中文网站
Patogene virusinfektioner er blevet et stort folkesundhedsproblem på verdensplan. Virus kan inficere alle cellulære organismer og forårsage varierende grader af skader og materielle skader, hvilket fører til sygdom og endda død. Med udbredelsen af højpatogene vira, såsom alvorlig akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), er der et presserende behov for at udvikle effektive og sikre metoder til at inaktivere patogene vira. Traditionelle metoder til inaktivering af patogene vira er praktiske, men har nogle begrænsninger. Med egenskaber som høj penetrationskraft, fysisk resonans og ingen forurening er elektromagnetiske bølger blevet en potentiel strategi til inaktivering af patogene vira og tiltrækker sig stigende opmærksomhed. Denne artikel giver et overblik over nylige publikationer om elektromagnetiske bølgers indvirkning på patogene vira og deres mekanismer, samt udsigterne for brugen af elektromagnetiske bølger til inaktivering af patogene vira, samt nye ideer og metoder til sådan inaktivering.
Mange vira spreder sig hurtigt, varer ved i lang tid, er højpatogene og kan forårsage globale epidemier og alvorlige sundhedsrisici. Forebyggelse, detektion, testning, udryddelse og behandling er vigtige skridt til at stoppe spredningen af virussen. Hurtig og effektiv eliminering af patogene vira omfatter profylaktisk, beskyttende og kildeeliminering. Inaktivering af patogene vira ved fysiologisk destruktion for at reducere deres infektionsevne, patogenicitet og reproduktionskapacitet er en effektiv metode til deres eliminering. Traditionelle metoder, herunder høj temperatur, kemikalier og ioniserende stråling, kan effektivt inaktivere patogene vira. Disse metoder har dog stadig nogle begrænsninger. Derfor er der stadig et presserende behov for at udvikle innovative strategier til inaktivering af patogene vira.
Udsendelse af elektromagnetiske bølger har fordelene ved høj penetrationsevne, hurtig og ensartet opvarmning, resonans med mikroorganismer og plasmafrigivelse og forventes at blive en praktisk metode til inaktivering af patogene vira [1,2,3]. Elektromagnetiske bølgers evne til at inaktivere patogene vira blev demonstreret i det forrige århundrede [4]. I de senere år har brugen af elektromagnetiske bølger til inaktivering af patogene vira tiltrukket sig stigende opmærksomhed. Denne artikel diskuterer effekten af elektromagnetiske bølger på patogene vira og deres mekanismer, hvilket kan tjene som en nyttig vejledning til grundforskning og anvendt forskning.
Viruss morfologiske karakteristika kan afspejle funktioner som overlevelse og infektionsevne. Det er blevet påvist, at elektromagnetiske bølger, især ultrahøjfrekvente (UHF) og ultrahøjfrekvente (EHF) elektromagnetiske bølger, kan forstyrre viruss morfologi.
Bakteriofag MS2 (MS2) anvendes ofte inden for forskellige forskningsområder såsom desinfektionsevaluering, kinetisk modellering (vandig) og biologisk karakterisering af virusmolekyler [5, 6]. Wu fandt, at mikrobølger ved 2450 MHz og 700 W forårsagede aggregering og betydelig krympning af MS2-akvatiske fager efter 1 minuts direkte bestråling [1]. Efter yderligere undersøgelse blev der også observeret et brud i overfladen af MS2-fagen [7]. Kaczmarczyk [8] eksponerede suspensioner af prøver af coronavirus 229E (CoV-229E) for millimeterbølger med en frekvens på 95 GHz og en effekttæthed på 70 til 100 W/cm2 i 0,1 s. Store huller kan findes i virussens ru, sfæriske skal, hvilket fører til tab af dens indhold. Eksponering for elektromagnetiske bølger kan være destruktiv for virusformer. Ændringer i morfologiske egenskaber, såsom form, diameter og overfladeglathed, efter eksponering for virusset med elektromagnetisk stråling er dog ukendte. Det er derfor vigtigt at analysere forholdet mellem morfologiske træk og funktionelle lidelser, hvilket kan give værdifulde og bekvemme indikatorer til vurdering af virusinaktivering [1].
