Patogena virusinfektioner har blivit ett stort folkhälsoproblem världen över. Virus kan infektera alla cellulära organismer och orsaka varierande grad av skador och skador, vilket leder till sjukdom och till och med dödsfall. Med förekomsten av högpatogena virus, såsom allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), finns det ett akut behov av att utveckla effektiva och säkra metoder för att inaktivera patogena virus. Traditionella metoder för att inaktivera patogena virus är praktiska men har vissa begränsningar. Med egenskaperna hög penetrationskraft, fysisk resonans och ingen förorening har elektromagnetiska vågor blivit en potentiell strategi för inaktivering av patogena virus och drar till sig allt större uppmärksamhet. Denna artikel ger en översikt över nya publikationer om elektromagnetiska vågors inverkan på patogena virus och deras mekanismer, samt utsikterna för användning av elektromagnetiska vågor för inaktivering av patogena virus, samt nya idéer och metoder för sådan inaktivering.
Många virus sprids snabbt, kvarstår länge, är högpatogena och kan orsaka globala epidemier och allvarliga hälsorisker. Förebyggande, upptäckt, testning, utrotning och behandling är viktiga steg för att stoppa virusets spridning. Snabb och effektiv eliminering av patogena virus inkluderar profylaktisk, skyddande och källaliminering. Inaktivering av patogena virus genom fysiologisk destruktion för att minska deras smittsamhet, patogenicitet och reproduktionsförmåga är en effektiv metod för att eliminera dem. Traditionella metoder, inklusive hög temperatur, kemikalier och joniserande strålning, kan effektivt inaktivera patogena virus. Dessa metoder har dock fortfarande vissa begränsningar. Därför finns det fortfarande ett akut behov av att utveckla innovativa strategier för inaktivering av patogena virus.
Utsläpp av elektromagnetiska vågor har fördelarna med hög penetrationskraft, snabb och jämn uppvärmning, resonans med mikroorganismer och plasmafrisättning, och förväntas bli en praktisk metod för att inaktivera patogena virus [1,2,3]. Elektromagnetiska vågors förmåga att inaktivera patogena virus demonstrerades under förra seklet [4]. Under senare år har användningen av elektromagnetiska vågor för inaktivering av patogena virus fått allt större uppmärksamhet. Denna artikel diskuterar effekten av elektromagnetiska vågor på patogena virus och deras mekanismer, vilket kan tjäna som en användbar guide för grundläggande och tillämpad forskning.
Virusens morfologiska egenskaper kan återspegla funktioner som överlevnad och infektionsförmåga. Det har visats att elektromagnetiska vågor, särskilt ultrahögfrekventa (UHF) och ultrahögfrekventa (EHF) elektromagnetiska vågor, kan störa virusens morfologi.
Bakteriofag MS2 (MS2) används ofta inom olika forskningsområden såsom desinfektionsutvärdering, kinetisk modellering (vattenhaltig) och biologisk karakterisering av virusmolekyler [5, 6]. Wu fann att mikrovågor vid 2450 MHz och 700 W orsakade aggregering och signifikant krympning av MS2-akvatiska fager efter 1 minuts direkt bestrålning [1]. Efter ytterligare undersökning observerades även ett brott i ytan av MS2-fagen [7]. Kaczmarczyk [8] exponerade suspensioner av prover av coronavirus 229E (CoV-229E) för millimetervågor med en frekvens på 95 GHz och en effekttäthet på 70 till 100 W/cm2 i 0,1 s. Stora hål kan hittas i virusets grova sfäriska skal, vilket leder till förlust av dess innehåll. Exponering för elektromagnetiska vågor kan vara destruktivt för virusformer. Förändringar i morfologiska egenskaper, såsom form, diameter och ytjämnhet, efter exponering för viruset med elektromagnetisk strålning är dock okända. Därför är det viktigt att analysera sambandet mellan morfologiska egenskaper och funktionella störningar, vilket kan ge värdefulla och praktiska indikatorer för att bedöma virusinaktivering [1].
