Efikoj de elektromagnetaj ondoj sur patogenaj virusoj kaj rilataj mekanismoj: recenzo en la Journal of Virology

Patogenaj virusaj infektoj fariĝis grava problemo de publika sano tutmonde. Virusoj povas infekti ĉiujn ĉelajn organismojn kaj kaŭzi diversajn gradojn de vundo kaj damaĝo, kondukante al malsano kaj eĉ morto. Kun la disvastiĝo de tre patogenaj virusoj kiel la koronaviruso 2 de la severa akuta spira sindromo (SARS-CoV-2), ekzistas urĝa bezono disvolvi efikajn kaj sekurajn metodojn por inaktivigi patogenajn virusojn. Tradiciaj metodoj por inaktivigi patogenajn virusojn estas praktikaj sed havas kelkajn limigojn. Kun la karakterizaĵoj de alta penetra povo, fizika resonanco kaj neniu poluado, elektromagnetaj ondoj fariĝis potenciala strategio por la inaktivigo de patogenaj virusoj kaj altiras kreskantan atenton. Ĉi tiu artikolo provizas superrigardon de lastatempaj publikaĵoj pri la efiko de elektromagnetaj ondoj sur patogenaj virusoj kaj iliaj mekanismoj, same kiel la perspektivojn por la uzo de elektromagnetaj ondoj por la inaktivigo de patogenaj virusoj, same kiel novajn ideojn kaj metodojn por tia inaktivigo.
Multaj virusoj rapide disvastiĝas, daŭras longe, estas tre patogenaj kaj povas kaŭzi tutmondajn epidemiojn kaj gravajn sanriskojn. Preventado, detekto, testado, ekstermado kaj kuracado estas ŝlosilaj paŝoj por haltigi la disvastiĝon de la viruso. Rapida kaj efika elimino de patogenaj virusoj inkluzivas profilaktan, protektan kaj fontan eliminon. Malaktivigo de patogenaj virusoj per fiziologia detruo por redukti ilian infekteblecon, patogenecon kaj reproduktan kapablon estas efika metodo por ilia elimino. Tradiciaj metodoj, inkluzive de alta temperaturo, kemiaĵoj kaj joniga radiado, povas efike malaktivigi patogenajn virusojn. Tamen, ĉi tiuj metodoj ankoraŭ havas kelkajn limigojn. Tial, ankoraŭ ekzistas urĝa bezono disvolvi novigajn strategiojn por la malaktivigo de patogenaj virusoj.
La emisio de elektromagnetaj ondoj havas la avantaĝojn de alta penetra povo, rapida kaj unuforma hejtado, resonanco kun mikroorganismoj kaj plasmoliberigo, kaj oni atendas, ke ĝi fariĝos praktika metodo por inaktivigi patogenajn virusojn [1,2,3]. La kapablo de elektromagnetaj ondoj inaktivigi patogenajn virusojn estis montrita en la lasta jarcento [4]. En la lastaj jaroj, la uzo de elektromagnetaj ondoj por la inaktivigo de patogenaj virusoj altiris kreskantan atenton. Ĉi tiu artikolo diskutas la efikon de elektromagnetaj ondoj sur patogenajn virusojn kaj iliajn mekanismojn, kio povas servi kiel utila gvidilo por baza kaj aplikata esplorado.
La morfologiaj karakterizaĵoj de virusoj povas reflekti funkciojn kiel ekzemple supervivo kaj infektebleco. Estis pruvite, ke elektromagnetaj ondoj, precipe ultra-altfrekvencaj (UHF) kaj ultra-altfrekvencaj (EHF) elektromagnetaj ondoj, povas interrompi la morfologion de virusoj.
