2 nga 15 mostra nuk arritën inaktivizimin e plotë, gjë që tregon një korrelacion pozitiv midis efikasitetit të çaktivizimit dhe fuqisë së valëve elektromagnetike.
Vlen gjithashtu të theksohet se Yang [13] parashikoi frekuencën rezonante midis valëve elektromagnetike dhe viruseve bazuar në modelet fizike të vendosura. Një pezullim i grimcave të virusit H3N2 me një densitet 7,5 × 1014 m-3, i prodhuar nga qelizat e veshkave të qenit Madin Darby të ndjeshme ndaj virusit (MDCK), u ekspozua drejtpërdrejt ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 8 GHz dhe një fuqi prej 820 W/m² për 15 minuta. Niveli i inaktivizimit të virusit H3N2 arrin në 100%. Megjithatë, në një prag teorik prej 82 W/m2, vetëm 38% e virusit H3N2 u çaktivizua, duke sugjeruar se efikasiteti i inaktivizimit të virusit të ndërmjetësuar nga EM është i lidhur ngushtë me densitetin e fuqisë. Bazuar në këtë studim, Barbora [14] llogariti diapazonin e frekuencës rezonante (8,5–20 GHz) midis valëve elektromagnetike dhe SARS-CoV-2 dhe arriti në përfundimin se 7,5 × 1014 m-3 të SARS-CoV-2 të ekspozuar ndaj valëve elektromagnetike Një valë me një frekuencë prej 10-17 GHz dhe një densitet fuqie prej 14.5 ± 1 W/m2 për rreth 15 minuta do të rezultojë në 100% çaktivizim. Një studim i fundit nga Wang [19] tregoi se frekuencat rezonante të SARS-CoV-2 janë 4 dhe 7,5 GHz, duke konfirmuar ekzistencën e frekuencave rezonante të pavarura nga titri i virusit.
Si përfundim, mund të themi se valët elektromagnetike mund të ndikojnë në aerosolet dhe pezullimet, si dhe në aktivitetin e viruseve në sipërfaqe. U zbulua se efektiviteti i inaktivizimit është i lidhur ngushtë me frekuencën dhe fuqinë e valëve elektromagnetike dhe me mediumin e përdorur për rritjen e virusit. Për më tepër, frekuencat elektromagnetike të bazuara në rezonancat fizike janë shumë të rëndësishme për inaktivizimin e virusit [2, 13]. Deri më tani, efekti i valëve elektromagnetike në aktivitetin e viruseve patogjene është fokusuar kryesisht në ndryshimin e infektivitetit. Për shkak të mekanizmit kompleks, disa studime kanë raportuar efektin e valëve elektromagnetike në replikimin dhe transkriptimin e viruseve patogjene.
Mekanizmat me të cilët valët elektromagnetike çaktivizojnë viruset janë të lidhura ngushtë me llojin e virusit, frekuencën dhe fuqinë e valëve elektromagnetike dhe mjedisin e rritjes së virusit, por mbeten kryesisht të paeksploruara. Hulumtimet e fundit janë fokusuar në mekanizmat e transferimit të energjisë rezonante termike, termike dhe strukturore.
Efekti termik kuptohet si një rritje e temperaturës e shkaktuar nga rrotullimi me shpejtësi të lartë, përplasja dhe fërkimi i molekulave polare në inde nën ndikimin e valëve elektromagnetike. Për shkak të kësaj vetie, valët elektromagnetike mund të rrisin temperaturën e virusit mbi pragun e tolerancës fiziologjike, duke shkaktuar vdekjen e virusit. Megjithatë, viruset përmbajnë pak molekula polare, gjë që sugjeron se efektet e drejtpërdrejta termike mbi viruset janë të rralla [1]. Përkundrazi, ka shumë më tepër molekula polare në mjedis dhe në mjedis, siç janë molekulat e ujit, të cilat lëvizin në përputhje me fushën elektrike alternative të ngacmuar nga valët elektromagnetike, duke gjeneruar nxehtësi përmes fërkimit. Nxehtësia më pas transferohet te virusi për të rritur temperaturën e tij. Kur tejkalohet pragu i tolerancës, acidet nukleike dhe proteinat shkatërrohen, gjë që përfundimisht redukton infektivitetin dhe madje inaktivizon virusin.
