Efektet e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat përkatës: Një përmbledhje në Gazetën e Virologjisë

Infeksionet virale patogjene janë bërë një problem i madh i shëndetit publik në të gjithë botën. Viruset mund të infektojnë të gjithë organizmat qelizorë dhe të shkaktojnë shkallë të ndryshme të dëmtimit dhe dëmtimit, duke çuar në sëmundje dhe madje edhe vdekje. Me prevalencën e viruseve shumë patogjene si sindromi i rëndë akut i frymëmarrjes koronavirus 2 (SARS-COV-2), ekziston një nevojë urgjente për të zhvilluar metoda efektive dhe të sigurta për të inaktivizuar 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 bërë një strategji e mundshme për pasivizimin e viruseve patogjene dhe po tërheqin vëmendjen në rritje. Ky artikull ofron një përmbledhje 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 joaktivizimin e viruseve patogjene, si dhe ide dhe metoda të reja për inaktivizimin e tillë.
Shumë viruse përhapen me shpejtësi, vazhdojnë për një kohë të gjatë, janë shumë patogjene dhe mund të shkaktojnë epidemi globale dhe rreziqe serioze shëndetësore. Parandalimi, zbulimi, testimi, zhdukja dhe trajtimi janë hapat kryesorë për të ndaluar përhapjen e virusit. Eleminimi i shpejtë dhe efikas i viruseve patogjene përfshin eleminimin profilaktik, mbrojtës dhe burim. Inaktivizimi i viruseve patogjene nga shkatërrimi fiziologjik për të zvogëluar infektivitetin e tyre, patogjenitetin dhe aftësinë riprodhuese është një metodë efektive e eleminimit të tyre. Metodat tradicionale, përfshirë temperaturën e lartë, kimikatet dhe rrezatimin jonizues, mund të inaktivizojnë në mënyrë efektive viruset patogjene. Sidoqoftë, këto metoda kanë ende disa kufizime. Prandaj, ekziston ende një nevojë urgjente për të zhvilluar strategji inovative për pasivizimin e viruseve patogjene.
Emetimi i valëve elektromagnetike ka avantazhet e fuqisë së lartë depërtuese, ngrohjes së shpejtë dhe uniforme, rezonancës me mikroorganizmat dhe lëshimin e 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 u demonstrua në shekullin e kaluar [4]. Vitet e fundit, përdorimi i valëve elektromagnetike për pasivizimin e viruseve patogjene ka tërhequr vëmendjen në rritje. Ky artikull diskuton efektin e valëve elektromagnetike në viruset patogjene dhe mekanizmat e tyre, të cilat mund të shërbejnë si një udhëzues i dobishëm për hulumtime themelore dhe të aplikuara.
Karakteristikat morfologjike të viruseve mund të pasqyrojnë funksione të tilla si mbijetesa dhe infektiviteti. Shtë demonstruar se valët elektromagnetike, veçanërisht frekuenca ultra e lartë (UHF) dhe frekuenca ultra e lartë (EHF) valë elektromagnetike, mund të prishin morfologjinë e viruseve.
Bakteriofage MS2 (MS2) shpesh përdoret në fusha të ndryshme kërkimore siç janë 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 minutash të rrezatimit të drejtpërdrejtë [1]. Pas hetimit të mëtutjeshëm, u vërejt edhe një ndarje në sipërfaqen e fagut MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] ekspozoi pezullime të mostrave të koronavirusit 229e (cov-229e) në valët milimetër me një frekuencë prej 95 GHz dhe një densitet të energjisë prej 70 deri 100 w/cm2 për 0.1 s. Vrima të mëdha mund të gjenden në guaskën e përafërt sferike të virusit, e cila çon në humbjen e përmbajtjes së tij. Ekspozimi ndaj valëve elektromagnetike mund të jetë shkatërruese ndaj formave virale. Sidoqoftë, ndryshimet në vetitë morfologjike, të tilla si forma, diametri dhe butësia e sipërfaqes, pas ekspozimit ndaj virusit me rrezatim elektromagnetik janë të panjohura. Prandaj, është e rëndësishme të analizoni marrëdhëniet midis tipareve morfologjike dhe çrregullimeve funksionale, të cilat mund të ofrojnë tregues të vlefshëm dhe të përshtatshëm për vlerësimin e mosveprimit 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 të përsëritjes së viruseve. Kapsidi është shtresa e jashtme e nën -njësive të proteinave të rregulluara rregullisht, skelat themelore dhe përbërësi antigjenik i grimcave virale, dhe gjithashtu mbron acidet nukleike. Shumica e viruseve kanë një strukturë zarfe të përbërë nga lipide dhe glikoproteina. Për më tepër, proteinat e zarfit përcaktojnë specifikën e receptorëve dhe shërbejnë si antigjenet kryesore që sistemi imunitar i hostit mund të njohë. Struktura e plotë siguron integritetin dhe qëndrueshmërinë gjenetike të virusit.