Bakteriofago MS2 (MS2) ofte estas uzata en diversaj esplorkampoj kiel ekzemple taksado de desinfektado, kineta modelado (akva), kaj biologia karakterizado de virusmolekuloj [5, 6]. Wu trovis, ke mikroondoj je 2450 MHz kaj 700 W kaŭzis agregiĝon kaj signifan ŝrumpadon de MS2-akvaj fagoj post 1 minuto da rekta surradiado [1]. Post plia esplorado, ankaŭ oni observis fendon en la surfaco de la MS2-fago [7]. Kaczmarczyk [8] eksponis suspendojn de specimenoj de koronaviruso 229E (CoV-229E) al milimetraj ondoj kun frekvenco de 95 GHz kaj potencdenseco de 70 ĝis 100 W/cm2 dum 0.1 s. Grandaj truoj troveblas en la malglata sfera ŝelo de la viruso, kio kondukas al la perdo de ĝia enhavo. Eksponiĝo al elektromagnetaj ondoj povas esti detrua por virusaj formoj. Tamen, ŝanĝoj en morfologiaj ecoj, kiel formo, diametro kaj surfaca glateco, post eksponiĝo al la viruso kun elektromagneta radiado estas nekonataj. Tial gravas analizi la rilaton inter morfologiaj trajtoj kaj funkciaj perturboj, kiuj povas provizi valorajn kaj oportunajn indikilojn por taksi virusan malaktivigon [1].
La virusstrukturo kutime konsistas el interna nuklea acido (RNA aŭ DNA) kaj ekstera kapsido. Nukleaj acidoj determinas la genetikajn kaj replikiĝajn ecojn de virusoj. La kapsido estas la ekstera tavolo de regule aranĝitaj proteinaj subunuoj, la baza skafaldaro kaj antigena komponanto de viruspartikloj, kaj ankaŭ protektas nukleajn acidojn. Plej multaj virusoj havas kovertan strukturon konsistantan el lipidoj kaj glikoproteinoj. Krome, kovertaj proteinoj determinas la specifecon de la receptoroj kaj servas kiel la ĉefaj antigenoj, kiujn la imunsistemo de la gastiganto povas rekoni. La kompleta strukturo certigas la integrecon kaj genetikan stabilecon de la viruso.
Esplorado montris, ke elektromagnetaj ondoj, precipe UHF-elektromagnetaj ondoj, povas damaĝi la RNA-on de malsan-kaŭzantaj virusoj. Wu [1] rekte eksponis la akvan medion de la MS2-viruso al 2450 MHz-mikroondoj dum 2 minutoj kaj analizis la genojn kodantajn proteinon A, kapsidan proteinon, replikazan proteinon kaj fendan proteinon per ĝela elektroforezo kaj inversa transskriba polimeraza ĉenreakcio (RT-PCR). Ĉi tiuj genoj estis laŭgrade detruitaj kun kreskanta potencdenso kaj eĉ malaperis ĉe la plej alta potencdenso. Ekzemple, la esprimo de la proteino A-geno (934 bp) signife malpliiĝis post eksponiĝo al elektromagnetaj ondoj kun potenco de 119 kaj 385 W kaj tute malaperis kiam la potencdenso estis pliigita al 700 W. Ĉi tiuj datumoj indikas, ke elektromagnetaj ondoj povas, depende de la dozo, detrui la strukturon de la nukleaj acidoj de virusoj.
Lastatempaj studoj montris, ke la efiko de elektromagnetaj ondoj sur patogenaj virusproteinoj baziĝas ĉefe sur ilia nerekta termika efiko sur mediatoroj kaj ilia nerekta efiko sur proteinsintezo pro la detruo de nukleaj acidoj [1, 3, 8, 9]. Tamen, atermiaj efikoj ankaŭ povas ŝanĝi la polusecon aŭ strukturon de virusproteinoj [1, 10, 11]. La rekta efiko de elektromagnetaj ondoj sur fundamentaj strukturaj/nestrukturaj proteinoj kiel kapsidaj proteinoj, kovertaj proteinoj aŭ pikilaj proteinoj de patogenaj virusoj ankoraŭ postulas plian studon. Ĵus oni sugestis, ke 2 minutoj da elektromagneta radiado je frekvenco de 2.45 GHz kun potenco de 700 W povas interagi kun malsamaj frakcioj de proteinaj ŝargoj per la formado de varmaj punktoj kaj oscilantaj elektraj kampoj per pure elektromagnetaj efikoj [12].