Disa grupe kanë raportuar se valët elektromagnetike mund të zvogëlojnë infektivitetin e viruseve përmes ekspozimit termik [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] ekspozoi pezullimet e koronavirusit 229E ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 95 GHz me një densitet fuqie prej 70 deri në 100 W/cm² për 0,2-0,7 s. Rezultatet treguan se një rritje e temperaturës prej 100°C gjatë këtij procesi kontribuoi në shkatërrimin e morfologjisë së virusit dhe në uljen e aktivitetit të virusit. Këto efekte termike mund të shpjegohen me veprimin e valëve elektromagnetike në molekulat e ujit përreth. Siddharta [3] rrezatoi suspensione të kulturës qelizore që përmbajnë HCV të gjenotipeve të ndryshme, duke përfshirë GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a dhe GT7a, me valë elektromagnetike në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi 3180 W, dhe W, 600 W dhe 800 E martë Me një rritje të temperaturës së mjedisit të kulturës qelizore nga 26°C në 92°C, rrezatimi elektromagnetik uli infektivitetin e virusit ose e çaktivizoi plotësisht virusin. Por HCV u ekspozua ndaj valëve elektromagnetike për një kohë të shkurtër me fuqi të ulët (90 ose 180 W, 3 minuta) ose fuqi më të lartë (600 ose 800 W, 1 minutë), ndërkohë që nuk pati rritje të ndjeshme të temperaturës dhe një ndryshim të rëndësishëm në virusi nuk është vërejtur infektivitet ose aktivitet.
Rezultatet e mësipërme tregojnë se efekti termik i valëve elektromagnetike është një faktor kyç që ndikon në infektivitetin ose aktivitetin e viruseve patogjene. Për më tepër, studime të shumta kanë treguar se efekti termik i rrezatimit elektromagnetik çaktivizon viruset patogjene në mënyrë më efektive sesa ngrohja UV-C dhe konvencionale [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Përveç efekteve termike, valët elektromagnetike gjithashtu mund të ndryshojnë polaritetin e molekulave të tilla si proteinat mikrobike dhe acidet nukleike, duke bërë që molekulat të rrotullohen dhe vibrojnë, duke rezultuar në reduktimin e qëndrueshmërisë apo edhe vdekjen [10]. Besohet se ndërrimi i shpejtë i polaritetit të valëve elektromagnetike shkakton polarizimin e proteinave, i cili çon në përdredhje dhe lakim të strukturës së proteinave dhe, në fund të fundit, në denatyrim të proteinave [11].
Efekti jotermik i valëve elektromagnetike në inaktivizimin e virusit mbetet i diskutueshëm, por shumica e studimeve kanë treguar rezultate pozitive [1, 25]. Siç e përmendëm më lart, valët elektromagnetike mund të depërtojnë drejtpërdrejt në proteinën e mbështjellësit të virusit MS2 dhe të shkatërrojnë acidin nukleik të virusit. Përveç kësaj, aerosolet e virusit MS2 janë shumë më të ndjeshëm ndaj valëve elektromagnetike sesa MS2 ujore. Për shkak të molekulave më pak polare, siç janë molekulat e ujit, në mjedisin që rrethon aerosolet e virusit MS2, efektet termike mund të luajnë një rol kyç në inaktivizimin e virusit të ndërmjetësuar nga valët elektromagnetike [1].