Hulumtimet kanë treguar që 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 mikrovalë 2450 MHz për 2 minuta dhe analizoi gjenet që kodojnë proteinën A, proteinën kapsid, proteinën e replikazës dhe proteinën e ndarjes nga elektroforeza e xhelit dhe reagimin e polimerazës së transkriptimit të kundërt. RT-PCR). Këto gjene u shkatërruan në mënyrë progresive me rritjen e densitetit të energjisë dhe madje u zhdukën në densitetin më të lartë të energjisë. Për shembull, shprehja e gjenit të proteinës A (934 bp) u ul ndjeshëm pas ekspozimit ndaj valëve elektromagnetike me një fuqi prej 119 dhe 385 W dhe u zhduk plotësisht kur dendësia e energjisë u rrit në 700 W. Këto të dhëna tregojnë se valët elektromagnetike mund, munden, Në varësi të dozës, shkatërroni 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 indirekt termik në ndërmjetësuesit dhe efektin e tyre indirekt në sintezën e proteinave për shkak të shkatërrimit të acideve nukleike [1, 3, 8, 9]. Sidoqoftë, 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 siç janë proteinat kapside, proteinat e zarfit ose proteinat e pikave të viruseve patogjene ende kërkon studim të mëtejshëm. 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 bashkëveprojnë 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 UHF dhe mikrovalë mund të shkatërrojnë predhat e viruseve që shkaktojnë sëmundje. Siç u përmend më lart, vrimat e dallueshme mund të zbulohen në zarfin viral të Coronavirus 229e pas 0,1 ekspozimit të dytë në valën e milimetrit 95 GHz në një densitet të fuqisë prej 70 deri 100 W/cm2 [8]. Efekti i transferimit të energjisë rezonante të valëve elektromagnetike mund të shkaktojë stres të mjaftueshëm për të shkatërruar strukturën e zarfit të virusit. Për viruset e mbështjellura, pas këputjes së zarfit, infektivitetit ose ndonjë aktiviteti zakonisht zvogëlohet ose humbet plotësisht [13, 14]. Yang [13] ekspozoi virusin e gripit H3N2 (H3N2) dhe virusin e gripit 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 patogjene të ekspozuara ndaj valëve elektromagnetike dhe një model të fragmentuar të ngrirë dhe menjëherë shkrirë 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 zarfit shkatërrohet pas ekspozimit ndaj rrezatimit të mikrovalës.
Aktiviteti i një virusi mund të karakterizohet nga aftësia e tij për të infektuar, përsëritur dhe transkriptuar. Infektiviteti ose aktiviteti viral zakonisht vlerësohet duke matur titrat viralë duke përdorur analizat e pllakave, dozën mesatare të kulturës së indeve (TCID50), ose aktivitetin e gjenit të reporterit Luciferase. Por ai gjithashtu mund të vlerësohet drejtpërdrejt duke izoluar virusin e gjallë ose duke analizuar antigjenin viral, densitetin e grimcave virale, mbijetesën e virusit, etj.
Shtë raportuar se valët elektromagnetike UHF, SHF dhe EHF mund të çaktivizojnë drejtpërdrejt aerosolet virale ose viruset e lindura nga uji. Wu [1] Aerosol i ekspozuar i bakteriofagut MS2 i gjeneruar nga një nebulizator laborator në valët elektromagnetike me një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 700 W për 1.7 min, ndërsa shkalla e mbijetesës së bakteriofagut MS2 ishte vetëm 8.66%. Ngjashëm me aerosolin viral MS2, 91.3% e MS2 ujore u inaktivua brenda 1.5 minutave 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 energjisë dhe kohën e ekspozimit. Sidoqoftë, kur efikasiteti i çaktivizimit arrin vlerën e tij maksimale, efikasiteti i çaktivizimit nuk mund të përmirësohet duke rritur kohën e ekspozimit ose duke rritur dendësinë e energjisë. Për shembull, virusi MS2 kishte një normë minimale të mbijetesës prej 2.65% në 4.37% pas ekspozimit ndaj 2450 MHz dhe 700 W valë elektromagnetike, 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 imunitetit të njeriut tip 1 (HIV-1) me valët elektromagnetike në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 360 W. Ata zbuluan se titujt e virusit ranë ndjeshëm Pas 3 minutash ekspozimi, duke treguar që rrezatimi elektromagnetik i valës është efektiv kundër infektivitetit HCV dhe HIV-1 dhe ndihmon në parandalimin transmetimi i virusit edhe kur ekspozohen së bashku. Kur rrezaton 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, pa ndryshim në titrin e virusit, të përcaktuara nga aktiviteti i reporterit të 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, i cili besohet se ka të bëjë me fuqinë e rrezatimit të valës elektromagnetike dhe kohën e ekspozimit kritik të temperaturës.