La koverto de patogena viruso estas proksime rilata al ĝia kapablo infekti aŭ kaŭzi malsanon. Pluraj studoj raportis, ke UHF kaj mikroondaj elektromagnetaj ondoj povas detrui la ŝelojn de malsan-kaŭzantaj virusoj. Kiel menciite supre, oni povas detekti apartajn truojn en la virusa koverto de koronaviruso 229E post 0,1 sekundoj da eksponiĝo al la 95 GHz-milimetra ondo je potencdenseco de 70 ĝis 100 W/cm² [8]. La efiko de resonanca energi-transdono de elektromagnetaj ondoj povas kaŭzi sufiĉan streson por detrui la strukturon de la virusa koverto. Por kovertaj virusoj, post krevo de la koverto, la infektebleco aŭ iu aktiveco kutime malpliiĝas aŭ tute perdiĝas [13, 14]. Yang [13] eksponis la gripviruson H3N2 (H3N2) kaj la gripviruson H1N1 (H1N1) al mikroondoj je 8,35 GHz, 320 W/m² kaj 7 GHz, 308 W/m², respektive, dum 15 minutoj. Por kompari la RNA-signalojn de patogenaj virusoj eksponitaj al elektromagnetaj ondoj kaj fragmentita modelo frostigita kaj tuj degelita en likva nitrogeno dum pluraj cikloj, RT-PCR estis efektivigita. La rezultoj montris, ke la RNA-signaloj de la du modeloj estas tre koheraj. Ĉi tiuj rezultoj indikas, ke la fizika strukturo de la viruso estas interrompita kaj la koverta strukturo estas detruita post eksponiĝo al mikroonda radiado.
La aktiveco de viruso povas esti karakterizita per ĝia kapablo infekti, replikiĝi kaj transskribi. Virusa infekteco aŭ aktiveco estas kutime taksata per mezurado de virusaj titroj uzante plakajn analizojn, medianan infektan dozon de histokultivaĵo (TCID50), aŭ aktivecon de luciferaza raportista geno. Sed ĝi ankaŭ povas esti taksata rekte per izolado de viva viruso aŭ per analizado de virusa antigeno, viruspartikla denseco, virusa supervivo, ktp.
Estis raportite, ke elektromagnetaj ondoj UHF, SHF kaj EHF povas rekte inaktivigi virusajn aerosolojn aŭ akvoportatajn virusojn. Wu [1] eksponis MS2-bakteriofagan aerosolon generitan de laboratorionebulizilo al elektromagnetaj ondoj kun frekvenco de 2450 MHz kaj potenco de 700 W dum 1.7 minutoj, dum la postvivoprocento de MS2-bakteriofago estis nur 8.66%. Simile al MS2-virusa aerosolo, 91.3% de akva MS2 estis inaktivigita ene de 1.5 minutoj post eksponiĝo al la sama dozo de elektromagnetaj ondoj. Krome, la kapablo de elektromagneta radiado inaktivigi la MS2-viruson estis pozitive korelaciita kun potencdenso kaj ekspontempo. Tamen, kiam la malaktiviga efikeco atingas sian maksimuman valoron, la malaktiviga efikeco ne povas esti plibonigita per pliigo de la ekspontempo aŭ pliigo de la potencdenso. Ekzemple, la MS2-viruso havis minimuman postvivoprocenton de 2.65% ĝis 4.37% post eksponiĝo al 2450 MHz kaj 700 W elektromagnetaj ondoj, kaj neniuj signifaj ŝanĝoj estis trovitaj kun pliigo de ekspontempo. Siddharta [3] surradiis ĉelkultursuspendon enhavantan hepatito C-viruson (HCV)/homan imundifekto-viruson tipo 1 (HIV-1) per elektromagnetaj ondoj je frekvenco de 2450 MHz kaj potenco de 360 ​​W. Ili trovis, ke virusaj titroj signife malpliiĝis post 3 minutoj da eksponiĝo, indikante, ke elektromagneta onda radiado estas efika kontraŭ HCV kaj HIV-1-infektebleco kaj helpas malhelpi la dissendon de la viruso eĉ kiam eksponitaj kune. Kiam oni surradiis HCV-ĉelkulturojn kaj HIV-1-suspendojn per malalt-potencaj elektromagnetaj ondoj kun frekvenco de 2450 MHz, 90 W aŭ 180 W, neniu ŝanĝo en la virusa titro, determinita per la luciferaza raportista aktiveco, kaj signifa ŝanĝo en virusa infektebleco estis observitaj. Je 600 kaj 800 W dum 1 minuto, la infektebleco de ambaŭ virusoj ne signife malpliiĝis, kio supozeble rilatas al la potenco de la elektromagneta onda radiado kaj la tempo de kritika temperatura eksponiĝo.