Virusstrukturen består vanligtvis av en intern nukleinsyra (RNA eller DNA) och en extern kapsid. Nukleinsyror bestämmer virusens genetiska egenskaper och replikationsegenskaper. Kapsiden är det yttre lagret av regelbundet arrangerade proteinsubenheter, den grundläggande byggnadsställningen och antigenkomponenten i viruspartiklar, och skyddar även nukleinsyror. De flesta virus har en höljesstruktur som består av lipider och glykoproteiner. Dessutom bestämmer höljesproteinerna receptorernas specificitet och fungerar som de huvudsakliga antigener som värdens immunsystem kan känna igen. Den kompletta strukturen säkerställer virusets integritet och genetiska stabilitet.
Forskning har visat att elektromagnetiska vågor, särskilt UHF-elektromagnetiska vågor, kan skada RNA hos sjukdomsframkallande virus. Wu [1] exponerade MS2-virusets vattenmiljö direkt för 2450 MHz mikrovågor i 2 minuter och analyserade generna som kodar för protein A, kapsidprotein, replikasprotein och klyvningsprotein med hjälp av gelelektrofores och omvänd transkriptionspolymeraskedjereaktion (RT-PCR). Dessa gener förstördes successivt med ökande effekttäthet och försvann till och med vid den högsta effekttätheten. Till exempel minskade uttrycket av protein A-genen (934 bp) signifikant efter exponering för elektromagnetiska vågor med en effekt på 119 och 385 W och försvann helt när effekttätheten ökades till 700 W. Dessa data indikerar att elektromagnetiska vågor, beroende på dosen, kan förstöra strukturen hos virusens nukleinsyror.
Nyligen genomförda studier har visat att effekten av elektromagnetiska vågor på patogena virusproteiner huvudsakligen baseras på deras indirekta termiska effekt på mediatorer och deras indirekta effekt på proteinsyntes på grund av förstörelsen av nukleinsyror [1, 3, 8, 9]. Emellertid kan atermiska effekter också förändra polariteten eller strukturen hos virusproteiner [1, 10, 11]. Den direkta effekten av elektromagnetiska vågor på grundläggande strukturella/icke-strukturella proteiner såsom kapsidproteiner, höljesproteiner eller spikproteiner hos patogena virus kräver ytterligare studier. Det har nyligen föreslagits att 2 minuters elektromagnetisk strålning vid en frekvens av 2,45 GHz med en effekt på 700 W kan interagera med olika fraktioner av proteinladdningar genom bildandet av heta punkter och oscillerande elektriska fält genom rent elektromagnetiska effekter [12].
Höljet hos ett patogent virus är nära relaterat till dess förmåga att infektera eller orsaka sjukdom. Flera studier har rapporterat att UHF- och mikrovågselektromagnetiska vågor kan förstöra skalen hos sjukdomsframkallande virus. Som nämnts ovan kan tydliga hål detekteras i virushöljet hos coronavirus 229E efter 0,1 sekunders exponering för 95 GHz millimetervågen vid en effekttäthet på 70 till 100 W/cm2 [8]. Effekten av resonant energiöverföring av elektromagnetiska vågor kan orsaka tillräckligt med stress för att förstöra virushöljets struktur. För höljeförsedda virus minskar eller försvinner vanligtvis infektionsförmågan eller viss aktivitet helt efter att höljet har bristit [13, 14]. Yang [13] exponerade influensaviruset H3N2 (H3N2) och influensaviruset H1N1 (H1N1) för mikrovågor vid 8,35 GHz, 320 W/m² respektive 7 GHz, 308 W/m² i 15 minuter. För att jämföra RNA-signalerna från patogena virus exponerade för elektromagnetiska vågor och en fragmenterad modell fryst och omedelbart upptinad i flytande kväve under flera cykler, utfördes RT-PCR. Resultaten visade att RNA-signalerna från de två modellerna är mycket överensstämmande. Dessa resultat indikerar att virusets fysiska struktur är störd och höljesstrukturen är förstörd efter exponering för mikrovågsstrålning.
Aktiviteten hos ett virus kan karakteriseras av dess förmåga att infektera, replikera och transkribera. Viral infektivitet eller aktivitet bedöms vanligtvis genom att mäta virala titrar med hjälp av plackanalyser, medianinfektiv dos från vävnadskultur (TCID50) eller luciferasreportergenaktivitet. Men det kan också bedömas direkt genom att isolera levande virus eller genom att analysera viralt antigen, viral partikeldensitet, virusöverlevnad etc.
