Effekter vun elektromagnetesche Wellen op pathogene Viren a verwandte Mechanismen: Eng Iwwerpréiwung am Journal of Virology

Pathogene virale Infektiounen sinn e grousst ëffentlech Gesondheetsprobleem weltwäit ginn. Viren kënnen all cellulär Organismen infizéieren a verursaachen ënnerschiddlech Grad vu Verletzungen a Schued, wat zu Krankheet a souguer Doud féiert. Mat der Prevalenz vun héich pathogene Viren wéi schwéieren akuten respiratoresche Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), gëtt et en dréngende Bedierfnes fir effektiv a sécher Methoden z'entwéckelen fir pathogene Virussen ze inaktivéieren. Traditionell Methoden fir pathogene Viren ze inaktivéieren si praktesch awer hunn e puer Aschränkungen. Mat de Charakteristiken vun héijer penetréierender Kraaft, kierperlecher Resonanz a keng Verschmotzung, sinn elektromagnetesch Wellen eng potenziell Strategie fir d'Inaktivéierung vu pathogene Viren ginn a lackele ëmmer méi Opmierksamkeet. Dësen Artikel gëtt en Iwwerbléck iwwer déi rezent Publikatiounen iwwer den Impakt vun elektromagnetesche Wellen op pathogene Viren an hir Mechanismen, wéi och d'Perspektiven fir d'Benotzung vun elektromagnéitesche Wellen fir d'Inaktivéierung vu pathogene Viren, wéi och nei Iddien a Methoden fir esou Inaktivéierung.
Vill Viren verbreet sech séier, bestoe fir eng laang Zäit, sinn héich pathogen a kënne weltwäit Epidemien a sérieux Gesondheetsrisiken verursaachen. Präventioun, Detektioun, Testen, Ausrotten a Behandlung si Schlëssel Schrëtt fir d'Verbreedung vum Virus ze stoppen. Rapid an effizient Eliminatioun vu pathogene Viren enthält prophylaktesch, Schutz- a Quelleliminatioun. Inaktivéierung vu pathogene Viren duerch physiologesch Zerstéierung fir hir Infektivitéit, Pathogenizitéit a reproduktive Kapazitéit ze reduzéieren ass eng effektiv Method fir hir Eliminatioun. Traditionell Methoden, dorënner héich Temperaturen, Chemikalien an ioniséierender Stralung, kënnen effektiv pathogene Viren inaktivéieren. Wéi och ëmmer, dës Methoden hunn nach ëmmer e puer Aschränkungen. Dofir ass et nach ëmmer en dréngende Bedierfnes fir innovativ Strategien fir d'Inaktivéierung vu pathogene Viren z'entwéckelen.
D'Emissioun vun elektromagnetesche Wellen huet d'Virdeeler vun héich penetréierend Muecht, séier an eenheetlech Heizung, Resonanz mat microorganisms a Plasma Verëffentlechung, a gëtt erwaart eng praktesch Method fir inactivating pathogenic Viren ze ginn [1,2,3]. D'Fäegkeet vun elektromagnetesche Wellen fir pathogene Viren ze inaktivéieren gouf am leschte Joerhonnert bewisen [4]. An de leschte Joeren huet d'Benotzung vun elektromagnetesche Wellen fir d'Inaktivéierung vu pathogene Viren ëmmer méi Opmierksamkeet ugezunn. Dësen Artikel diskutéiert den Effekt vun elektromagnetesche Wellen op pathogene Viren an hir Mechanismen, déi als nëtzlech Guide fir Basis an ugewandt Fuerschung déngen kënnen.
Déi morphologesch Charakteristike vu Virussen kënne Funktiounen wéi Iwwerliewe an Infektivitéit reflektéieren. Et gouf bewisen datt elektromagnéitesch Wellen, besonnesch ultra héich Frequenz (UHF) an ultra héich Frequenz (EHF) elektromagnetesch Wellen, d'Morphologie vu Viren stéieren kënnen.