Kaczmarczyk [8] unue montris la letalecon de EHF-elektromagnetaj ondoj kontraŭ akvoportataj patogenaj virusoj en 2021. Ili eksponis specimenojn de koronaviruso 229E aŭ poliomjelito-viruso (PV) al elektromagnetaj ondoj je frekvenco de 95 GHz kaj potencdenseco de 70 ĝis 100 W/cm2 dum 2 sekundoj. La inaktiviga efikeco de la du patogenaj virusoj estis 99,98% kaj 99,375%, respektive, kio indikas, ke EHF-elektromagnetaj ondoj havas larĝajn aplikajn perspektivojn en la kampo de virusinaktivigo.
La efikeco de UHF-inaktivigo de virusoj ankaŭ estis taksita en diversaj medioj kiel patrina lakto kaj iuj materialoj ofte uzataj en la hejmo. La esploristoj eksponis anestezajn maskojn poluitajn per adenoviruso (ADV), poliomjelito-viruso tipo 1 (PV-1), herpesviruso 1 (HV-1) kaj rinocerviruso (RHV) al elektromagneta radiado je frekvenco de 2450 MHz kaj potenco de 720 vatoj. Ili raportis, ke testoj por ADV kaj PV-1-antigenoj fariĝis negativaj, kaj HV-1, PIV-3 kaj RHV-titroj falis al nulo, indikante kompletan inaktivigon de ĉiuj virusoj post 4 minutoj da eksponiĝo [15, 16]. Elhafi [17] rekte eksponis vatbulojn infektitajn per birda infekta bronkito-viruso (IBV), birda pneumoviruso (APV), Newcastle-malsano-viruso (NDV) kaj birda gripviruso (AIV) al 2450 MHz, 900 W mikroonda forno perdis sian infektecon. Inter ili, APV kaj IBV estis plie detektitaj en kulturoj de traĥeaj organoj akiritaj de kokidaj embrioj de la 5-a generacio. Kvankam la viruso ne povis esti izolita, la virusa nuklea acido tamen estis detektita per RT-PCR. Ben-Shoshan [18] rekte eksponis 2450 MHz, 750 W elektromagnetajn ondojn al 15 citomegalovirus- (CMV) pozitivaj patrina lakto-specimenoj dum 30 sekundoj. Antigena detekto per Shell-Vial montris kompletan inaktivigon de CMV. Tamen, je 500 W, 2 el 15 specimenoj ne atingis kompletan inaktivigon, kio indikas pozitivan korelacion inter la inaktiviga efikeco kaj la potenco de elektromagnetaj ondoj.
Ankaŭ indas rimarki, ke Yang [13] antaŭdiris la resonancan frekvencon inter elektromagnetaj ondoj kaj virusoj surbaze de establitaj fizikaj modeloj. Suspendo de H3N2-virusaj partikloj kun denseco de 7,5 × 1014 m-3, produktitaj de virus-sentemaj Madin Darby-hundaj renaj ĉeloj (MDCK), estis rekte eksponita al elektromagnetaj ondoj je frekvenco de 8 GHz kaj potenco de 820 W/m² dum 15 minutoj. La nivelo de inaktivigo de la H3N2-viruso atingas 100%. Tamen, je teoria sojlo de 82 W/m², nur 38% de la H3N2-viruso estis inaktivigita, sugestante, ke la efikeco de EM-mediaciita virusa inaktivigo estas proksime rilata al potenco-denseco. Surbaze de ĉi tiu studo, Barbora [14] kalkulis la resonancan frekvencan gamon (8,5–20 GHz) inter elektromagnetaj ondoj kaj SARS-CoV-2 kaj konkludis, ke 7,5 × 1014 m-3 de SARS-CoV-2 eksponita al elektromagnetaj ondoj. Ondo kun frekvenco de 10-17 GHz kaj potencdenseco de 14,5 ± 1 W/m2 dum proksimume 15 minutoj rezultigos 100% malaktivigon. Lastatempa studo de Wang [19] montris, ke la resonancaj frekvencoj de SARS-CoV-2 estas 4 kaj 7,5 GHz, konfirmante la ekziston de resonancaj frekvencoj sendependaj de la virusa titrado.