Kaczmarczyk [8] për herë të parë demonstroi vdekshmërinë e valëve elektromagnetike EHF kundër viruseve patogjene me ujë në vitin 2021. Ata ekspozuan mostra të koronavirusit 229e ose polivirus (PV) në valët elektromagnetike në një frekuencë prej 95 GHz dhe një densitet të energjisë prej 70 deri në 100 w/cm2 për 2 sekonda. Efikasiteti i inaktivimit të dy viruseve patogjene ishte përkatësisht 99.98% dhe 99.375%. që tregon se valët elektromagnetike EHF kanë perspektivë të gjerë të aplikimit në fushën e mosaktivizimit të virusit.
Efektiviteti i joaktivizimit UHF të viruseve është vlerësuar gjithashtu në media të ndryshme siç është qumështi i gjirit dhe disa materiale që përdoren zakonisht në shtëpi. Studiuesit ekspozuan maska ​​anestezi të kontaminuara me adenovirus (Adv), polivirus tip 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dhe rinovirus (RHV) në rrezatimin elektromagnetik në një frekuencë prej 2450 MHz dhe një fuqi prej 720 vat. 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 joaktivizimin e plotë të të gjitha viruseve pas 4 minutash të ekspozimit [15, 16]. Elhafi [17] i ekspozuar drejtpërdrejt shtupa të infektuara 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 mikrovalë. humbin 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 akoma nga RT-PCR. Ben-Shoshan [18] ekspozuar drejtpërdrejt 2450 MHz, 750 W valë elektromagnetike në 15 Citomegalovirus (CMV) Mostra pozitive të qumështit të gjirit për 30 sekonda. Zbulimi i antigjenit nga shell-vial tregoi joaktivizim të plotë të CMV. Sidoqoftë, në 500 W, 2 nga 15 mostra nuk arritën pasivizim të plotë, gjë që tregon një lidhje pozitive midis efikasitetit të inaktivimit dhe fuqisë së valëve elektromagnetike.
Vlen gjithashtu të përmendet se Yang [13] parashikoi frekuencën rezonante midis valëve elektromagnetike dhe viruseve bazuar në modelet e vendosura fizike. Një pezullim i grimcave të virusit H3N2 me një densitet prej 7,5 × 1014 M-3, të prodhuar nga qelizat e veshkave të qenve të ndjeshëm ndaj virusit Madin Darby (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 mosaktivizimit të virusit H3N2 arrin 100%. Sidoqoftë, në një prag teorik prej 82 W/m2, vetëm 38% e virusit H3N2 u inaktivua, duke sugjeruar që efikasiteti i mosveprimit të virusit të ndërmjetësuar nga EM është i lidhur ngushtë me densitetin e energjisë. Bazuar në këtë studim, Barbora [14] llogariti gamën 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 të energjisë prej 14.5 ± 1 w/m2 për afro 15 minuta do të rezultojë në 100% çaktivizimi. 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 aerosole dhe pezullime, si dhe në aktivitetin e viruseve në sipërfaqe. Wasshtë zbuluar se efektiviteti i inaktivizimit është i lidhur ngushtë me shpeshtësinë dhe fuqinë e valëve elektromagnetike dhe mediumin e përdorur për rritjen e virusit. Për më tepër, frekuencat elektromagnetike bazuar 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 përqendruar 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 inaktivizojnë viruset janë të lidhura ngushtë me llojin e virusit, shpeshtësinë dhe fuqinë e valëve elektromagnetike, dhe mjedisin e rritjes së virusit, por mbeten kryesisht të pashpjeguara. Hulumtimet e fundit janë përqendruar në mekanizmat e transferimit të energjisë rezonante termike, athermale dhe strukturore.