Virusstrukturen består normalt af en intern nukleinsyre (RNA eller DNA) og et eksternt kapsid. Nukleinsyrer bestemmer virussers genetiske og replikationsegenskaber. Kapsidet er det ydre lag af regelmæssigt arrangerede proteinunderenheder, det grundlæggende stillads og den antigene komponent i viruspartikler, og beskytter også nukleinsyrer. De fleste virus har en kappestruktur bestående af lipider og glykoproteiner. Derudover bestemmer kappeproteiner receptorernes specificitet og fungerer som de primære antigener, som værtens immunsystem kan genkende. Den komplette struktur sikrer virussets integritet og genetiske stabilitet.
Forskning har vist, at elektromagnetiske bølger, især UHF-elektromagnetiske bølger, kan beskadige RNA'et i sygdomsfremkaldende vira. Wu [1] eksponerede MS2-virussens vandige miljø direkte for 2450 MHz mikrobølger i 2 minutter og analyserede generne, der koder for protein A, kapsidprotein, replikaseprotein og spaltningsprotein, ved hjælp af gelelektroforese og revers transkriptionspolymerasekædereaktion (RT-PCR). Disse gener blev gradvist ødelagt med stigende effekttæthed og forsvandt endda ved den højeste effekttæthed. For eksempel faldt ekspressionen af protein A-genet (934 bp) signifikant efter eksponering for elektromagnetiske bølger med en effekt på 119 og 385 W og forsvandt fuldstændigt, da effekttætheden blev øget til 700 W. Disse data indikerer, at elektromagnetiske bølger, afhængigt af dosis, kan ødelægge strukturen af viruss nukleinsyrer.
Nyere undersøgelser har vist, at effekten af elektromagnetiske bølger på patogene virale proteiner hovedsageligt er baseret på deres indirekte termiske effekt på mediatorer og deres indirekte effekt på proteinsyntese på grund af ødelæggelse af nukleinsyrer [1, 3, 8, 9]. Imidlertid kan athermiske effekter også ændre polariteten eller strukturen af virale proteiner [1, 10, 11]. Den direkte effekt af elektromagnetiske bølger på grundlæggende strukturelle/ikke-strukturelle proteiner såsom kapsidproteiner, kappeproteiner eller spikeproteiner fra patogene vira kræver stadig yderligere undersøgelse. Det er for nylig blevet foreslået, at 2 minutters elektromagnetisk stråling ved en frekvens på 2,45 GHz med en effekt på 700 W kan interagere med forskellige fraktioner af proteinladninger gennem dannelsen af hotspots og oscillerende elektriske felter gennem rent elektromagnetiske effekter [12].
En patogen virus' kappe er tæt forbundet med dens evne til at inficere eller forårsage sygdom. Adskillige undersøgelser har rapporteret, at UHF- og mikrobølgeelektromagnetiske bølger kan ødelægge skallerne på sygdomsfremkaldende vira. Som nævnt ovenfor kan der detekteres tydelige huller i den virale kappe af coronavirus 229E efter 0,1 sekunds eksponering for 95 GHz millimeterbølgen ved en effekttæthed på 70 til 100 W/cm2 [8]. Effekten af resonant energioverførsel fra elektromagnetiske bølger kan forårsage nok stress til at ødelægge viruskappens struktur. For kappeindkapslede vira falder infektionsevnen eller en vis aktivitet normalt eller går helt tabt efter kappebrud [13, 14]. Yang [13] udsatte H3N2 (H3N2) influenzavirus og H1N1 (H1N1) influenzavirus for mikrobølger ved henholdsvis 8,35 GHz, 320 W/m² og 7 GHz, 308 W/m² i 15 minutter. For at sammenligne RNA-signalerne fra patogene vira udsat for elektromagnetiske bølger og en fragmenteret model frosset og straks optøet i flydende nitrogen i flere cyklusser, blev RT-PCR udført. Resultaterne viste, at RNA-signalerne fra de to modeller er meget ensartede. Disse resultater indikerer, at virussens fysiske struktur er forstyrret, og at kappestrukturen er ødelagt efter eksponering for mikrobølgestråling.
En viruss aktivitet kan karakteriseres ved dens evne til at inficere, replikere og transkribere. Viral infektivitet eller aktivitet vurderes normalt ved at måle virale titere ved hjælp af plakanalyser, median infektiv dosis i vævskultur (TCID50) eller luciferase-reportergenaktivitet. Men den kan også vurderes direkte ved at isolere levende virus eller ved at analysere viralt antigen, viral partikeltæthed, virusoverlevelse osv.