Bakteriophage MS2 (MS2) gëtt dacks a verschiddene Fuerschungsberäicher benotzt wéi Desinfektiounsbewäertung, kinetesch Modelléierung (wässerlech), a biologesch Charakteriséierung vu virale Molekülle [5, 6]. De Wu huet festgestallt datt Mikrowellen bei 2450 MHz a 700 W Aggregatioun a bedeitende Schrumpfung vun MS2 aquateschen Phasen no 1 Minutt direkter Bestrahlung verursaacht hunn [1]. No weider Enquête, war och eng Paus an der Uewerfläch vun der MS2 phage observéiert [7]. Kaczmarczyk [8] ausgesat Suspensions vu Proben vum Coronavirus 229E (CoV-229E) op Millimeterwellen mat enger Frequenz vun 95 GHz an enger Kraaftdicht vu 70 bis 100 W/cm2 fir 0,1 s. Grouss Lächer kënnen an der rauer Kugelgestalt vum Virus fonnt ginn, wat zum Verloscht vu sengem Inhalt féiert. Belaaschtung fir elektromagnetesch Wellen kann zerstéierend fir viral Formen sinn. Wéi och ëmmer, Ännerungen an morphologeschen Eegeschaften, wéi Form, Duerchmiesser an Uewerflächglatheet, no der Belaaschtung vum Virus mat elektromagnetescher Stralung sinn onbekannt. Dofir ass et wichteg d'Relatioun tëscht morphologesche Fonctiounen a funktionnelle Stéierungen ze analyséieren, déi wäertvoll a praktesch Indikatoren fir d'Bewäertung vun der Virusinaktivéierung ubidden [1].
D'virale Struktur besteet normalerweis aus enger interner Nukleinsäure (RNA oder DNA) an engem externen Kapsid. Nukleinsäuren bestëmmen d'genetesch a Replikatiounseigenschafte vu Virussen. De Kapsid ass déi baussenzeg Schicht vu reegelméissegen arrangéierte Protein-Ënnerunitéiten, de Grondsteier an antigenesche Bestanddeel vu virale Partikelen, a schützt och Nukleinsäuren. Déi meescht Virussen hunn eng Enveloppestruktur aus Lipiden a Glykoproteine. Zousätzlech bestëmmen d'Enveloppeproteine ​​​​d'Spezifizitéit vun den Rezeptoren an déngen als Haaptantigene, déi den Immunsystem vum Host kann erkennen. Déi komplett Struktur garantéiert d'Integritéit an d'genetesch Stabilitéit vum Virus.
Fuerschung huet gewisen datt elektromagnetesch Wellen, besonnesch UHF elektromagnetesch Wellen, d'RNA vu Krankheet verursaache Viren beschiedegen. Wu [1] huet direkt d'wässerlech Ëmfeld vum MS2 Virus op 2450 MHz Mikrowellen fir 2 Minutten ausgesat an analyséiert d'Genen, déi Protein A kodéieren, Kapsidprotein, Replikaseprotein a Spaltprotein duerch Gelelektrophorese a ëmgedréint Transkriptiounspolymerase Kettereaktioun. RT-PCR). Dës Genen goufen progressiv mat enger Erhéijung vun der Kraaftdicht zerstéiert a souguer bei der héchster Kraaftdicht verschwonnen. Zum Beispill ass den Ausdrock vum Protein A Gen (934 bp) wesentlech erofgaang no der Belaaschtung vun elektromagnetesche Wellen mat enger Kraaft vun 119 an 385 W a komplett verschwonnen wann d'Kraaftdicht op 700 W erhéicht gouf. Dës Donnéeë weisen datt elektromagnetesch Wellen, jee no der Dosis, d'Struktur vun den Nukleinsäuren vu Viren zerstéieren kënnen.
Rezent Studien hu gewisen datt den Effekt vun elektromagnetesche Wellen op pathogene virale Proteine ​​​​haaptsächlech baséiert op hiren indirekten thermesche Effekt op Mediatoren an hiren indirekten Effekt op Proteinsynthese wéinst der Zerstéierung vun Nukleinsäuren [1, 3, 8, 9]. Wéi och ëmmer, athermesch Effekter kënnen och d'Polaritéit oder d'Struktur vu virale Proteinen änneren [1, 10, 11]. Den direkten Effekt vun elektromagnetesche Wellen op fundamental strukturell / net-strukturell Proteine ​​​​wéi Kapsidproteine, Enveloppeproteine ​​oder Spikeproteine ​​vu pathogene Viren erfuerdert nach weider Studie. Et gouf viru kuerzem virgeschloen datt 2 Minutte vun elektromagnetescher Stralung mat enger Frequenz vun 2,45 GHz mat enger Kraaft vu 700 W mat verschiddene Fraktioune vu Proteinladungen duerch d'Bildung vu waarme Flecken an oszilléierend elektresch Felder duerch reng elektromagnetesch Effekter interagéiere kënnen [12].