Konklude, ni povas diri, ke elektromagnetaj ondoj povas influi aerosolojn kaj suspendojn, same kiel la agadon de virusoj sur surfacoj. Oni trovis, ke la efikeco de malaktivigo estas proksime rilata al la frekvenco kaj potenco de elektromagnetaj ondoj kaj la medio uzata por la kresko de la viruso. Krome, elektromagnetaj frekvencoj bazitaj sur fizikaj resonancoj estas tre gravaj por virusa malaktivigo [2, 13]. Ĝis nun, la efiko de elektromagnetaj ondoj sur la agadon de patogenaj virusoj ĉefe fokusiĝis al ŝanĝo de infektebleco. Pro la kompleksa mekanismo, pluraj studoj raportis la efikon de elektromagnetaj ondoj sur la replikadon kaj transskribon de patogenaj virusoj.
La mekanismoj per kiuj elektromagnetaj ondoj malaktivigas virusojn estas proksime rilataj al la tipo de viruso, frekvenco kaj potenco de elektromagnetaj ondoj, kaj la kreskomedio de la viruso, sed restas plejparte neesploritaj. Lastatempaj esploroj fokusiĝis al la mekanismoj de termika, atermika kaj struktura resonanca energitransdono.
La termika efiko estas komprenata kiel temperaturpliiĝo kaŭzita de altrapida rotacio, kolizio kaj frotado de polusaj molekuloj en histoj sub la influo de elektromagnetaj ondoj. Pro ĉi tiu eco, elektromagnetaj ondoj povas levi la temperaturon de la viruso super la sojlon de fiziologia toleremo, kaŭzante la morton de la viruso. Tamen, virusoj enhavas malmultajn polusajn molekulojn, kio sugestas, ke rektaj termikaj efikoj sur virusoj estas maloftaj [1]. Male, ekzistas multe pli da polusaj molekuloj en la medio kaj ĉirkaŭaĵo, kiel ekzemple akvomolekuloj, kiuj moviĝas laŭ la alterna elektra kampo ekscitita de elektromagnetaj ondoj, generante varmon per frotado. La varmo tiam estas transdonita al la viruso por levi ĝian temperaturon. Kiam la toleremo-sojlo estas superita, nukleaj acidoj kaj proteinoj estas detruitaj, kio finfine reduktas infektecon kaj eĉ malaktivigas la viruson.
Pluraj grupoj raportis, ke elektromagnetaj ondoj povas redukti la infekteblecon de virusoj per termika eksponiĝo [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] eksponis suspendojn de koronaviruso 229E al elektromagnetaj ondoj je frekvenco de 95 GHz kun potencdenseco de 70 ĝis 100 W/cm² dum 0,2-0,7 s. La rezultoj montris, ke temperaturpliiĝo de 100°C dum ĉi tiu procezo kontribuis al la detruo de la virusmorfologio kaj reduktis virusaktivecon. Ĉi tiuj termikaj efikoj povas esti klarigitaj per la ago de elektromagnetaj ondoj sur la ĉirkaŭajn akvomolekulojn. Siddharta [3] surradiis HCV-entenantajn ĉelkultursuspendojn de malsamaj genotipoj, inkluzive de GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a kaj GT7a, per elektromagnetaj ondoj je frekvenco de 2450 MHz kaj potenco de 90 W kaj 180 W, 360 W, 600 W kaj 800 Tue. Kun pliiĝo de la temperaturo de la ĉelkulturmedio de 26 °C al 92 °C, elektromagneta radiado reduktis la infekteblecon de la viruso aŭ tute inaktivigis la viruson. Sed HCV estis eksponita al elektromagnetaj ondoj dum mallonga tempo je malalta potenco (90 aŭ 180 W, 3 minutoj) aŭ pli alta potenco (600 aŭ 800 W, 1 minuto), dum ne estis signifa pliiĝo de temperaturo kaj ne estis observita signifa ŝanĝo en la virusa infektebleco aŭ aktiveco.