Fenomeni i rezonancës i referohet tendencës së një sistemi fizik për të thithur më shumë energji nga mjedisi i tij në frekuencën dhe gjatësinë valore të tij natyrore. Rezonanca ndodh në shumë vende në natyrë. Dihet që viruset rezonojnë me mikrovalë të së njëjtës frekuencë në një modalitet të kufizuar akustik të dipolit, një fenomen rezonancë [2, 13, 26]. Mënyrat rezonante të ndërveprimit midis një valë elektromagnetike dhe një virusi po tërheqin gjithnjë e më shumë vëmendje. Efekti i transferimit efikas të energjisë rezonancë strukturore (SRET) nga valët elektromagnetike në lëkundjet akustike të mbyllura (CAV) në viruse mund të çojë në këputje të membranës virale për shkak të dridhjeve të kundërta të bërthamës-kapsideve. Për më tepër, efektiviteti i përgjithshëm i SRET lidhet me natyrën e mjedisit, ku madhësia dhe pH e grimcave virale përcaktojnë frekuencën rezonante dhe thithjen e energjisë, përkatësisht [2, 13, 19].
Efekti i rezonancës fizike të valëve elektromagnetike luan një rol kyç në inaktivizimin e viruseve të mbështjellë, të cilët janë të rrethuar nga një membranë dyshtresore e ngulitur në proteinat virale. Studiuesit zbuluan se çaktivizimi i H3N2 nga valët elektromagnetike me një frekuencë prej 6 GHz dhe një densitet fuqie prej 486 W/m² ishte shkaktuar kryesisht nga këputja fizike e guaskës për shkak të efektit të rezonancës [13]. Temperatura e suspensionit H3N2 u rrit me vetëm 7°C pas 15 minutash ekspozimi, megjithatë, për inaktivizimin e virusit H3N2 njerëzor nga ngrohja termike, kërkohet një temperaturë mbi 55°C [9]. Fenomene të ngjashme janë vërejtur për viruse si SARS-CoV-2 dhe H3N1 [13, 14]. Përveç kësaj, inaktivizimi i viruseve nga valët elektromagnetike nuk çon në degradimin e gjenomave të ARN-së virale [1,13,14]. Kështu, inaktivizimi i virusit H3N2 u nxit nga rezonanca fizike dhe jo nga ekspozimi termik [13].
Krahasuar me efektin termik të valëve elektromagnetike, inaktivizimi i viruseve nga rezonanca fizike kërkon parametra dozë më të ulët, të cilat janë nën standardet e sigurisë së mikrovalëve të vendosura nga Instituti i Inxhinierëve Elektrikë dhe Elektronikë (IEEE) [2, 13]. Frekuenca e rezonancës dhe doza e fuqisë varen nga vetitë fizike të virusit, të tilla si madhësia dhe elasticiteti i grimcave, dhe të gjithë viruset brenda frekuencës rezonante mund të synohen në mënyrë efektive për çaktivizim. Për shkak të shkallës së lartë të depërtimit, mungesës së rrezatimit jonizues dhe sigurisë së mirë, inaktivizimi i virusit i ndërmjetësuar nga efekti athermik i CPET është premtues për trajtimin e sëmundjeve malinje njerëzore të shkaktuara nga viruset patogjene [14, 26].
Bazuar në zbatimin e inaktivizimit të viruseve në fazën e lëngshme dhe në sipërfaqen e mediave të ndryshme, valët elektromagnetike mund të merren në mënyrë efektive me aerosolet virale [1, 26], gjë që është një zbulim i madh dhe ka një rëndësi të madhe për kontrollin e transmetimit të virusi dhe parandalimi i transmetimit të virusit në shoqëri. epidemi. Për më tepër, zbulimi i vetive të rezonancës fizike të valëve elektromagnetike ka një rëndësi të madhe në këtë fushë. Për sa kohë që dihet frekuenca rezonante e një virioni të veçantë dhe valët elektromagnetike, të gjithë viruset brenda intervalit të frekuencës rezonante të plagës mund të synohen, gjë që nuk mund të arrihet me metodat tradicionale të inaktivizimit të virusit [13,14,26]. Inaktivizimi elektromagnetik i viruseve është një kërkim premtues me vlerë dhe potencial të madh kërkimor dhe aplikativ.