Det er blevet rapporteret, at UHF-, SHF- og EHF-elektromagnetiske bølger direkte kan inaktivere virale aerosoler eller vandbårne vira. Wu [1] eksponerede MS2-bakteriofag-aerosol genereret af en laboratorieforstøver for elektromagnetiske bølger med en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 700 W i 1,7 minutter, mens MS2-bakteriofag-overlevelsesraten kun var 8,66 %. I lighed med MS2-virus-aerosol blev 91,3 % af vandig MS2 inaktiveret inden for 1,5 minutter efter eksponering for den samme dosis elektromagnetiske bølger. Derudover var elektromagnetisk strålings evne til at inaktivere MS2-virussen positivt korreleret med effekttæthed og eksponeringstid. Når deaktiveringseffektiviteten når sin maksimale værdi, kan deaktiveringseffektiviteten imidlertid ikke forbedres ved at øge eksponeringstiden eller effekttætheden. For eksempel havde MS2-virussen en minimal overlevelsesrate på 2,65 % til 4,37 % efter eksponering for 2450 MHz og 700 W elektromagnetiske bølger, og der blev ikke fundet nogen signifikante ændringer med stigende eksponeringstid. Siddharta [3] bestrålede en cellekultursuspension indeholdende hepatitis C-virus (HCV)/humant immundefektvirus type 1 (HIV-1) med elektromagnetiske bølger ved en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 360 W. De fandt, at virustitrene faldt signifikant efter 3 minutters eksponering, hvilket indikerer, at elektromagnetisk bølgestråling er effektiv mod HCV- og HIV-1-infektionsevne og hjælper med at forhindre transmission af virussen, selv når de eksponeres sammen. Ved bestråling af HCV-cellekulturer og HIV-1-suspensioner med elektromagnetiske bølger med lav effekt med en frekvens på 2450 MHz, 90 W eller 180 W blev der ikke observeret nogen ændring i virustiteren, bestemt af luciferase-reporteraktiviteten, og en signifikant ændring i viral infektionsevne. Ved 600 og 800 W i 1 minut faldt infektionsevnen for begge vira ikke signifikant, hvilket menes at være relateret til effekten af den elektromagnetiske bølgestråling og tiden for kritisk temperatureksponering.
Kaczmarczyk [8] demonstrerede først dødeligheden af EHF-elektromagnetiske bølger mod vandbårne patogene vira i 2021. De eksponerede prøver af coronavirus 229E eller poliovirus (PV) for elektromagnetiske bølger med en frekvens på 95 GHz og en effekttæthed på 70 til 100 W/cm2 i 2 sekunder. Inaktiveringseffektiviteten af de to patogene vira var henholdsvis 99,98% og 99,375%, hvilket indikerer, at EHF-elektromagnetiske bølger har brede anvendelsesmuligheder inden for virusinaktivering.
Effektiviteten af UHF-inaktivering af vira er også blevet evalueret i forskellige medier såsom modermælk og nogle materialer, der almindeligvis anvendes i hjemmet. Forskerne udsatte anæstesimasker kontamineret med adenovirus (ADV), poliovirus type 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) og rhinovirus (RHV) for elektromagnetisk stråling med en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 720 watt. De rapporterede, at test for ADV- og PV-1-antigener blev negative, og HV-1-, PIV-3- og RHV-titrene faldt til nul, hvilket indikerer fuldstændig inaktivering af alle vira efter 4 minutters eksponering [15, 16]. Elhafi [17] eksponerede direkte podepinde inficeret med aviær infektiøs bronkitisvirus (IBV), aviær pneumovirus (APV), Newcastle disease-virus (NDV) og aviær influenzavirus (AIV) for en 2450 MHz, 900 W mikrobølgeovn, hvilket mistede deres smitsomhed. Blandt disse blev APV og IBV yderligere påvist i kulturer af trakeale organer fra kyllingefostre af 5. generation. Selvom virussen ikke kunne isoleres, blev den virale nukleinsyre stadig påvist ved RT-PCR. Ben-Shoshan [18] eksponerede direkte 2450 MHz, 750 W elektromagnetiske bølger for 15 cytomegalovirus (CMV)-positive brystmælksprøver i 30 sekunder. Antigendetektion ved Shell-Vial viste fuldstændig inaktivering af CMV. Ved 500 W opnåede 2 ud af 15 prøver dog ikke fuldstændig inaktivering, hvilket indikerer en positiv korrelation mellem inaktiveringseffektiviteten og de elektromagnetiske bølgers effekt.