D'Enveloppe vun engem pathogene Virus ass enk verbonne mat senger Fäegkeet fir Krankheet ze infizéieren oder ze verursaachen. Verschidde Studien hu gemellt datt UHF a Mikrowellen elektromagnetesch Wellen d'Schuel vu Krankheet-verursaache Viren zerstéieren kënnen. Wéi uewen erwähnt, kënne verschidde Lächer an der viraler Enveloppe vum Coronavirus 229E no 0.1 Sekonn Belaaschtung un der 95 GHz Millimeterwelle bei enger Kraaftdicht vu 70 bis 100 W/cm2 [8] festgestallt ginn. Den Effekt vum Resonanzenergietransfer vun elektromagnetesche Wellen kann genuch Stress verursaachen fir d'Struktur vun der Virusenveloppe ze zerstéieren. Fir enveloppéiert Viren, no Broch vun der Enveloppe, gëtt d'Infektivitéit oder eng Aktivitéit normalerweis ofgeholl oder komplett verluer [13, 14]. De Yang [13] huet den H3N2 (H3N2) Grippevirus an den H1N1 (H1N1) Grippevirus u Mikrowellen bei 8,35 GHz, 320 W/m² respektiv 7 GHz, 308 W/m², fir 15 Minutten ausgesat. Fir d'RNA-Signaler vu pathogene Viren ze vergläichen, déi op elektromagnéitesche Wellen ausgesat waren an e fragmentéierte Modell gefruer an direkt a flëssege Stickstoff fir e puer Zyklen opgedaucht ass, gouf RT-PCR gemaach. D'Resultater weisen datt d'RNA Signaler vun deenen zwee Modeller ganz konsequent sinn. Dës Resultater weisen datt d'physesch Struktur vum Virus gestéiert ass an d'Enveloppestruktur zerstéiert gëtt no der Mikrowellestrahlung.
D'Aktivitéit vun engem Virus kann duerch seng Fäegkeet charakteriséiert ginn fir ze infizéieren, ze replizéieren an ze transkriptéieren. Viral Infektivitéit oder Aktivitéit gëtt normalerweis bewäert andeems viral Titer gemooss ginn mat Plaque Assays, Tissuekultur median infektiiv Dosis (TCID50), oder Luciferase Reporter Gen Aktivitéit. Awer et kann och direkt bewäert ginn andeems de Live Virus isoléiert oder duerch Analyse viral Antigen, viral Partikeldicht, Virus Iwwerliewe, asw.
Et gouf gemellt datt UHF, SHF an EHF elektromagnetesch Wellen direkt viral Aerosolen oder Waasserviren inaktivéiere kënnen. Wu [1] ausgesat MS2 bacteriophage Aerosol generéiert vun engem Labo nebulizer ze elektromagnetesch Wellen mat enger Frequenz vun 2450 MHz an enger Muecht vun 700 W fir 1,7 min, iwwerdeems de MS2 bacteriophage Iwwerliewe Taux war nëmmen 8,66%. Ähnlech wéi MS2 viral Aerosol, 91,3% vun der wässerlecher MS2 gouf bannent 1,5 Minutten no der Belaaschtung vun der selwechter Dosis vun elektromagnetesche Wellen inaktivéiert. Zousätzlech war d'Fäegkeet vun der elektromagnetescher Stralung fir den MS2 Virus ze inaktivéieren positiv mat der Kraaftdicht an der Belaaschtungszäit korreléiert. Wéi och ëmmer, wann d'Deaktivéierungseffizienz säi maximale Wäert erreecht, kann d'Deaktivéierungseffizienz net verbessert ginn andeems d'Beliichtungszäit eropgeet oder d'Kraaftdicht erhéicht. Zum Beispill huet de MS2 Virus e minimale Iwwerliewensquote vun 2,65% bis 4,37% no der Belaaschtung vun 2450 MHz a 700 W elektromagnetesche Wellen, a keng bedeitend Ännerunge goufen mat enger Erhéijung vun der Beliichtungszäit fonnt. Siddharta [3] huet eng Zellkultursuspensioun mat Hepatitis C Virus (HCV) / Mënsch Immunodeficiency Virus Typ 1 (HIV-1) mat elektromagnetesche Wellen mat enger Frequenz vun 2450 MHz an enger Kraaft vun 360 W bestraht. hëlleft d'Iwwerdroung vum Virus ze vermeiden och wann se zesummen ausgesat sinn. Wann d'Bestrahlung vun HCV Zellkulturen an HIV-1 Suspensioune mat Low-Power elektromagnetesche Wellen mat enger Frequenz vun 2450 MHz, 90 W oder 180 W, keng Verännerung vum Virus Titer, bestëmmt duerch d'Luciferase Reporter Aktivitéit, an eng bedeitend Ännerung vun der viraler Infektivitéit goufen observéiert. bei 600 an 800 W fir 1 Minutt huet d'Infektivitéit vu béide Viren net wesentlech erofgaang, wat ugeholl gëtt mat der Kraaft vun der elektromagnéitescher Wellestralung an der Zäit vun der kritescher Temperaturbelaaschtung.