Efekti termik kuptohet si një rritje e temperaturës së shkaktuar nga rotacioni me shpejtësi të lartë, përplasja dhe fërkimi i molekulave polare në inde nën ndikimin e valëve elektromagnetike. Për shkak të kësaj prone, valët elektromagnetike mund të rrisin temperaturën e virusit mbi pragun e tolerancës fiziologjike, duke shkaktuar vdekjen e virusit. Sidoqoftë, viruset përmbajnë pak molekula polare, gjë që sugjeron që efektet termike të drejtpërdrejta në viruse janë të rralla [1]. Përkundrazi, ka shumë më shumë molekula polare në medium dhe 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 transferohet më pas në virus për të ngritur temperaturën e tij. Kur tejkalohet pragu i tolerancës, shkatërrohen acidet nukleike dhe proteinat, gjë që përfundimisht zvogëlon infektivitetin dhe madje edhe çaktivizon virusin.
Disa grupe kanë raportuar se valët elektromagnetike mund të zvogëlojnë infektivitetin e viruseve përmes ekspozimit termik [1, 3, 8]. KACZMARCZYK [8] Pezullimet e ekspozuara të koronavirusit 229e ndaj valëve elektromagnetike në një frekuencë prej 95 GHz me një densitet të energjisë prej 70 deri 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 zvogëlimin e aktivitetit të virusit. Këto efekte termike mund të shpjegohen me veprimin e valëve elektromagnetike në molekulat e ujit përreth. SIDDHARTA [3] i rrezatuar pezullimet e 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 prej 90 W dhe 180 W, 360 W, 600 W dhe 800 TUE me një rritje të temperaturës së kulturës së qelizave E mesme nga 26 ° C në 92 ° C, rrezatimi elektromagnetik uli infektivitetin e virusit ose inaktivizoi plotësisht virusin. Por HCV ishte e ekspozuar ndaj valëve elektromagnetike për një kohë të shkurtër në fuqi të ulët (90 ose 180 W, 3 minuta) ose fuqi më të lartë (600 ose 800 W, 1 minutë), ndërsa nuk kishte një rritje të konsiderueshme 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 kryesor 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 UV-C dhe ngrohja konvencionale [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Përveç efekteve termike, valët elektromagnetike gjithashtu mund të ndryshojnë polaritetin e molekulave siç janë proteinat mikrobike dhe acidet nukleike, duke bërë që molekulat të rrotullohen dhe dridhen, duke rezultuar në zvogëlimin e qëndrueshmërisë ose madje edhe vdekjes [10]. Besohet se ndërrimi i shpejtë i polaritetit të valëve elektromagnetike shkakton polarizimin e proteinave, i cili çon në gjarpërim dhe lakim të strukturës së proteinave dhe, në fund të fundit, në denaturimin e proteinave [11].
Efekti jo -termal i valëve elektromagnetike në joaktivizimin 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 zarfit të virusit MS2 dhe të shkatërrojnë acidin nukleik të virusit. Për më tepër, 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 athermike mund të luajnë një rol kryesor në inaktivizimin e virusit elektromagnetik të ndërmjetësuar nga vala [1].
Fenomeni i rezonancës i referohet tendencës së një sistemi fizik për të thithur më shumë energji nga mjedisi i tij në frekuencën e tij natyrore dhe gjatësinë e valës. Rezonanca ndodh në shumë vende në natyrë. Dihet që viruset rezonojnë me mikrovalë me të njëjtën frekuencë në një modalitet të kufizuar dipole akustike, një fenomen rezonance [2, 13, 26]. Mënyrat rezonante të ndërveprimit midis një valë elektromagnetike dhe një virusi po tërheqin gjithnjë e më shumë vëmendje. Efekti i transferimit të energjisë me rezonancë strukturore efikase (SRET) nga valët elektromagnetike në lëkundjet akustike të mbyllura (CAV) në viruse mund të çojë në këputje të membranës virale për shkak të kundërshtimit të dridhjeve thelbësore-kapsid. Për më tepër, efektiviteti i përgjithshëm i SRET lidhet me natyrën e mjedisit, ku madhësia dhe pH i grimcës virale përcaktojnë frekuencën rezonante dhe thithjen e energjisë, përkatësisht [2, 13, 19].
