Effekter av elektromagnetiska vågor på patogena virus och relaterade mekanismer: en recension i Journal of Virology

Patogena virusinfektioner har blivit ett stort folkhälsoproblem över hela världen. Virus kan infektera alla cellulära organismer och orsaka olika grader av skada och skada, vilket leder till sjukdomar och till och med dödsfall. Med prevalensen 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 penetrerande kraft, fysisk resonans och ingen förorening har elektromagnetiska vågor blivit en potentiell strategi för inaktivering av patogena virus och drar till sig alltmer uppmärksamhet. Den här artikeln ger en översikt över de senaste publikationerna om inverkan av elektromagnetiska vågor på patogena virus och deras mekanismer, såväl som utsikterna för användningen av elektromagnetiska vågor för inaktivering av patogena virus, såväl som nya idéer och metoder för sådan inaktivering.
Många virus sprids snabbt, kvarstår under lång tid, är högpatogena och kan orsaka globala epidemier och allvarliga hälsorisker. Förebyggande, upptäckt, testning, utrotning och behandling är nyckelsteg för att stoppa spridningen av viruset. Snabb och effektiv eliminering av patogena virus inkluderar profylaktisk, skyddande och källaeliminering. Inaktivering av patogena virus genom fysiologisk destruktion för att minska deras infektivitet, 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.
Emissionen av elektromagnetiska vågor har fördelarna med hög penetreringskraft, 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 visades under det senaste århundradet [4]. Under de senaste åren har användningen av elektromagnetiska vågor för inaktivering av patogena virus väckt ökad uppmärksamhet. Den här artikeln diskuterar effekten av elektromagnetiska vågor på patogena virus och deras mekanismer, vilket kan fungera som en användbar guide för grundläggande och tillämpad forskning.
De morfologiska egenskaperna hos virus kan återspegla funktioner som överlevnad och smittsamhet. 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 virala molekyler [5, 6]. Wu fann att mikrovågor vid 2450 MHz och 700 W orsakade aggregering och signifikant krympning av MS2 vattenlevande fager efter 1 minuts direkt bestrålning [1]. Efter ytterligare undersökning observerades också 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 under 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 virala former. Ändringar i morfologiska egenskaper, såsom form, diameter och ytjämnhet, efter exponering för viruset med elektromagnetisk strålning är dock okända. Därför är det viktigt att analysera förhållandet mellan morfologiska egenskaper och funktionella störningar, vilket kan ge värdefulla och bekväma indikatorer för att bedöma virusinaktivering [1].
Den virala strukturen består vanligtvis av en inre nukleinsyra (RNA eller DNA) och en extern kapsid. Nukleinsyror bestämmer de genetiska egenskaperna och replikationsegenskaperna hos virus. Kapsiden är det yttre lagret av regelbundet arrangerade proteinsubenheter, den grundläggande byggnadsställningen och antigena komponenten i virala partiklar, och skyddar även nukleinsyror. De flesta virus har en höljestruktur som består av lipider och glykoproteiner. Dessutom bestämmer höljesproteiner specificiteten hos receptorerna 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 från sjukdomsalstrande virus. Wu [1] exponerade direkt den vattenhaltiga miljön av MS2-viruset för 2450 MHz mikrovågor i 2 minuter och analyserade generna som kodar för protein A, kapsidprotein, replikasprotein och klyvningsprotein genom gelelektrofores och omvänd transkriptionspolymeraskedjereaktion. RT-PCR). Dessa gener förstördes gradvis med ökande effekttäthet och försvann till och med vid den högsta effekttätheten. Exempelvis 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 kan, beroende på dosen, förstör strukturen av nukleinsyrorna hos virus.
Nyligen genomförda studier har visat att effekten av elektromagnetiska vågor på patogena virala proteiner huvudsakligen är baserad på deras indirekta termiska effekt på mediatorer och deras indirekta effekt på proteinsyntesen på grund av förstörelsen av nukleinsyror [1, 3, 8, 9]. Atermiska effekter kan emellertid också ändra polariteten eller strukturen hos virala proteiner [1, 10, 11]. Den direkta effekten av elektromagnetiska vågor på fundamentala strukturella/icke-strukturella proteiner såsom kapsidproteiner, höljeproteiner eller spikproteiner från patogena virus kräver fortfarande ytterligare studier. Det har nyligen föreslagits att 2 minuters elektromagnetisk strålning vid en frekvens på 2,45 GHz med en effekt på 700 W kan interagera med olika fraktioner av proteinladdningar genom bildandet av hot spots och oscillerande elektriska fält genom rent elektromagnetiska effekter [12].