Det er også værd at bemærke, at Yang [13] forudsagde resonansfrekvensen mellem elektromagnetiske bølger og vira baseret på etablerede fysiske modeller. En suspension af H3N2-viruspartikler med en densitet på 7,5 × 1014 m-3, produceret af virusfølsomme Madin Darby-hundenyreceller (MDCK), blev direkte udsat for elektromagnetiske bølger ved en frekvens på 8 GHz og en effekt på 820 W/m² i 15 minutter. Inaktiveringsniveauet af H3N2-virus når 100%. Ved en teoretisk tærskel på 82 W/m² blev dog kun 38% af H3N2-virus inaktiveret, hvilket tyder på, at effektiviteten af EM-medieret virusinaktivering er tæt forbundet med effekttætheden. Baseret på denne undersøgelse beregnede Barbora [14] resonansfrekvensområdet (8,5-20 GHz) mellem elektromagnetiske bølger og SARS-CoV-2 og konkluderede, at 7,5 × 1014 m-3 SARS-CoV-2 udsat for elektromagnetiske bølger. En bølge med en frekvens på 10-17 GHz og en effekttæthed på 14,5 ± 1 W/m2 i cirka 15 minutter vil resultere i 100% deaktivering. En nylig undersøgelse foretaget af Wang [19] viste, at resonansfrekvenserne for SARS-CoV-2 er 4 og 7,5 GHz, hvilket bekræfter eksistensen af resonansfrekvenser uafhængigt af virustiter.
Afslutningsvis kan vi sige, at elektromagnetiske bølger kan påvirke aerosoler og suspensioner, såvel som virusaktiviteten på overflader. Det blev konstateret, at effektiviteten af inaktivering er tæt forbundet med frekvensen og styrken af elektromagnetiske bølger og det medium, der anvendes til virussens vækst. Derudover er elektromagnetiske frekvenser baseret på fysiske resonanser meget vigtige for virusinaktivering [2, 13]. Indtil nu har effekten af elektromagnetiske bølger på aktiviteten af patogene virus primært fokuseret på ændring af infektionsevne. På grund af den komplekse mekanisme har flere undersøgelser rapporteret effekten af elektromagnetiske bølger på replikation og transkription af patogene virus.
De mekanismer, hvorved elektromagnetiske bølger inaktiverer virus, er tæt forbundet med virustypen, frekvensen og styrken af elektromagnetiske bølger samt virussens vækstmiljø, men forbliver stort set uudforskede. Nyere forskning har fokuseret på mekanismerne bag termisk, atermisk og strukturel resonant energioverførsel.
Den termiske effekt forstås som en temperaturstigning forårsaget af højhastighedsrotation, kollision og friktion af polære molekyler i væv under påvirkning af elektromagnetiske bølger. På grund af denne egenskab kan elektromagnetiske bølger hæve virussens temperatur over tærsklen for fysiologisk tolerance, hvilket forårsager virussens død. Virus indeholder dog få polære molekyler, hvilket tyder på, at direkte termiske effekter på virus er sjældne [1]. Tværtimod er der mange flere polære molekyler i mediet og miljøet, såsom vandmolekyler, som bevæger sig i overensstemmelse med det alternerende elektriske felt, der exciteres af elektromagnetiske bølger, og genererer varme gennem friktion. Varmen overføres derefter til virussen for at hæve dens temperatur. Når tolerancetærsklen overskrides, ødelægges nukleinsyrer og proteiner, hvilket i sidste ende reducerer infektionsevnen og endda inaktiverer virussen.