La supraj rezultoj indikas, ke la termika efiko de elektromagnetaj ondoj estas ŝlosila faktoro influanta la infekteblecon aŭ aktivecon de patogenaj virusoj. Krome, multaj studoj montris, ke la termika efiko de elektromagneta radiado pli efike malaktivigas patogenajn virusojn ol UV-C kaj konvencia hejtado [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Aldone al termikaj efikoj, elektromagnetaj ondoj ankaŭ povas ŝanĝi la polusecon de molekuloj kiel mikrobaj proteinoj kaj nukleaj acidoj, kaŭzante la rotacion kaj vibron de la molekuloj, rezultante en reduktita viveblo aŭ eĉ morto [10]. Oni kredas, ke la rapida ŝanĝo de la poluseco de elektromagnetaj ondoj kaŭzas proteinan polusiĝon, kiu kondukas al tordado kaj kurbeco de la proteina strukturo kaj, finfine, al proteina denaturigo [11].
La netermika efiko de elektromagnetaj ondoj sur virusan malaktivigon restas kontestata, sed plej multaj studoj montris pozitivajn rezultojn [1, 25]. Kiel ni menciis supre, elektromagnetaj ondoj povas rekte penetri la kovertan proteinon de la MS2-viruso kaj detrui la nuklean acidon de la viruso. Krome, MS2-virusaj aerosoloj estas multe pli sentemaj al elektromagnetaj ondoj ol akvaj MS2. Pro malpli polusaj molekuloj, kiel akvomolekuloj, en la medio ĉirkaŭanta MS2-virusajn aerosolojn, atermaj efikoj povas ludi ŝlosilan rolon en elektromagnete-ond-mediaciita virusa malaktivigo [1].
La fenomeno de resonanco rilatas al la tendenco de fizika sistemo absorbi pli da energio el sia ĉirkaŭaĵo ĉe sia natura frekvenco kaj ondolongo. Resonanco okazas en multaj lokoj en la naturo. Estas konate, ke virusoj resonancas kun mikroondoj de la sama frekvenco en limigita akustika dipola reĝimo, resonanca fenomeno [2, 13, 26]. Resonancaj interagreĝimoj inter elektromagneta ondo kaj viruso altiras pli kaj pli da atento. La efiko de efika struktura resonanca energitransigo (SRET) de elektromagnetaj ondoj al fermitaj akustikaj osciloj (CAV) en virusoj povas konduki al krevo de la virusmembrano pro kontraŭstaraj kerno-kapsidaj vibroj. Krome, la ĝenerala efikeco de SRET rilatas al la naturo de la ĉirkaŭaĵo, kie la grandeco kaj pH de la viruspartiklo determinas la resonancan frekvencon kaj energisorbadon, respektive [2, 13, 19].
La fizika resonanca efiko de elektromagnetaj ondoj ludas ŝlosilan rolon en la malaktivigo de kovertaj virusoj, kiuj estas ĉirkaŭitaj de dutavola membrano enigita en virusajn proteinojn. La esploristoj trovis, ke la malaktivigo de H3N2 per elektromagnetaj ondoj kun frekvenco de 6 GHz kaj potencdenseco de 486 W/m² estis ĉefe kaŭzita de la fizika krevo de la ŝelo pro la resonanca efiko [13]. La temperaturo de la H3N2-suspendo pliiĝis je nur 7 °C post 15 minutoj da eksponiĝo, tamen, por malaktivigo de la homa H3N2-viruso per termika varmigo, temperaturo super 55 °C estas necesa [9]. Similaj fenomenoj estis observitaj por virusoj kiel SARS-CoV-2 kaj H3N1 [13, 14]. Krome, la malaktivigo de virusoj per elektromagnetaj ondoj ne kondukas al la degenero de virusaj RNA-genaroj [1,13,14]. Tiel, la malaktivigo de la H3N2-viruso estis antaŭenigita per fizika resonanco prefere ol per termika eksponiĝo [13].
Kompare kun la termika efiko de elektromagnetaj ondoj, la malaktivigo de virusoj per fizika resonanco postulas pli malaltajn dozoparametrojn, kiuj estas sub la mikroondaj sekurecnormoj establitaj de la Instituto de Elektraj kaj Elektronikaj Inĝenieroj (IEEE) [2, 13]. La resonanca frekvenco kaj potenca dozo dependas de la fizikaj ecoj de la viruso, kiel ekzemple partikla grandeco kaj elasteco, kaj ĉiuj virusoj ene de la resonanca frekvenco povas esti efike celitaj por malaktivigo. Pro la alta penetra rapideco, la foresto de joniga radiado, kaj bona sekureco, virusmalaktivigo mediaciita per la aterma efiko de CPET estas promesplena por la traktado de homaj malignaj malsanoj kaŭzitaj de patogenaj virusoj [14, 26].