Krahasuar me teknologjinë tradicionale të vrasjes së viruseve, valët elektromagnetike kanë karakteristikat e mbrojtjes së thjeshtë, efektive dhe praktike të mjedisit kur vrasin viruset për shkak të vetive fizike unike [2, 13]. Megjithatë, mbeten shumë probleme. Së pari, njohuritë moderne janë të kufizuara në vetitë fizike të valëve elektromagnetike, dhe mekanizmi i përdorimit të energjisë gjatë emetimit të valëve elektromagnetike nuk është zbuluar [10, 27]. Mikrovalët, duke përfshirë valët milimetra, janë përdorur gjerësisht për të studiuar inaktivizimin e virusit dhe mekanizmat e tij, megjithatë, studimet e valëve elektromagnetike në frekuenca të tjera, veçanërisht në frekuencat nga 100 kHz në 300 MHz dhe nga 300 GHz në 10 THz, nuk janë raportuar. Së dyti, mekanizmi i vrasjes së viruseve patogjene nga valët elektromagnetike nuk është sqaruar dhe janë studiuar vetëm viruse sferike dhe në formë shufra [2]. Përveç kësaj, grimcat e virusit janë të vogla, pa qeliza, ndryshojnë lehtësisht dhe përhapen me shpejtësi, gjë që mund të parandalojë inaktivizimin e virusit. Teknologjia e valëve elektromagnetike ende duhet të përmirësohet për të kapërcyer pengesën e inaktivizimit të viruseve patogjene. Së fundi, thithja e lartë e energjisë rrezatuese nga molekulat polare në mjedis, siç janë molekulat e ujit, rezulton në humbje të energjisë. Për më tepër, efektiviteti i SRET mund të ndikohet nga disa mekanizma të paidentifikuar në viruse [28]. Efekti SRET gjithashtu mund të modifikojë virusin për t'u përshtatur me mjedisin e tij, duke rezultuar në rezistencë ndaj valëve elektromagnetike [29].
Në të ardhmen, teknologjia e inaktivizimit të virusit duke përdorur valë elektromagnetike duhet të përmirësohet më tej. Kërkimi shkencor themelor duhet të synojë të sqarojë mekanizmin e inaktivizimit të virusit nga valët elektromagnetike. Për shembull, mekanizmi i përdorimit të energjisë së viruseve kur ekspozohen ndaj valëve elektromagnetike, mekanizmi i detajuar i veprimit jotermik që vret viruset patogjene dhe mekanizmi i efektit SRET midis valëve elektromagnetike dhe llojeve të ndryshme të viruseve duhet të sqarohen sistematikisht. Hulumtimi i aplikuar duhet të fokusohet në mënyrën se si të parandalohet thithja e tepërt e energjisë së rrezatimit nga molekulat polare, të studiojë efektin e valëve elektromagnetike të frekuencave të ndryshme në viruse të ndryshme patogjene dhe të studiojë efektet jo termike të valëve elektromagnetike në shkatërrimin e viruseve patogjene.
Valët elektromagnetike janë bërë një metodë premtuese për inaktivizimin e viruseve patogjene. Teknologjia e valëve elektromagnetike ka avantazhet e ndotjes së ulët, kostos së ulët dhe efikasitetit të lartë të inaktivizimit të virusit patogjen, i cili mund të kapërcejë kufizimet e teknologjisë tradicionale antivirus. Megjithatë, nevojiten kërkime të mëtejshme për të përcaktuar parametrat e teknologjisë së valëve elektromagnetike dhe për të sqaruar mekanizmin e inaktivizimit të virusit.
Një dozë e caktuar e rrezatimit të valëve elektromagnetike mund të shkatërrojë strukturën dhe aktivitetin e shumë viruseve patogjene. Efikasiteti i inaktivizimit të virusit është i lidhur ngushtë me frekuencën, densitetin e fuqisë dhe kohën e ekspozimit. Përveç kësaj, mekanizmat e mundshëm përfshijnë efektet termike, termike dhe rezonancë strukturore të transferimit të energjisë. Krahasuar me teknologjitë tradicionale antivirale, inaktivizimi i virusit i bazuar në valë elektromagnetike ka avantazhet e thjeshtësisë, efikasitetit të lartë dhe ndotjes së ulët. Prandaj, inaktivizimi i virusit i ndërmjetësuar nga valët elektromagnetike është bërë një teknikë antivirale premtuese për aplikimet e ardhshme.