Kaczmarczyk [8] huet fir d'éischt d'Dödlechkeet vun EHF elektromagnetesche Wellen géint Waassergebuerten pathogene Viren am Joer 2021 bewisen. Si hunn Proben vum Coronavirus 229E oder Poliovirus (PV) op elektromagnetesche Wellen mat enger Frequenz vun 95 GHz an enger Kraaftdicht vu 70 bis 100 W/cm2 fir 2 Sekonnen ausgesat. D'Inaktivéierungseffizienz vun den zwee pathogene Viren war 99,98% an 99,375% respektiv. wat beweist datt EHF elektromagnetesch Wellen breet Uwendungsperspektiven am Beräich vun der Virusinaktivéierung hunn.
D'Effektivitéit vun der UHF Inaktivéierung vu Viren ass och a verschiddene Medien evaluéiert ginn, wéi Muttermëllech an e puer Materialien, déi allgemeng doheem benotzt ginn. D'Fuerscher hunn Anästhesiemasken ausgesat, déi mat Adenovirus (ADV), Poliovirus Typ 1 (PV-1), Herpesvirus 1 (HV-1) an Rhinovirus (RHV) kontaminéiert goufen, un elektromagnetescher Stralung mat enger Frequenz vun 2450 MHz an enger Kraaft vu 720 Watt. Si hunn gemellt datt Tester fir ADV an PV-1 Antigen negativ ginn, an HV-1, PIV-3, an RHV Titer falen op Null, wat d'komplett Inaktivéierung vun alle Viren no 4 Minutte Belaaschtung beweist [15, 16]. Elhafi [17] direkt ausgesat Swabs infizéiert mat avian infektiiv Bronchitis Virus (IBV), avian pneumovirus (APV), Newcastle Krankheet Virus (NDV), an avian influenza Virus (AIV) zu engem 2450 MHz, 900 W Mikrowellen Uewen. hir Infektivitéit verléieren. Dorënner, APV an IBV goufen zousätzlech zu Kulturen vun tracheal Organer entdeckt aus Chick Embryonen vun der 5. Generatioun. Och wann de Virus net isoléiert ka ginn, gouf d'virale Nukleinsäure nach ëmmer duerch RT-PCR festgestallt. De Ben-Shoshan [18] huet direkt 2450 MHz, 750 W elektromagnetesch Wellen op 15 Zytomegalovirus (CMV) positiv Mammemëllech Echantillon fir 30 Sekonnen ausgesat. Antigen Detektioun duerch Shell-Vial huet komplett Inaktivéierung vum CMV gewisen. Wéi och ëmmer, bei 500 W hunn 2 vun 15 Proben net komplett Inaktivéierung erreecht, wat eng positiv Korrelatioun tëscht der Inaktivéierungseffizienz an der Kraaft vun elektromagnetesche Wellen weist.