Det har rapporterats att UHF-, SHF- och EHF-elektromagnetiska vågor direkt kan inaktivera virala aerosoler eller vattenburna virus. Wu [1] exponerade MS2-bakteriofagaerosol genererad av en laboratorienebulisator för elektromagnetiska vågor med en frekvens på 2450 MHz och en effekt på 700 W i 1,7 minuter, medan MS2-bakteriofagöverlevnaden endast var 8,66 %. I likhet med MS2-virusaerosol inaktiverades 91,3 % av vattenhaltig MS2 inom 1,5 minuter efter exponering för samma dos elektromagnetiska vågor. Dessutom var den elektromagnetiska strålningens förmåga att inaktivera MS2-viruset positivt korrelerad med effekttäthet och exponeringstid. Men när deaktiveringseffektiviteten når sitt maximala värde kan deaktiveringseffektiviteten inte förbättras genom att öka exponeringstiden eller öka effekttätheten. Till exempel hade MS2-viruset en minimal överlevnadsgrad på 2,65 % till 4,37 % efter exponering för 2450 MHz och 700 W elektromagnetiska vågor, och inga signifikanta förändringar observerades med ökande exponeringstid. Siddharta [3] bestrålade en cellkultursuspension innehållande hepatit C-virus (HCV)/humant immunbristvirus typ 1 (HIV-1) med elektromagnetiska vågor vid en frekvens på 2450 MHz och en effekt på 360 W. De fann att virustitrarna sjönk signifikant efter 3 minuters exponering, vilket indikerar att elektromagnetisk vågstrålning är effektiv mot HCV- och HIV-1-infektion och hjälper till att förhindra överföring av viruset även vid samtidig exponering. Vid bestrålning av HCV-cellkulturer och HIV-1-suspensioner med lågeffekts elektromagnetiska vågor med en frekvens på 2450 MHz, 90 W eller 180 W observerades ingen förändring i virustitern, bestämd av luciferasreporteraktiviteten, och en signifikant förändring i virusinfektionsförmågan. Vid 600 och 800 W i 1 minut minskade inte infektionsförmågan hos båda virusen signifikant, vilket tros vara relaterat till effekten av den elektromagnetiska vågstrålningen och tiden för kritisk temperaturexponering.
Kaczmarczyk [8] demonstrerade först dödligheten hos EHF-elektromagnetiska vågor mot vattenburna patogena virus år 2021. De exponerade prover av coronavirus 229E eller poliovirus (PV) för elektromagnetiska vågor med en frekvens på 95 GHz och en effekttäthet på 70 till 100 W/cm2 i 2 sekunder. Inaktiveringseffektiviteten för de två patogena virusen var 99,98 % respektive 99,375 %. vilket indikerar att EHF-elektromagnetiska vågor har breda tillämpningsmöjligheter inom virusinaktivering.
Effektiviteten av UHF-inaktivering av virus har också utvärderats i olika medier såsom bröstmjölk och vissa material som vanligtvis används i hemmet. Forskarna exponerade anestesimasker kontaminerade med adenovirus (ADV), poliovirus typ 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) och rhinovirus (RHV) för elektromagnetisk strålning med en frekvens på 2450 MHz och en effekt på 720 watt. De rapporterade att tester för ADV- och PV-1-antigener blev negativa, och HV-1-, PIV-3- och RHV-titrar sjönk till noll, vilket indikerar fullständig inaktivering av alla virus efter 4 minuters exponering [15, 16]. Elhafi [17] exponerade direkt prover infekterade med aviär infektiös bronkitvirus (IBV), aviär pneumovirus (APV), Newcastlesjukevirus (NDV) och aviär influensavirus (AIV) för en mikrovågsugn på 2450 MHz och 900 W, vilket ledde till att proverna förlorade sin smittsamhet. Bland dessa detekterades även APV och IBV i kulturer av luftstrupsorgan erhållna från kycklingembryon av den 5:e generationen. Även om viruset inte kunde isoleras, detekterades den virala nukleinsyran ändå med RT-PCR. Ben-Shoshan [18] exponerade direkt 2450 MHz, 750 W elektromagnetiska vågor för 15 cytomegalovirus (CMV)-positiva bröstmjölksprover i 30 sekunder. Antigendetektion med Shell-Vial visade fullständig inaktivering av CMV. Vid 500 W uppnådde dock 2 av 15 prover inte fullständig inaktivering, vilket indikerar en positiv korrelation mellan inaktiveringseffektiviteten och de elektromagnetiska vågornas effekt.