Höljet av ett patogent virus är nära relaterat till dess förmåga att infektera eller orsaka sjukdom. Flera studier har rapporterat att UHF och elektromagnetiska vågor i mikrovågor kan förstöra skalen av sjukdomsframkallande virus. Som nämnts ovan kan distinkta hål detekteras i virushöljet av coronavirus 229E efter 0,1 sekunds exponering för 95 GHz millimetervågen vid en effekttäthet på 70 till 100 W/cm2 [8]. Effekten av resonansenergiöverföring av elektromagnetiska vågor kan orsaka tillräckligt med stress för att förstöra strukturen hos virushöljet. För virus med hölje, efter ruptur av höljet, minskar vanligtvis smittsamheten eller någon aktivitet eller försvinner helt [13, 14]. Yang [13] exponerade H3N2 (H3N2) influensavirus och H1N1 (H1N1) influensavirus för mikrovågor vid 8,35 GHz, 320 W/m² respektive 7 GHz, 308 W/m², under 15 minuter. För att jämföra RNA-signalerna från patogena virus som exponerats för elektromagnetiska vågor och en fragmenterad modell frusen och omedelbart tinad i flytande kväve under flera cykler, utfördes RT-PCR. Resultaten visade att RNA-signalerna för de två modellerna är mycket konsekventa. Dessa resultat indikerar att virusets fysiska struktur är störd och höljesstrukturen förstörs 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 användning av plackanalyser, medianinfektionsdos för vävnadsodling (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 under 1,7 min, medan MS2-bakteriofagöverlevnaden endast var 8,66 %. I likhet med MS2 viral aerosol inaktiverades 91,3 % av vattenhaltig MS2 inom 1,5 minuter efter exponering för samma dos av elektromagnetiska vågor. Dessutom var förmågan hos elektromagnetisk strålning 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 hittades 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 avsevärt efter 3 minuters exponering, vilket indikerar att elektromagnetisk vågstrålning är effektiv mot HCV- och HIV-1-smitta och hjälper till att förhindra överföring av viruset även när det exponeras tillsammans. Vid bestrålning av HCV-cellkulturer och HIV-1-suspensioner med elektromagnetiska vågor med låg effekt med en frekvens på 2450 MHz, 90 W eller 180 W, ingen förändring i virustitern, bestämd av luciferasreporteraktiviteten, och en signifikant förändring i viral infektivitet observerades. vid 600 och 800 W under 1 minut minskade inte smittsamheten för båda virusen nämnvärt, vilket antas vara relaterat till kraften hos den elektromagnetiska vågstrålningen och tiden för kritisk temperaturexponering.
Kaczmarczyk [8] visade först dödligheten hos EHF elektromagnetiska vågor mot vattenburna patogena virus 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 området 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-titrarna sjönk till noll, vilket indikerar fullständig inaktivering av alla virus efter 4 minuters exponering [15, 16]. Elhafi [17] exponerade direktprover infekterade med aviärt infektiöst bronkitvirus (IBV), aviärt pneumovirus (APV), Newcastlesjukavirus (NDV) och fågelinfluensavirus (AIV) för en 2450 MHz, 900 W mikrovågsugn. förlora sin infektionsförmåga. Bland dem detekterades APV och IBV dessutom i kulturer av luftrörsorgan erhållna från kycklingembryon av 5:e generationen. Även om viruset inte kunde isoleras, detekterades den virala nukleinsyran fortfarande med RT-PCR. Ben-Shoshan [18] exponerade direkt 2450 MHz, 750 W elektromagnetiska vågor för 15 cytomegalovirus (CMV) positiva bröstmjölksprover under 30 sekunder. Antigendetektering med Shell-Vial visade fullständig inaktivering av CMV. Vid 500 W uppnådde dock inte 2 av 15 prover fullständig inaktivering, vilket indikerar en positiv korrelation mellan inaktiveringseffektiviteten och kraften hos elektromagnetiska vågor.