Flere grupper har rapporteret, at elektromagnetiske bølger kan reducere virussers infektionsevne gennem termisk eksponering [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] udsatte suspensioner af coronavirus 229E for elektromagnetiske bølger ved en frekvens på 95 GHz med en effekttæthed på 70 til 100 W/cm² i 0,2-0,7 s. Resultaterne viste, at en temperaturstigning på 100 °C under denne proces bidrog til ødelæggelsen af virusmorfologien og reduceret virusaktivitet. Disse termiske effekter kan forklares ved elektromagnetiske bølgers virkning på de omgivende vandmolekyler. Siddharta [3] bestrålede HCV-holdige cellekultursuspensioner af forskellige genotyper, herunder GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a og GT7a, med elektromagnetiske bølger ved en frekvens på 2450 MHz og en effekt på 90 W og 180 W, 360 W, 600 W og 800 Ti. Med en stigning i temperaturen i cellekulturmediet fra 26°C til 92°C reducerede elektromagnetisk stråling virussens infektivitet eller inaktiverede virusset fuldstændigt. Men HCV blev udsat for elektromagnetiske bølger i kort tid ved lav effekt (90 eller 180 W, 3 minutter) eller højere effekt (600 eller 800 W, 1 minut), mens der ikke var nogen signifikant stigning i temperaturen, og der ikke blev observeret nogen signifikant ændring i virussens infektivitet eller aktivitet.
Ovenstående resultater indikerer, at den termiske effekt af elektromagnetiske bølger er en nøglefaktor, der påvirker infektionsevnen eller aktiviteten af patogene vira. Derudover har adskillige undersøgelser vist, at den termiske effekt af elektromagnetisk stråling inaktiverer patogene vira mere effektivt end UV-C og konventionel opvarmning [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Ud over termiske effekter kan elektromagnetiske bølger også ændre polariteten af molekyler såsom mikrobielle proteiner og nukleinsyrer, hvilket får molekylerne til at rotere og vibrere, hvilket resulterer i reduceret levedygtighed eller endda død [10]. Det menes, at den hurtige ændring af polariteten af elektromagnetiske bølger forårsager proteinpolarisering, hvilket fører til vridning og krumning af proteinstrukturen og i sidste ende til proteindenaturering [11].
Den ikke-termiske effekt af elektromagnetiske bølger på virusinaktivering er fortsat kontroversiel, men de fleste undersøgelser har vist positive resultater [1, 25]. Som nævnt ovenfor kan elektromagnetiske bølger direkte trænge ind i MS2-virussens kappeprotein og ødelægge virussens nukleinsyre. Derudover er MS2-virusaerosoler meget mere følsomme over for elektromagnetiske bølger end vandig MS2. På grund af mindre polære molekyler, såsom vandmolekyler, i miljøet omkring MS2-virusaerosoler, kan athermiske effekter spille en nøglerolle i elektromagnetisk bølgemedieret virusinaktivering [1].
Resonansfænomenet refererer til et fysisk systems tendens til at absorbere mere energi fra sit miljø ved dets naturlige frekvens og bølgelængde. Resonans forekommer mange steder i naturen. Det er kendt, at vira resonerer med mikrobølger med samme frekvens i en begrænset akustisk dipoltilstand, et resonansfænomen [2, 13, 26]. Resonante interaktionsformer mellem en elektromagnetisk bølge og en virus tiltrækker sig mere og mere opmærksomhed. Effekten af effektiv strukturel resonansenergioverførsel (SRET) fra elektromagnetiske bølger til lukkede akustiske oscillationer (CAV) i vira kan føre til brud på virusmembranen på grund af modsatrettede kerne-kapsidvibrationer. Derudover er den samlede effektivitet af SRET relateret til miljøets natur, hvor viruspartiklens størrelse og pH bestemmer henholdsvis resonansfrekvensen og energiabsorptionen [2, 13, 19].
Den fysiske resonanseffekt af elektromagnetiske bølger spiller en nøglerolle i inaktiveringen af indkapslede vira, som er omgivet af en dobbeltlagsmembran indlejret i virale proteiner. Forskerne fandt, at deaktiveringen af H3N2 af elektromagnetiske bølger med en frekvens på 6 GHz og en effekttæthed på 486 W/m² hovedsageligt skyldtes fysisk brud på skallen på grund af resonanseffekten [13]. Temperaturen af H3N2-suspensionen steg kun med 7°C efter 15 minutters eksponering, men for inaktivering af den humane H3N2-virus ved termisk opvarmning kræves en temperatur over 55°C [9]. Lignende fænomener er blevet observeret for vira som SARS-CoV-2 og H3N1 [13, 14]. Derudover fører inaktivering af vira ved elektromagnetiske bølger ikke til nedbrydning af virale RNA-genomer [1,13,14]. Således blev inaktiveringen af H3N2-virus fremmet af fysisk resonans snarere end termisk eksponering [13].