Et ass och ze bemierken datt de Yang [13] d'Resonanzfrequenz tëscht elektromagnetesche Wellen a Viren virausgesot huet baséiert op etabléierte kierperleche Modeller. Eng Suspension vun H3N2 Viruspartikelen mat enger Dicht vu 7,5 × 1014 m-3, produzéiert vu virussensiblen Madin Darby Dog Nierzellen (MDCK), gouf direkt un elektromagnetesche Wellen mat enger Frequenz vun 8 GHz an enger Kraaft vun 820 W/m² fir 15 Minutten ausgesat. Den Niveau vun der Inaktivéierung vum H3N2 Virus erreecht 100%. Wéi och ëmmer, bei enger theoretescher Schwell vun 82 W/m2, goufen nëmmen 38% vum H3N2 Virus inaktivéiert, wat suggeréiert datt d'Effizienz vun der EM-mediéierter Virusinaktivéierung enk mat der Kraaftdicht verbonnen ass. Baséierend op dëser Etude, Barbora [14] berechent der Resonanz Frequenz Beräich (8,5-20 GHz) tëscht elektromagnetesche Wellen an SARS-CoV-2 an ofgeschloss, datt 7,5 × 1014 m-3 vun SARS-CoV-2 ze elektromagnetesch Wellen ausgesat A Welle mat enger Frequenz vun 10-42 GHz vun 10-15m GHz an. fir ongeféier 15 Minutten wäert zu 100% Desaktivéierung féieren. Eng rezent Etude vum Wang [19] huet gewisen datt d'Resonanzfrequenze vum SARS-CoV-2 4 a 7.5 GHz sinn, wat d'Existenz vu Resonanzfrequenzen onofhängeg vum Virustiter bestätegt.
Zum Schluss kënne mir soen datt elektromagnéitesch Wellen Aerosolen a Suspensioune beaflosse kënnen, wéi och d'Aktivitéit vu Viren op Surfaces. Et gouf festgestallt datt d'Effektivitéit vun der Inaktivéierung enk mat der Frequenz an der Kraaft vun elektromagnetesche Wellen an dem Medium fir de Wuesstum vum Virus verbonnen ass. Zousätzlech sinn elektromagnetesch Frequenzen op Basis vu kierperleche Resonanzen ganz wichteg fir Virusinaktivéierung [2, 13]. Bis elo huet den Effekt vun elektromagnetesche Wellen op d'Aktivitéit vu pathogene Viren haaptsächlech op d'Verännerung vun der Infektivitéit konzentréiert. Wéinst dem komplexe Mechanismus hunn verschidde Studien den Effekt vun elektromagnetesche Wellen op d'Replikatioun an d'Transkriptioun vu pathogene Viren gemellt.
D'Mechanismen, duerch déi elektromagnetesch Wellen Virussen inaktivéieren, sinn enk verbonne mat der Aart vum Virus, Frequenz a Kraaft vun elektromagnetesche Wellen, an dem Wuesstumsëmfeld vum Virus, awer bleiwen gréisstendeels onerfuerscht. Déi rezent Fuerschung huet sech op d'Mechanismen vum thermeschen, athermeschen a strukturelle Resonanzenergietransfer konzentréiert.
Den thermesche Effekt gëtt als eng Temperaturerhéijung verstan, déi duerch Héichgeschwindeg Rotatioun, Kollisioun a Reibung vu polare Molekülen a Stoffer verursaacht gëtt ënner dem Afloss vun elektromagnetesche Wellen. Wéinst dëser Eegeschafte kënnen elektromagnetesch Wellen d'Temperatur vum Virus iwwer d'Schwell vun der physiologescher Toleranz erhéijen, wat den Doud vum Virus verursaacht. Wéi och ëmmer, Viren enthalen wéineg polare Molekülen, wat suggeréiert datt direkt thermesch Effekter op Viren rar sinn [1]. Am Géigendeel, et gi vill méi polar Molekülen am Medium an der Ëmwelt, wéi Waassermoleküle, déi sech am Aklang mat dem alternéierende elektresche Feld bewegen, dat vun elektromagnetesche Wellen opgereegt ass, Hëtzt duerch Reibung generéieren. D'Hëtzt gëtt dann un de Virus transferéiert fir seng Temperatur ze erhéijen. Wann d'Toleranzgrenz iwwerschratt gëtt, ginn Nukleinsäuren a Proteinen zerstéiert, wat schlussendlech d'Infektivitéit reduzéiert an och de Virus inaktivéiert.