Det är också värt att notera att Yang [13] förutspådde resonansfrekvensen mellan elektromagnetiska vågor och virus baserat på etablerade fysiska 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. Nivån av inaktivering av H3N2-viruset når 100%. Vid ett teoretiskt tröskelvärde på 82 W/m2 inaktiverades emellertid endast 38 % av H3N2-viruset, vilket tyder på att effektiviteten av 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 utsatt för elektromagnetiska vågor A-våg med en frekvens på 10-17 GHz och en effekttäthet på 14,5 ± 1 W/m2 i cirka 15 minuter kommer att resultera i 100 % avaktivering. 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, liksom aktiviteten av virus på ytor. Det visade sig att effektiviteten av inaktivering är nära relaterad till frekvensen och kraften 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 främst fokuserat på att förändra smittsamheten. På grund av den komplexa mekanismen har flera studier rapporterat effekten av elektromagnetiska vågor på replikationen och transkriptionen av patogena virus.
De mekanismer genom vilka elektromagnetiska vågor inaktiverar virus är nära besläktade med typen av virus, frekvens och kraft hos elektromagnetiska vågor och virusets tillväxtmiljö, men förblir i stort sett outforskade. Ny forskning har fokuserat på mekanismerna för termisk, atermisk och strukturell resonansenergiöverföring.
Den termiska effekten förstås som en ökning av temperaturen 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 temperaturen på viruset 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 växlande 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 smittsamheten och till och med inaktiverar viruset.
Flera grupper har rapporterat att elektromagnetiska vågor kan minska smittsamheten hos virus genom termisk exponering [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] exponerade suspensioner av coronavirus 229E för elektromagnetiska vågor vid en frekvens på 95 GHz med en effekttäthet på 70 till 100 W/cm² under 0,2-0,7 s. Resultaten visade att en temperaturökning på 100°C under denna process bidrog till förstörelsen av virusmorfologin och minskad virusaktivitet. Dessa termiska effekter kan förklaras av verkan av elektromagnetiska vågor på de omgivande vattenmolekylerna. Siddharta [3] bestrålade HCV-innehållande cellodlingssuspensioner av olika genotyper, inklusive GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a och GT7a, med elektromagnetiska vågor vid en frekvens på 2450 MHz och en effekt på 90 W och 3600 W, W, 600 W och 800 tis Med en ökning av cellodlingsmediets temperatur från 26°C till 92°C, elektromagnetisk strålning minskade virusets infektivitet 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 fanns någon signifikant ökning av temperaturen och en signifikant förändring i viruset observerades inte infektivitet eller aktivitet.
Ovanstående resultat indikerar att den termiska effekten av elektromagnetiska vågor är en nyckelfaktor som påverkar smittsamheten eller aktiviteten hos patogena virus. Dessutom har många 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 ändra polariteten hos molekyler som mikrobiella proteiner och nukleinsyror, vilket får molekylerna att rotera och vibrera, vilket resulterar i minskad livsduglighet eller till och med död [10]. Man tror att den snabba växlingen av polariteten 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 av samma frekvens i ett begränsat akustiskt dipolläge, ett resonansfenomen [2, 13, 26]. Resonanssätt för interaktion mellan en elektromagnetisk våg och ett virus drar till sig mer och mer uppmärksamhet. Effekten av effektiv strukturell resonansenergiöverföring (SRET) från elektromagnetiska vågor till slutna akustiska svängningar (CAV) i virus kan leda till bristning av det virala membranet på grund av motsatta kärn-kapsidvibrationer. Dessutom är den övergripande effektiviteten av SRET relaterad till miljöns natur, där storleken och pH-värdet för den virala partikeln bestämmer resonansfrekvensen respektive energiabsorptionen [2, 13, 19].
Den fysiska resonanseffekten av elektromagnetiska vågor spelar en nyckelroll i inaktiveringen av höljeförsedda virus, som är omgivna av ett dubbelskiktsmembran inbäddat i virala proteiner. Forskarna fann att inaktiveringen av H3N2 av elektromagnetiska vågor med en frekvens på 6 GHz och en effekttäthet på 486 W/m² främst orsakades av den fysiska bristningen av skalet på grund av resonanseffekten [13]. Temperaturen på H3N2-suspensionen ökade med endast 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 inte inaktivering av virus av elektromagnetiska vågor till nedbrytning av virala RNA-genom [1,13,14]. Således främjades inaktiveringen av H3N2-viruset av fysisk resonans snarare än termisk exponering [13].
Jämfört med den termiska effekten av elektromagnetiska vågor, kräver inaktivering av virus genom fysisk resonans lägre dosparametrar, som ligger under mikrovågssäkerhetsstandarderna som fastställts av Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. Resonansfrekvensen och effektdosen beror på virusets fysiska egenskaper, såsom partikelstorlek och elasticitet, och alla virus inom resonansfrekvensen kan effektivt riktas mot inaktivering. På grund av den höga penetrationshastigheten, frånvaron av joniserande strålning och god säkerhet, är virusinaktivering förmedlad av den atermiska effekten av CPET lovande för behandling av mänskliga maligna sjukdomar orsakade av patogena virus [14, 26].