Det är också värt att notera att Yang [13] förutspådde resonansfrekvensen mellan elektromagnetiska vågor och virus baserat på etablerade fysikaliska modeller. En suspension av H3N2-viruspartiklar med en densitet på 7,5 × 1014 m-3, producerad av viruskänsliga Madin Darby-hundnjurceller (MDCK), exponerades direkt för elektromagnetiska vågor med en frekvens på 8 GHz och en effekt på 820 W/m² i 15 minuter. Inaktiveringsnivån av H3N2-viruset når 100 %. Vid en teoretisk tröskel på 82 W/m² inaktiverades dock endast 38 % av H3N2-viruset, vilket tyder på att effektiviteten hos EM-medierad virusinaktivering är nära relaterad till effekttätheten. Baserat på denna studie beräknade Barbora [14] resonansfrekvensområdet (8,5–20 GHz) mellan elektromagnetiska vågor och SARS-CoV-2 och drog slutsatsen att 7,5 × 1014 m⁻³ av SARS-CoV-2 exponerad för elektromagnetiska vågor. En våg med en frekvens på 10–17 GHz och en effekttäthet på 14,5 ± 1 W/m⁻¹ i cirka 15 minuter kommer att resultera i 100 % deaktivering. En nyligen genomförd studie av Wang [19] visade att resonansfrekvenserna för SARS-CoV-2 är 4 och 7,5 GHz, vilket bekräftar förekomsten av resonansfrekvenser oberoende av virustiter.
Sammanfattningsvis kan vi säga att elektromagnetiska vågor kan påverka aerosoler och suspensioner, såväl som virusens aktivitet på ytor. Det konstaterades att inaktiveringens effektivitet är nära relaterad till frekvensen och styrkan hos elektromagnetiska vågor och det medium som används för virusets tillväxt. Dessutom är elektromagnetiska frekvenser baserade på fysiska resonanser mycket viktiga för virusinaktivering [2, 13]. Hittills har effekten av elektromagnetiska vågor på aktiviteten hos patogena virus huvudsakligen fokuserat på att förändra infektionsförmågan. På grund av den komplexa mekanismen har flera studier rapporterat effekten av elektromagnetiska vågor på replikation och transkription av patogena virus.
Mekanismerna genom vilka elektromagnetiska vågor inaktiverar virus är nära besläktade med virustypen, frekvensen och styrkan hos elektromagnetiska vågor, samt virusets tillväxtmiljö, men är fortfarande till stor del outforskade. Ny forskning har fokuserat på mekanismerna för termisk, atermisk och strukturell resonant energiöverföring.
Termisk effekt förstås som en temperaturökning orsakad av höghastighetsrotation, kollision och friktion av polära molekyler i vävnader under påverkan av elektromagnetiska vågor. På grund av denna egenskap kan elektromagnetiska vågor höja virusets temperatur över tröskeln för fysiologisk tolerans, vilket orsakar virusets död. Virus innehåller dock få polära molekyler, vilket tyder på att direkta termiska effekter på virus är sällsynta [1]. Tvärtom finns det många fler polära molekyler i mediet och miljön, såsom vattenmolekyler, som rör sig i enlighet med det alternerande elektriska fältet som exciteras av elektromagnetiska vågor och genererar värme genom friktion. Värmen överförs sedan till viruset för att höja dess temperatur. När toleranströskeln överskrids förstörs nukleinsyror och proteiner, vilket i slutändan minskar infektionsförmågan och till och med inaktiverar viruset.