Surbaze de la efektivigo de la inaktivigo de virusoj en la likva fazo kaj sur la surfaco de diversaj medioj, elektromagnetaj ondoj povas efike trakti virusajn aerosolojn [1, 26], kio estas sukceso kaj estas tre grava por kontroli la dissendon de la viruso kaj malhelpi la dissendon de la viruso en la socio dum epidemio. Krome, la malkovro de la fizikaj resonancaj ecoj de elektromagnetaj ondoj estas tre grava en ĉi tiu kampo. Kondiĉe ke la resonanca frekvenco de specifa viriono kaj elektromagnetaj ondoj estas konataj, ĉiuj virusoj ene de la resonanca frekvenca gamo de la vundo povas esti celitaj, kio ne atingeblas per tradiciaj virusaj inaktivigaj metodoj [13,14,26]. Elektromagneta inaktivigo de virusoj estas promesplena esplorado kun granda esplora kaj aplikata valoro kaj potencialo.
Kompare kun tradicia virusmortiga teknologio, elektromagnetaj ondoj havas la karakterizaĵojn de simpla, efika, praktika media protekto dum mortigado de virusoj pro siaj unikaj fizikaj ecoj [2, 13]. Tamen, multaj problemoj restas. Unue, moderna scio estas limigita al la fizikaj ecoj de elektromagnetaj ondoj, kaj la mekanismo de energiutiligo dum la emisio de elektromagnetaj ondoj ne estas malkaŝita [10, 27]. Mikroondoj, inkluzive de milimetraj ondoj, estis vaste uzataj por studi virusan malaktivigon kaj iliajn mekanismojn, tamen studoj pri elektromagnetaj ondoj ĉe aliaj frekvencoj, precipe ĉe frekvencoj de 100 kHz ĝis 300 MHz kaj de 300 GHz ĝis 10 THz, ne estas raportitaj. Due, la mekanismo de mortigado de patogenaj virusoj per elektromagnetaj ondoj ne estas klarigita, kaj nur sferaj kaj bastonformaj virusoj estas studitaj [2]. Krome, viruspartikloj estas malgrandaj, senĉelaj, facile mutacias kaj rapide disvastiĝas, kio povas malhelpi virusan malaktivigon. Elektromagneta onda teknologio ankoraŭ bezonas esti plibonigita por superi la obstaklon de malaktivigo de patogenaj virusoj. Fine, alta sorbado de radianta energio fare de polusaj molekuloj en la medio, kiel ekzemple akvomolekuloj, rezultas en energiperdo. Krome, la efikeco de SRET povas esti influita de pluraj neidentigitaj mekanismoj en virusoj [28]. La SRET-efiko ankaŭ povas modifi la viruson por adaptiĝi al sia medio, rezultante en rezisto al elektromagnetaj ondoj [29].
Estonte, la teknologio de virusinaktivigo uzante elektromagnetajn ondojn bezonas esti plue plibonigita. Fundamenta scienca esplorado devus celi klarigi la mekanismon de virusinaktivigo per elektromagnetaj ondoj. Ekzemple, la mekanismo de uzado de la energio de virusoj kiam eksponitaj al elektromagnetaj ondoj, la detala mekanismo de ne-termika ago kiu mortigas patogenajn virusojn, kaj la mekanismo de la SRET-efiko inter elektromagnetaj ondoj kaj diversaj specoj de virusoj devus esti sisteme klarigitaj. Aplikata esplorado devus fokusiĝi pri kiel malhelpi troan sorbadon de radiada energio fare de polusaj molekuloj, studi la efikon de elektromagnetaj ondoj de malsamaj frekvencoj sur diversajn patogenajn virusojn, kaj studi la ne-termikajn efikojn de elektromagnetaj ondoj en la detruo de patogenaj virusoj.