Baserat på implementeringen av inaktivering av virus i vätskefasen och på ytan av olika medier kan elektromagnetiska vågor effektivt hantera virala aerosoler [1, 26], vilket är ett genombrott och är av stor betydelse för att kontrollera överföringen av virus och förhindra överföring av viruset i samhället. epidemi. Dessutom är upptäckten av de fysikaliska resonansegenskaperna hos elektromagnetiska vågor av stor betydelse inom detta område. Så länge som resonansfrekvensen för ett visst virion och elektromagnetiska vågor är kända, kan alla virus inom sårets resonansfrekvensområde riktas mot, vilket inte kan uppnås med traditionella virusinaktiveringsmetoder [13,14,26]. Elektromagnetisk inaktivering av virus är en lovande forskning med stor forskning och tillämpat värde och potential.
Jämfört med traditionell virusdödande teknologi har elektromagnetiska vågor egenskaperna för ett enkelt, effektivt och praktiskt miljöskydd vid dödande av virus på grund av dess unika fysiska egenskaper [2, 13]. Men många problem kvarstår. För det första är modern kunskap begränsad till de fysikaliska egenskaperna hos elektromagnetiska vågor, och mekanismen för energianvändning under emission 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 genom 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 resulterar hög absorption av strålningsenergi av polära molekyler i mediet, såsom vattenmolekyler, i energiförlust. Dessutom kan effektiviteten av SRET påverkas av flera oidentifierade mekanismer i virus [28]. SRET-effekten kan också modifiera viruset för att anpassa sig till sin miljö, 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 syfta till att belysa mekanismen för virusinaktivering av elektromagnetiska vågor. Till exempel bör mekanismen för att använda energin från virus när de utsätts 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 förhindrar överdriven absorption av strålningsenergi av polära molekyler, studera effekten av elektromagnetiska vågor av olika frekvenser på olika patogena virus och studera de icke-termiska effekterna av elektromagnetiska vågor vid förstörelsen 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 för inaktivering av patogenvirus, 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, atermala och strukturella resonanseffekter av energiöverföring. Jämfört med traditionella antivirala tekniker, har elektromagnetisk vågbaserad virusinaktivering fördelarna av enkelhet, hög effektivitet och låg förorening. Därför har elektromagnetisk våg-medierad 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: ett nytt tillvägagångssätt för att förhindra överföring av viruset bland injektionsmissbrukare. Vetenskaplig rapport 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Utredning och experimentell observation av kontaminering av sjukhusdokument med mikrovågsdesinfektion [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Preliminär studie av inaktiveringsmekanismen och effektiviteten av natriumdiklorisocyanat mot bakteriofag MS2. Sichuans universitet. 2007.
Yang Li Preliminär studie av inaktiveringseffekten och verkningsmekanismen för o-ftalaldehyd på bakteriofag MS2. Sichuans universitet. 2007.
Wu Ye, Ms Yao. Inaktivering av ett luftburet virus in situ genom mikrovågsstrålning. Kinesisk vetenskapsbulletin. 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-band cyklotronstrålning. Brev om miljökemi. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Influensavirusinaktivering 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. Icketermiska biologiska effekter av mikrovågor på livsmedelsmikroorganismer och mikrovågssteriliseringsteknik [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 spike proteindenaturering vid atermisk mikrovågsstrålning. Vetenskaplig rapport 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Effektiv strukturell resonansenergiöverföring från mikrovågor till begränsade akustiska oscillationer i virus. Vetenskaplig rapport 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Riktad antiviral terapi med icke-joniserande strålbehandling för SARS-CoV-2 och förberedelse för en viral pandemi: metoder, metoder och praxisanteckningar för klinisk tillämpning. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrovågssterilisering och faktorer som påverkar den. Kinesisk medicinsk tidskrift. 1993;(04):246-51.
Sida WJ, Martin WG Överlevnad av mikrober i mikrovågsugnar. Du kan J Mikroorganismer. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrovågs- ​​eller autoklavbehandling förstör smittsamheten hos infektiöst bronkitvirus och fågelpneumovirus, men gör att de kan detekteras med omvänd transkriptaspolymeraskedjereaktion. fjäderfäsjukdom. 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 av UV-C. Vetenskaplig rapport 2020; 10(1):22421.