Flera grupper har rapporterat att elektromagnetiska vågor kan minska virusens infektionsförmåga genom termisk exponering [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] exponerade suspensioner av coronavirus 229E för elektromagnetiska vågor med en frekvens på 95 GHz med en effekttäthet på 70 till 100 W/cm² i 0,2–0,7 s. Resultaten visade att en temperaturökning på 100 °C under denna process bidrog till att virusets morfologi förstördes och virusaktiviteten minskade. Dessa termiska effekter kan förklaras av elektromagnetiska vågors verkan på de omgivande vattenmolekylerna. Siddharta [3] bestrålade HCV-innehållande cellkultursuspensioner av olika genotyper, inklusive GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a och GT7a, med elektromagnetiska vågor vid en frekvens av 2450 MHz och en effekt av 90 W och 180 W, 360 W, 600 W och 800 Ti. Med en ökning av temperaturen i cellodlingsmediet från 26°C till 92°C minskade elektromagnetisk strålning virusets infektionsförmåga eller inaktiverade viruset helt. Men HCV exponerades för elektromagnetiska vågor under en kort tid vid låg effekt (90 eller 180 W, 3 minuter) eller högre effekt (600 eller 800 W, 1 minut), medan det inte skedde någon signifikant temperaturökning och ingen signifikant förändring i virusets infektionsförmåga eller aktivitet observerades.
Ovanstående resultat indikerar att den termiska effekten av elektromagnetiska vågor är en nyckelfaktor som påverkar infektionsförmågan eller aktiviteten hos patogena virus. Dessutom har ett flertal studier visat att den termiska effekten av elektromagnetisk strålning inaktiverar patogena virus mer effektivt än UV-C och konventionell uppvärmning [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Förutom termiska effekter kan elektromagnetiska vågor också förändra polariteten hos molekyler som mikrobiella proteiner och nukleinsyror, vilket får molekylerna att rotera och vibrera, vilket resulterar i minskad livskraft eller till och med död [10]. Man tror att den snabba polaritetsväxlingen hos elektromagnetiska vågor orsakar proteinpolarisering, vilket leder till vridning och krökning av proteinstrukturen och i slutändan till proteindenaturering [11].
Den icke-termiska effekten av elektromagnetiska vågor på virusinaktivering är fortfarande kontroversiell, men de flesta studier har visat positiva resultat [1, 25]. Som vi nämnde ovan kan elektromagnetiska vågor direkt penetrera höljesproteinet hos MS2-viruset och förstöra virusets nukleinsyra. Dessutom är MS2-virusaerosoler mycket känsligare för elektromagnetiska vågor än vattenhaltiga MS2. På grund av mindre polära molekyler, såsom vattenmolekyler, i miljön kring MS2-virusaerosoler, kan atermiska effekter spela en nyckelroll i elektromagnetisk vågmedierad virusinaktivering [1].
Resonansfenomenet hänvisar till ett fysiskt systems tendens att absorbera mer energi från sin omgivning vid sin naturliga frekvens och våglängd. Resonans förekommer på många ställen i naturen. Det är känt att virus resonerar med mikrovågor med samma frekvens i ett begränsat akustiskt dipolläge, ett resonansfenomen [2, 13, 26]. Resonanta interaktionslägen mellan en elektromagnetisk våg och ett virus drar till sig alltmer uppmärksamhet. Effekten av effektiv strukturell resonansenergiöverföring (SRET) från elektromagnetiska vågor till slutna akustiska oscillationer (CAV) hos virus kan leda till bristning av virusmembranet på grund av motsatta kärna-kapsidvibrationer. Dessutom är den totala effektiviteten av SRET relaterad till miljöns natur, där viruspartikelns storlek och pH bestämmer resonansfrekvensen respektive energiabsorptionen [2, 13, 19].
Den fysiska resonanseffekten av elektromagnetiska vågor spelar en nyckelroll i inaktiveringen av höljesförsedda virus, vilka är omgivna av ett dubbelskiktsmembran inbäddat i virala proteiner. Forskarna fann att deaktiveringen av H3N2 av elektromagnetiska vågor med en frekvens på 6 GHz och en effekttäthet på 486 W/m² huvudsakligen orsakades av den fysiska bristningen av skalet på grund av resonanseffekten [13]. Temperaturen i H3N2-suspensionen ökade endast med 7 °C efter 15 minuters exponering, men för inaktivering av det humana H3N2-viruset genom termisk uppvärmning krävs en temperatur över 55 °C [9]. Liknande fenomen har observerats för virus som SARS-CoV-2 och H3N1 [13, 14]. Dessutom leder inaktivering av virus genom elektromagnetiska vågor inte till nedbrytning av virala RNA-genom [1,13,14]. Således främjades inaktiveringen av H3N2-viruset genom fysisk resonans snarare än termisk exponering [13].