Sammenlignet med den termiske effekt af elektromagnetiske bølger kræver inaktivering af virus ved fysisk resonans lavere dosisparametre, som er under de mikrobølgesikkerhedsstandarder, der er fastsat af Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. Resonansfrekvensen og effektdosis afhænger af virussens fysiske egenskaber, såsom partikelstørrelse og elasticitet, og alle virus inden for resonansfrekvensen kan effektivt målrettes til inaktivering. På grund af den høje penetrationshastighed, fraværet af ioniserende stråling og god sikkerhed er virusinaktivering medieret af den athermiske effekt af CPET lovende til behandling af humane maligne sygdomme forårsaget af patogene virus [14, 26].
Baseret på implementeringen af inaktivering af virus i flydende fase og på overfladen af forskellige medier, kan elektromagnetiske bølger effektivt håndtere virale aerosoler [1, 26], hvilket er et gennembrud og af stor betydning for at kontrollere virussets transmission og forhindre virussets transmission i samfundet. Desuden er opdagelsen af elektromagnetiske bølgers fysiske resonansegenskaber af stor betydning på dette område. Så længe resonansfrekvensen for et bestemt virion og elektromagnetiske bølger er kendt, kan alle virus inden for sårets resonansfrekvensområde målrettes, hvilket ikke kan opnås med traditionelle virusinaktiveringsmetoder [13,14,26]. Elektromagnetisk inaktivering af virus er et lovende forskningsprojekt med stor forsknings- og anvendt værdi og potentiale.
Sammenlignet med traditionel virusdræbende teknologi har elektromagnetiske bølger karakteristika for enkel, effektiv og praktisk miljøbeskyttelse, når de dræber virus på grund af deres unikke fysiske egenskaber [2, 13]. Der er dog stadig mange problemer. For det første er moderne viden begrænset til de fysiske egenskaber ved elektromagnetiske bølger, og mekanismen for energiudnyttelse under udsendelse af elektromagnetiske bølger er ikke blevet beskrevet [10, 27]. Mikrobølger, herunder millimeterbølger, er blevet brugt i vid udstrækning til at studere virusinaktivering og dens mekanismer, men undersøgelser af elektromagnetiske bølger ved andre frekvenser, især ved frekvenser fra 100 kHz til 300 MHz og fra 300 GHz til 10 THz, er ikke blevet rapporteret. For det andet er mekanismen til at dræbe patogene virus ved hjælp af elektromagnetiske bølger ikke blevet belyst, og kun sfæriske og stavformede virus er blevet undersøgt [2]. Derudover er viruspartikler små, cellefri, muterer let og spredes hurtigt, hvilket kan forhindre virusinaktivering. Elektromagnetisk bølgeteknologi skal stadig forbedres for at overvinde forhindringen med at inaktivere patogene virus. Endelig resulterer høj absorption af strålingsenergi fra polære molekyler i mediet, såsom vandmolekyler, i energitab. Derudover kan effektiviteten af SRET påvirkes af flere uidentificerede mekanismer i virus [28]. SRET-effekten kan også modificere virussen til at tilpasse sig sit miljø, hvilket resulterer i modstand mod elektromagnetiske bølger [29].
I fremtiden skal teknologien til virusinaktivering ved hjælp af elektromagnetiske bølger forbedres yderligere. Grundlæggende videnskabelig forskning bør sigte mod at belyse mekanismen for virusinaktivering ved hjælp af elektromagnetiske bølger. For eksempel bør mekanismen for udnyttelse af virussers energi, når de udsættes for elektromagnetiske bølger, den detaljerede mekanisme for ikke-termisk virkning, der dræber patogene virus, og mekanismen for SRET-effekten mellem elektromagnetiske bølger og forskellige typer virus systematisk belyses. Anvendt forskning bør fokusere på, hvordan man forhindrer overdreven absorption af strålingsenergi af polære molekyler, undersøger effekten af elektromagnetiske bølger med forskellige frekvenser på forskellige patogene virus, og undersøger de ikke-termiske virkninger af elektromagnetiske bølger i destruktionen af patogene virus.