Efekti i rezonancës fizike të valëve elektromagnetike luan një rol kryesor në joaktivizimin e viruseve të mbështjellura, të cilat janë të rrethuara nga një membranë bilayer të ngulitur në proteina virale. Studiuesit zbuluan se çaktivizimi i H3N2 nga valët elektromagnetike me një frekuencë prej 6 GHz dhe një densitet të energjisë prej 486 W/m² ishte shkaktuar kryesisht nga këputja fizike e guaskës për shkak të efektit rezonancë [13]. Temperatura e pezullimit H3N2 u rrit me vetëm 7 ° C pas 15 minutave të ekspozimit, megjithatë, për inaktivizimin e virusit njerëzor H3N2 me ngrohje termike, kërkohet një temperaturë mbi 55 ° C [9]. Fenomene të ngjashme janë vërejtur për viruse të tilla si SARS-COV-2 dhe H3N1 [13, 14]. Përveç kësaj, joaktivizimi i viruseve nga valët elektromagnetike nuk çon në degradimin e gjenomave të ARN -së virale [1,13,14]. Kështu, pasivizimi i virusit H3N2 u promovua nga rezonanca fizike sesa nga ekspozimi termik [13].
Në krahasim me efektin termik të valëve elektromagnetike, pasivizimi i viruseve nga rezonanca fizike kërkon parametra me dozë më të ulët, të cilat janë nën standardet e sigurisë së mikrovalës të vendosura nga Instituti i Inxhinierëve Elektrikë dhe Elektronikë (IEEE) [2, 13]. Frekuenca rezonante dhe doza e energjisë varen nga vetitë fizike të virusit, siç janë madhësia e grimcave dhe elasticiteti, dhe të gjitha viruset brenda frekuencës rezonante mund të synohen në mënyrë efektive për pasivizim. Për shkak të shkallës së lartë të depërtimit, mungesa e rrezatimit jonizues dhe siguria e mirë, joaktivizimi i virusit të ndërmjetësuar nga efekti atherm i CPET është premtuese 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], që është një përparim 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 njihen frekuenca rezonante e një virioni të veçantë dhe valëve elektromagnetike, të gjitha viruset brenda intervalit të frekuencës rezonante të plagës mund të synohen, të cilat nuk mund të arrihen me metodat tradicionale të mosaktivizimit të virusit [13,14,26]. Inaktivizimi elektromagnetik i viruseve është një hulumtim premtues me hulumtime të mëdha dhe vlerë dhe potencial të aplikuar.
Krahasuar me teknologjinë tradicionale të vrasjes së virusit, valët elektromagnetike kanë karakteristikat e mbrojtjes së thjeshtë, efektive, praktike të mjedisit kur vrasin viruse për shkak të vetive të tij unike fizike [2, 13]. Sidoqoftë, shumë probleme mbeten. 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 shpalosur [10, 27]. Mikrovalët, përfshirë valët e milimetrit, 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 vetëm viruset sferike dhe në formë shufra janë studiuar [2]. Përveç kësaj, grimcat e virusit janë të vogla, pa qelizë, mutatojnë lehtë dhe përhapen me shpejtësi, gjë që mund të parandalojë joaktivizimin e virusit. Teknologjia e valës elektromagnetike ende duhet të përmirësohet për të kapërcyer pengesën e viruseve patogjene joaktive. Më në fund, thithja e lartë e energjisë rrezatuese nga molekulat polare në medium, siç janë molekulat e ujit, rezulton në humbje të energjisë. Për më tepër, efektiviteti i SRET mund të preket 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 valët elektromagnetike duhet të përmirësohet më tej. Hulumtimi themelor shkencor duhet të ketë për qëllim sqarimin e mekanizmit të inaktivizimit të virusit nga valët elektromagnetike. Për shembull, mekanizmi i përdorimit të energjisë së viruseve kur ekspozohet ndaj valëve elektromagnetike, mekanizmi i hollësishëm i veprimit jo-termik 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 përqendrohet në mënyrën e parandalimit të thithjes së tepërt të 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 pasivizimin e viruseve patogjene. Teknologjia e valës elektromagnetike ka avantazhet e ndotjes së ulët, kosto të ulët dhe efikasitetit të lartë të inaktivimit të virusit patogjen, i cili mund të kapërcejë kufizimet e teknologjisë tradicionale të anti-virusit. Sidoqoftë, kërkime të mëtejshme janë të nevojshme për të përcaktuar parametrat e teknologjisë së valës elektromagnetike dhe për të sqaruar mekanizmin e inaktivizimit të virusit.