Jämfört med den termiska effekten av elektromagnetiska vågor kräver inaktivering av virus genom fysisk resonans lägre dosparametrar, vilka ligger under de mikrovågssäkerhetsstandarder som fastställts av Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. Resonansfrekvensen och effektdosen beror på virusets fysikaliska egenskaper, såsom partikelstorlek och elasticitet, och alla virus inom resonansfrekvensen kan effektivt riktas in för inaktivering. På grund av den höga penetrationshastigheten, frånvaron av joniserande strålning och god säkerhet är virusinaktivering medierad av den atermiska effekten av CPET lovande för behandling av humana maligna sjukdomar orsakade av patogena virus [14, 26].
Baserat på implementeringen av inaktivering av virus i flytande fas och på ytan av olika medier kan elektromagnetiska vågor effektivt hantera virala aerosoler [1, 26], vilket är ett genombrott och av stor betydelse för att kontrollera virusets överföring och förhindra virusets spridning i samhället. Dessutom är upptäckten av de fysikaliska resonansegenskaperna hos elektromagnetiska vågor av stor betydelse inom detta område. Så länge resonansfrekvensen för ett visst virion och elektromagnetiska vågor är kända kan alla virus inom sårets resonansfrekvensområde attackeras, vilket inte kan uppnås med traditionella virusinaktiveringsmetoder [13,14,26]. Elektromagnetisk inaktivering av virus är en lovande forskning med stort forsknings- och tillämpat värde och potential.
Jämfört med traditionell virusdödande teknik har elektromagnetiska vågor egenskaperna av enkelt, effektivt och praktiskt miljöskydd vid virusdödning på grund av sina unika fysikaliska egenskaper [2, 13]. Många problem kvarstår dock. För det första är modern kunskap begränsad till de fysikaliska egenskaperna hos elektromagnetiska vågor, och mekanismen för energianvändning under utsändning av elektromagnetiska vågor har inte avslöjats [10, 27]. Mikrovågor, inklusive millimetervågor, har använts i stor utsträckning för att studera virusinaktivering och dess mekanismer, men studier av elektromagnetiska vågor vid andra frekvenser, särskilt vid frekvenser från 100 kHz till 300 MHz och från 300 GHz till 10 THz, har inte rapporterats. För det andra har mekanismen för att döda patogena virus med elektromagnetiska vågor inte klarlagts, och endast sfäriska och stavformade virus har studerats [2]. Dessutom är viruspartiklar små, cellfria, muterar lätt och sprids snabbt, vilket kan förhindra virusinaktivering. Elektromagnetisk vågteknik behöver fortfarande förbättras för att övervinna hindret med att inaktivera patogena virus. Slutligen leder hög absorption av strålningsenergi av polära molekyler i mediet, såsom vattenmolekyler, till energiförlust. Dessutom kan effektiviteten av SRET påverkas av flera okända mekanismer hos virus [28]. SRET-effekten kan också modifiera viruset för att anpassa sig till sin omgivning, vilket resulterar i resistens mot elektromagnetiska vågor [29].
I framtiden behöver tekniken för virusinaktivering med hjälp av elektromagnetiska vågor förbättras ytterligare. Grundläggande vetenskaplig forskning bör inriktas på att belysa mekanismen för virusinaktivering med elektromagnetiska vågor. Till exempel bör mekanismen för att utnyttja virusens energi när de exponeras för elektromagnetiska vågor, den detaljerade mekanismen för icke-termisk verkan som dödar patogena virus, och mekanismen för SRET-effekten mellan elektromagnetiska vågor och olika typer av virus systematiskt belysas. Tillämpad forskning bör fokusera på hur man kan förhindra överdriven absorption av strålningsenergi av polära molekyler, studera effekten av elektromagnetiska vågor med olika frekvenser på olika patogena virus, och studera de icke-termiska effekterna av elektromagnetiska vågor vid destruktion av patogena virus.