Elektromagnetiske bølger er blevet en lovende metode til inaktivering af patogene vira. Elektromagnetisk bølgeteknologi har fordelene ved lav forurening, lave omkostninger og høj effektivitet i inaktivering af patogene vira, hvilket kan overvinde begrænsningerne ved traditionel antivirusteknologi. Der er dog behov for yderligere forskning for at bestemme parametrene for elektromagnetisk bølgeteknologi og belyse mekanismen bag virusinaktivering.
En vis dosis elektromagnetisk bølgestråling kan ødelægge strukturen og aktiviteten af mange patogene vira. Effektiviteten af virusinaktivering er tæt forbundet med frekvens, effekttæthed og eksponeringstid. Derudover omfatter potentielle mekanismer termiske, atermiske og strukturelle resonanseffekter af energioverførsel. Sammenlignet med traditionelle antivirale teknologier har virusinaktivering baseret på elektromagnetisk bølge fordelene ved enkelhed, høj effektivitet og lav forurening. Derfor er virusinaktivering medieret ved hjælp af elektromagnetiske bølger blevet en lovende antiviral teknik til fremtidige anvendelser.
U Yu. Indflydelse af mikrobølgestråling og kold plasma på bioaerosolaktivitet og relaterede mekanismer. Peking Universitet. år 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonant dipolkobling af mikrobølger og begrænsede akustiske oscillationer i baculovirusser. Videnskabelig rapport 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrobølgeinaktivering af HCV og HIV: en ny tilgang til at forebygge transmission af virusset blandt injektionsmisbrugere. Videnskabelig rapport 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Undersøgelse og eksperimentel observation af kontaminering af hospitalsdokumenter ved mikrobølgedesinfektion [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Forundersøgelse af inaktiveringsmekanismen og effekten af natriumdichlorisocyanat mod bakteriofag MS2. Sichuan Universitet. 2007.
Yang Li Forundersøgelse af inaktiveringseffekten og virkningsmekanismen af o-phthalaldehyd på bakteriofag MS2. Sichuan Universitet. 2007.
Wu Ye, Ms. Yao. Inaktivering af en luftbåren virus in situ ved mikrobølgestråling. Chinese Science Bulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronavirusser og poliovirusser er følsomme over for korte pulser af W-bånds cyklotronstråling. Letter on environmental chemistry. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S m.fl. Inaktivering af influenzavirus til antigenicitetsstudier og resistensanalyser over for fænotypiske neuraminidasehæmmere. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Oversigt over mikrobølgesterilisering. Guangdong mikronæringsstof videnskab. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Ikke-termiske biologiske effekter af mikrobølger på fødevaremikroorganismer og mikrobølgesteriliseringsteknologi [JJ Southwestern Nationalities University (Naturvidenskabelig udgave). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 spike protein denaturering ved athermisk mikrobølgebestråling. Videnskabelig rapport 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR m.fl. Effektiv strukturel resonant energioverførsel fra mikrobølger til begrænsede akustiske oscillationer i virus. Videnskabelig rapport 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Målrettet antiviral behandling ved hjælp af ikke-ioniserende strålebehandling til SARS-CoV-2 og forberedelse til en viral pandemi: metoder, fremgangsmåder og praksisnotater til klinisk anvendelse. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrobølgesterilisering og faktorer, der påvirker den. Chinese Medical Journal. 1993;(04):246-51.
Side WJ, Martin WG Overlevelse af mikrober i mikrobølgeovne. Du kan J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS. Mikrobølge- eller autoklavebehandling ødelægger infektionsevnen af infektiøs bronkitisvirus og aviær pneumovirus, men gør det muligt at detektere dem ved hjælp af revers transkriptase polymerasekædereaktion. Poultry disease. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrobølgeudryddelse af cytomegalovirus fra modermælk: et pilotstudie. Amningmedicin. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR m.fl. Mikrobølgeresonansabsorption af SARS-CoV-2-virus. Videnskabelig rapport 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH m.fl. UV-C (254 nm) dødelig dosis af SARS-CoV-2. Lysdiagnostik Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etc. Hurtig og fuldstændig inaktivering af SARS-CoV-2 med UV-C. Scientific Report 2020; 10(1):22421.
Opslagstidspunkt: 21. oktober 2022
Privatlivsindstillinger