Verschidde Gruppen hu gemellt datt elektromagnetesch Wellen d'Infektivitéit vu Viren duerch thermesch Belaaschtung reduzéiere kënnen [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] ausgesat Suspensionen vum Coronavirus 229E op elektromagnetesche Wellen mat enger Frequenz vun 95 GHz mat enger Kraaftdicht vu 70 bis 100 W/cm² fir 0,2-0,7 s. D'Resultater weisen datt eng Temperaturerhéijung vun 100°C während dësem Prozess zu der Zerstéierung vun der Virusmorphologie a reduzéierter Virusaktivitéit bäigedroen huet. Dës thermesch Effekter kënnen duerch d'Aktioun vun elektromagnetesche Wellen op d'Ëmgéigend Waassermoleküle erkläert ginn. Siddharta [3] bestrahlt HCV-enthale Zellkultursuspensioune vu verschiddene Genotypen, dorënner GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a an GT7a, mat elektromagnetesche Wellen op enger Frequenz vun 2450 MHz an enger Kraaft vun 90 W an 3600 W, 08 W, 080 W, 08 W, 0 W, 800 W, 800 W, 0 W, 0 W, 0 W, 0, 0, 0, 0, 8 eng Erhéijung vun der Temperatur vum Zellkulturmedium vu 26°C op 92°C, elektromagnetesch Stralung reduzéiert d'Infektivitéit vum Virus oder huet de Virus komplett inaktivéiert. Awer den HCV war fir eng kuerz Zäit mat gerénger Kraaft (90 oder 180 W, 3 Minutten) oder méi héich Kraaft (600 oder 800 W, 1 Minutt) elektromagnetesch Wellen ausgesat, während et keng bedeitend Temperaturerhéijung war an eng bedeitend Ännerung vum Virus war net Infektivitéit oder Aktivitéit observéiert.
Déi uewe genannte Resultater weisen datt den thermesche Effekt vun elektromagnetesche Wellen e Schlësselfaktor ass, deen d'Infektivitéit oder d'Aktivitéit vu pathogene Viren beaflosst. Zousätzlech hu vill Studien gewisen datt den thermesche Effekt vun der elektromagnetescher Stralung pathogene Viren méi effektiv inaktivéiert wéi UV-C a konventionell Heizung [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Zousätzlech zu thermeschen Effekter kënnen elektromagnetesch Wellen och d'Polaritéit vu Moleküle wéi mikrobielle Proteinen an Nukleinsäuren änneren, wat d'Moleküle verursaache rotéieren a vibréieren, wat zu enger reduzéierter Viabilitéit oder souguer Doud resultéiert [10]. Et gëtt ugeholl datt de schnelle Wiessel vun der Polaritéit vun elektromagnéitesche Wellen Proteinpolariséierung verursaacht, wat zu Verdrehung a Krümmung vun der Proteinstruktur a schlussendlech zur Proteindenaturatioun féiert [11].
Den netthermeschen Effekt vun elektromagnetesche Wellen op Virusinaktivéierung bleift kontrovers, awer déi meescht Studien hu positiv Resultater gewisen [1, 25]. Wéi mir uewen ernimmt, kënnen elektromagnetesch Wellen direkt an d'Enveloppeprotein vum MS2 Virus penetréieren an d'Nukleinsäure vum Virus zerstéieren. Zousätzlech si MS2 Virusaerosole vill méi empfindlech op elektromagnetesch Wellen wéi wässerlech MS2. Wéinst manner polare Molekülle, wéi Waassermoleküle, an der Ëmwelt ronderëm MS2 Virusaerosolen, kënnen athermesch Effekter eng Schlësselroll bei der elektromagnetescher Welle-mediéierter Virusinaktivéierung spillen [1].
De Phänomen vun der Resonanz bezitt sech op d'Tendenz vun engem kierperleche System fir méi Energie aus senger Ëmwelt op senger natierlecher Frequenz a Wellelängt ze absorbéieren. Resonanz geschitt op ville Plazen an der Natur. Et ass bekannt datt Viren mat Mikrowellen vun der selwechter Frequenz an engem limitéierten akustesche Dipolmodus resonéieren, e Resonanzphenomen [2, 13, 26]. Resonanzmodi vun der Interaktioun tëscht enger elektromagnetescher Welle an engem Virus lackele ëmmer méi Opmierksamkeet. Den Effet vum effizienten strukturellen Resonanzenergietransfer (SRET) vun elektromagnetesche Wellen op zougemaach akustesch Schwéngungen (CAV) bei Viren kann zu Broch vun der viraler Membran féieren wéinst opposéierende Kär-Kapsidvibrationen. Zousätzlech ass d'allgemeng Effektivitéit vum SRET mat der Natur vun der Ëmwelt verbonnen, wou d'Gréisst an de pH vum virale Partikel d'Resonanzfrequenz an d'Energieabsorptioun bestëmmen, respektiv [2, 13, 19].