Elektromagnetiska vågor har blivit en lovande metod för inaktivering av patogena virus. Elektromagnetisk vågteknik har fördelarna med låg förorening, låg kostnad och hög effektivitet vid inaktivering av patogena virus, vilket kan övervinna begränsningarna hos traditionell antivirusteknik. Ytterligare forskning behövs dock för att bestämma parametrarna för elektromagnetisk vågteknik och belysa mekanismen för virusinaktivering.
En viss dos av elektromagnetisk vågstrålning kan förstöra strukturen och aktiviteten hos många patogena virus. Effektiviteten av virusinaktivering är nära relaterad till frekvens, effekttäthet och exponeringstid. Dessutom inkluderar potentiella mekanismer termiska, atermiska och strukturella resonanseffekter av energiöverföring. Jämfört med traditionella antivirala tekniker har elektromagnetisk vågbaserad virusinaktivering fördelarna med enkelhet, hög effektivitet och låg förorening. Därför har elektromagnetisk vågmedierad virusinaktivering blivit en lovande antiviral teknik för framtida tillämpningar.
U Yu. Inverkan av mikrovågsstrålning och kall plasma på bioaerosolaktivitet och relaterade mekanismer. Pekings universitet. år 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonant dipolkoppling av mikrovågor och begränsade akustiska oscillationer i baculovirus. Vetenskaplig rapport 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrovågsinaktivering av HCV och HIV: en ny metod för att förhindra överföring av viruset bland injektionsmissbrukare. Vetenskaplig rapport 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Undersökning och experimentell observation av kontaminering av sjukhusdokument genom mikrovågsdesinfektion [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Preliminär studie av inaktiveringsmekanismen och effekten av natriumdiklorisocyanat mot bakteriofag MS2. Sichuan University. 2007.
Yang Li Preliminär studie av inaktiveringseffekten och verkningsmekanismen för o-ftaldehyd på bakteriofag MS2. Sichuan University. 2007.
Wu Ye, Ms. Yao. Inaktivering av ett luftburet virus in situ genom mikrovågsstrålning. Chinese Science Bulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronavirus och poliovirus är känsliga för korta pulser av W-bandscyklotronstrålning. Letter on environmental chemistry. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Inaktivering av influensavirus för antigenicitetsstudier och resistensanalyser mot fenotypiska neuraminidashämmare. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Översikt över mikrovågssterilisering. Guangdong mikronäringsvetenskap. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Icke-termiska biologiska effekter av mikrovågor på livsmedelsmikroorganismer och mikrovågssteriliseringsteknik [JJ Southwestern Nationalities University (Naturvetenskaplig utgåva). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 spikproteindenaturering vid atermisk mikrovågsbestrålning. Vetenskaplig rapport 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Effektiv strukturell resonant energiöverföring från mikrovågor till begränsade akustiska oscillationer i virus. Vetenskaplig rapport 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Riktad antiviral behandling med icke-joniserande strålbehandling för SARS-CoV-2 och förberedelse för en viral pandemi: metoder, anvisningar och praktiska anteckningar för klinisk tillämpning. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrovågssterilisering och faktorer som påverkar den. Chinese Medical Journal. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Överlevnad av mikrober i mikrovågsugnar. Du kan J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrovågs- eller autoklavbehandling förstör infektionsförmågan hos infektiös bronkitvirus och fågelpneumovirus, men gör det möjligt att detektera dem med hjälp av omvänt transkriptas-polymeraskedjereaktion (OMR). Poultry Disease. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrovågsutrotning av cytomegalovirus från bröstmjölk: en pilotstudie. amningsmedicin. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Mikrovågsresonansabsorption av SARS-CoV-2-viruset. Vetenskaplig rapport 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etc. UV-C (254 nm) dödlig dos av SARS-CoV-2. Ljusdiagnostik Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etc. Snabb och fullständig inaktivering av SARS-CoV-2 med UV-C. Vetenskaplig rapport 2020; 10(1):22421.
Publiceringstid: 21 oktober 2022