Elektromagnetaj ondoj fariĝis promesplena metodo por la inaktivigo de patogenaj virusoj. Elektromagnetaj ondoj havas la avantaĝojn de malalta poluado, malalta kosto kaj alta efikeco por inaktivigi patogenajn virusojn, kio povas superi la limigojn de tradicia antivirusa teknologio. Tamen, plia esplorado estas necesa por determini la parametrojn de elektromagneta ondo kaj klarigi la mekanismon de virusinaktivigo.
Certa dozo de elektromagneta onda radiado povas detrui la strukturon kaj aktivecon de multaj patogenaj virusoj. La efikeco de virusinaktivigo estas proksime rilata al frekvenco, potencdenseco kaj ekspontempo. Krome, eblaj mekanismoj inkluzivas termikajn, atermikajn kaj strukturajn resonancajn efikojn de energitransigo. Kompare kun tradiciaj antivirusaj teknologioj, elektromagneta ondo-bazita virusinaktivigo havas la avantaĝojn de simpleco, alta efikeco kaj malalta poluado. Tial, elektromagneta ondo-mediaciita virusinaktivigo fariĝis promesplena antivirusa tekniko por estontaj aplikoj.
U Yu. Influo de mikroonda radiado kaj malvarma plasmo sur bioaerosola aktiveco kaj rilataj mekanismoj. Universitato de Pekingo. jaro 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonanca dipola kuplado de mikroondoj kaj limigitaj akustikaj osciladoj en bakulovirusoj. Scienca raporto 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikroonda malaktivigo de HCV kaj HIV: nova aliro al preventado de la dissendo de la viruso inter injektantaj droguzantoj. Scienca raporto 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Esploro kaj Eksperimenta Observado de Poluado de Hospitalaj Dokumentoj per Mikroonda Desinfektado [J] Ĉina Medicina Revuo. 1987; 4:221-2.
Sun Wei, Antaŭstudo pri la inaktiviga mekanismo kaj efikeco de natria dikloroizocianato kontraŭ bakteriofago MS2. Universitato de Siĉuano. 2007.
Yang Li Antaŭstudo pri la inaktiviga efiko kaj mekanismo de ago de o-ftalaldehido sur bakteriofago MS2. Universitato de Siĉuano. 2007.
Wu Ye, S-ino Yao. Malaktivigo de aera viruso surloke per mikroonda radiado. Ĉina Scienca Bulteno. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Koronavirusoj kaj poliomjelitovirusoj estas sentemaj al mallongaj pulsoj de W-benda ciklotrona radiado. Letero pri media kemio. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Malaktivigo de gripviruso por antigenecaj studoj kaj rezistanctestoj al fenotipaj neŭraminidazaj inhibitoroj. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Superrigardo de mikroonda steriligo. Gŭangdonga mikronutra scienco. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Netermikaj Biologiaj Efikoj de Mikroondoj sur Nutraĵajn Mikroorganismojn kaj Mikroondan Steriligteknologion [JJ Southwestern Nationalities University (Naturscienca Eldono). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denaturigo de la pikilproteino de SARS-CoV-2 post aterma mikroonda surradiado. Scienca raporto 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Efika struktura resonanca energitransigo de mikroondoj al limigitaj akustikaj osciloj en virusoj. Scienca raporto 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Celita antivirusa terapio uzante nejonigan radiadoterapion por SARS-CoV-2 kaj preparo por virusa pandemio: metodoj, metodoj kaj praktiknotoj por klinika apliko. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikroonda steriligo kaj faktoroj influantaj ĝin. Ĉina Medicina Revuo. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Supervivo de mikroboj en mikroondaj fornoj. You can J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikroonda aŭ aŭtoklava traktado detruas la infekteblecon de infekta bronkita viruso kaj birda pneumoviruso, sed permesas ilian detekton per inversa transkriptaza polimeraza ĉenreakcio. kokaĵmalsano. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikroonda ekstermado de citomegaloviruso el patrina lakto: pilota studo. mamnutra medicino. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Mikroonda resonanca sorbado de la SARS-CoV-2 viruso. Scienca Raporto 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, ktp. UV-C (254 nm) mortiga dozo de SARS-CoV-2. Lumdiagnozoj Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, ktp. Rapida kaj kompleta malaktivigo de SARS-CoV-2 per UV-C. Scienca Raporto 2020; 10(1):22421.