Një dozë e caktuar e rrezatimit të valës elektromagnetike mund të shkatërrojë strukturën dhe aktivitetin e shumë viruseve patogjene. Efikasiteti i joaktivizimit të virusit është i lidhur ngushtë me frekuencën, densitetin e energjisë dhe kohën e ekspozimit. Për më tepër, mekanizmat e mundshëm përfshijnë efektet e rezonancës termike, athermale dhe strukturore të transferimit të energjisë. Krahasuar me teknologjitë tradicionale antivirale, inaktivizimi i virusit elektromagnetik të bazuar në valë ka avantazhet e thjeshtësisë, efikasitetit të lartë dhe ndotjes së ulët. Prandaj, inaktivizimi i virusit elektromagnetik të ndërmjetësuar nga vala është bërë një teknikë antivirale premtuese për aplikimet e ardhshme.
U yu. Ndikimi i rrezatimit me mikrovalë dhe plazma e ftohtë në aktivitetin e bioerosolit dhe mekanizmat e lidhur. Universiteti Peking. Viti 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Bashkimi i dipolit rezonant i mikrovalëve dhe lëkundjeve të kufizuara akustike në baculoviruse. Raporti Shkencor 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Inaktivizimi i mikrovalës i HCV dhe HIV: Një qasje e re për të parandaluar transmetimin e virusit midis përdoruesve injektues të drogës. Raporti Shkencor 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Hetimi dhe vëzhgimi eksperimental i ndotjes së dokumenteve spitalore me dezinfektim të mikrovalës [J] Revista Mjekësore Kineze. 1987; 4: 221-2.
Sun Wei Studimi paraprak i mekanizmit të inaktivimit dhe efikasitetit të dikloroisocyanate natriumi kundër bakteriofagut MS2. Universiteti Sichuan. 2007.
Studimi paraprak i Yang Li i efektit të inaktivizimit dhe mekanizmit të veprimit të O-ftalaldehidit në bakteriofag MS2. Universiteti Sichuan. 2007.
Wu Ye, Znj. Yao. Inaktivizimi i një virusi të ajrit në vend nga rrezatimi me mikrovalë. Buletini i Shkencave Kineze. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronaviruset dhe poliviruset janë të ndjeshme ndaj pulseve të shkurtra të rrezatimit ciklotron W-band. Letër mbi kiminë mjedisore. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inaktivizimi i virusit të gripit për studimet e antigjenit dhe analizat e rezistencës ndaj frenuesve fenotipikë të neuraminidazës. Gazeta e Mikrobiologjisë Klinike. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Pasqyrë e sterilizimit të mikrovalës. Shkencë mikronutriente Guangdong. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Efektet biologjike jo -termale të mikrovalëve në mikroorganizmat e ushqimit dhe teknologjinë e sterilizimit të mikrovalës [Universiteti i Kombëtares së JJ Jugperëndimore (Edicioni i Shkencave Natyrore). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2 denaturimi i proteinave spike mbi rrezatimin e mikrovalës Athermike. Raporti Shkencor 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Transferimi i efektshëm i energjisë rezonante strukturore nga mikrovalët në lëkundje të kufizuara akustike në viruse. Raporti Shkencor 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Terapia antivirale e synuar duke përdorur terapi rrezatimi jo-jonizues për SARS-COV-2 dhe përgatitjen për një pandemi virale: metodat, metodat dhe shënimet e praktikës për aplikimin klinik. PLOS ONE. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Sterilizimi i mikrovalës dhe faktorët që ndikojnë në të. Revista Mjekësore Kineze. 1993; (04): 246-51.
Faqe WJ, MARTIN WG Mbijetesa e mikrobeve në furrat me mikrovalë. Ju mund të J Mikroorganizmat. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrovalë ose trajtim autoklave shkatërron infektivitetin e virusit infektiv të bronkitit dhe pneumovirusit të shpendëve, por lejon që ato të zbulohen duke përdorur reaksionin e zinxhirit të polimerazës së transkriptazës së kundërt. Sëmundja e shpendëve. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrovalë Zhdukja e citomegalovirusit nga qumështi i gjirit: një studim pilot. Mjekësia e ushqyerjes me gji. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Thithja e rezonancës me mikrovalë të virusit SARS-COV-2. Raporti Shkencor 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etj. UV-C (254 nm) Doza vdekjeprurëse e SARS-COV-2. Diagnostika e 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. Raporti Shkencor 2020; 10 (1): 22421.