U Yu. Ndikimi i rrezatimit të mikrovalës dhe plazmës së ftohtë në aktivitetin bioaerosol dhe mekanizmat përkatës. Universiteti i Pekinit. viti 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Lidhja rezonante e dipoleve të mikrovalëve dhe lëkundjet akustike të kufizuara në bakuloviruset. Raport shkencor 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Inaktivizimi me mikrovalë i HCV dhe HIV: një qasje e re për parandalimin e transmetimit të virusit midis përdoruesve të drogës me injektim. Raport shkencor 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Hetimi dhe vëzhgimi eksperimental i kontaminimit të dokumenteve spitalore nga dezinfektimi me mikrovalë [J] Gazeta Mjekësore Kineze. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Studim paraprak i mekanizmit të inaktivizimit dhe efikasitetit të dikloroizocianatit të natriumit kundër bakteriofagut MS2. Universiteti Sichuan. 2007.
Yang Li Studim paraprak i efektit të inaktivizimit dhe mekanizmit të veprimit të o-ftalaldehidit në bakteriofagun MS2. Universiteti Sichuan. 2007.
Wu Ye, zonja Yao. Inaktivizimi i një virusi në ajër në vend nga rrezatimi me mikrovalë. Buletini i Shkencës Kineze. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronaviruset dhe polioviruset janë të ndjeshëm ndaj pulseve të shkurtra të rrezatimit të ciklotronit të brezit W. Letër për kiminë e mjedisit. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, etj. Inaktivizimi i virusit të influencës për studimet e antigjenitetit dhe analizat e rezistencës ndaj frenuesve fenotipikë të neuraminidazës. Journal of Clinical Microbiology. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, etj. Pasqyrë e sterilizimit me mikrovalë. Shkenca e mikronutrientëve të Guangdong. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Efektet biologjike jotermale të mikrovalëve në mikroorganizmat e ushqimit dhe teknologjia e sterilizimit me mikrovalë [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denatyrimi i proteinës së spikut SARS-CoV-2 pas rrezatimit atermik të mikrovalës. Raport shkencor 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, etj. Transferim efikas i energjisë rezonante strukturore nga mikrovalët në lëkundjet akustike të kufizuara në viruse. Raport shkencor 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Terapia antivirale e synuar duke përdorur terapi me rrezatim jojonizues për SARS-CoV-2 dhe përgatitje për një pandemi virale: metoda, metoda dhe shënime praktike për aplikim klinik. PLOS Një. 2021; 16 (5): e0251780.
Yang Huiming. Sterilizimi me mikrovalë dhe faktorët që ndikojnë në të. Gazeta Mjekësore Kineze. 1993; (04): 246-51.
Faqe WJ, Martin WG Mbijetesa e mikrobeve në furrat me mikrovalë. Ju mund të J Mikroorganizmave. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Trajtimi me mikrovalë ose autoklavë shkatërron infektivitetin e virusit të bronkitit infektiv dhe pneumovirusit të shpendëve, por lejon që ato të zbulohen duke përdorur reaksionin zinxhir të polimerazës së transkriptazës së kundërt. sëmundje të shpendëve. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Çrrënjosja me mikrovalë e citomegalovirusit nga qumështi i gjirit: një studim pilot. ilaç për ushqyerjen me gji. 2016; 11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, etj. Thithja e rezonancës me mikrovalë të virusit SARS-CoV-2. Raport Shkencor 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etj. Doza vdekjeprurëse UV-C (254 nm) e SARS-CoV-2. Diagnostikimi i dritës Photodyne Ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etj. Inaktivizimi i shpejtë dhe i plotë i SARS-CoV-2 nga UV-C. Raport Shkencor 2020; 10 (1): 22421.