De kierperleche Resonanzeffekt vun elektromagnetesche Wellen spillt eng Schlësselroll bei der Inaktivéierung vun enveloppéierte Viren, déi vun enger Bilayer Membran ëmgi sinn, déi a virale Proteinen agebonne sinn. D'Fuerscher hunn erausfonnt datt d'Deaktivéierung vum H3N2 duerch elektromagnetesch Wellen mat enger Frequenz vu 6 GHz an enger Kraaftdicht vu 486 W/m² haaptsächlech duerch de kierperleche Broch vun der Schuel wéinst dem Resonanzeffekt verursaacht gouf [13]. D'Temperatur vun der H3N2 Suspension ass ëm nëmmen 7 ° C eropgaang no 15 Minutte Belaaschtung, awer fir Inaktivéierung vum mënschleche H3N2 Virus duerch thermesch Heizung ass eng Temperatur iwwer 55 ° C erfuerderlech [9]. Ähnlech Phänomener goufen fir Virussen wéi SARS-CoV-2 an H3N1 observéiert [13, 14]. Zousätzlech féiert d'Inaktivéierung vu Viren duerch elektromagnetesch Wellen net zu der Degradatioun vu virale RNA Genomen [1,13,14]. Sou gouf d'Inaktivéierung vum H3N2 Virus duerch kierperlech Resonanz gefördert anstatt thermesch Belaaschtung [13].
Am Verglach zum thermesche Effekt vun elektromagnetesche Wellen erfuerdert d'Inaktivéierung vu Viren duerch kierperlech Resonanz méi niddereg Dosisparameter, déi ënner de Mikrowellensécherheetsnormen sinn, déi vum Institut fir Elektresch an Elektronikingenieuren (IEEE) etabléiert sinn [2, 13]. D'Resonanzfrequenz an d'Kraaftdosis hänkt vun de physikaleschen Eegeschafte vum Virus of, sou wéi d'Partikelgréisst an d'Elastizitéit, an all Virussen an der Resonanzfrequenz kënnen effektiv fir Inaktivéierung gezielt ginn. Wéinst der héich Pénétratioun Taux, d'Feele vun ionizing Stralung, a gutt Sécherheet, Virus inactivation mediated duerch den athermic Effekt vun CPET ass villverspriechend fir d'Behandlung vu mënschleche bösart Krankheeten duerch pathogenic Viren verursaacht [14, 26].
Baséierend op der Implementatioun vun der Inaktivéierung vu Viren an der flësseger Phase an op der Uewerfläch vu verschiddene Medien, kënnen elektromagnetesch Wellen effektiv mat virale Aerosolen ëmgoen [1, 26], wat en Duerchbroch ass a vu grousser Wichtegkeet ass fir d'Iwwerdroung vum Virus ze kontrolléieren an d'Transmissioun vum Virus an der Gesellschaft ze verhënneren. ustiechend. Ausserdeem ass d'Entdeckung vun de kierperleche Resonanzeigenschaften vun elektromagnetesche Wellen vu grousser Wichtegkeet an dësem Beräich. Soulaang d'Resonanzfrequenz vun engem bestëmmte Virion an elektromagnetesche Wellen bekannt sinn, kënnen all Viren am Resonanzfrequenzbereich vun der Wonn gezielt ginn, wat net mat traditionelle Virusinaktivéierungsmethoden erreecht ka ginn [13,14,26]. Elektromagnetesch Inaktivéierung vu Virussen ass eng villverspriechend Fuerschung mat super Fuerschung an applizéierte Wäert a Potenzial.
Am Verglach mat traditionell Virus Kill Technologie, elektromagnetesch Wellen hunn d'Charakteristiken vun einfachen, effikass, praktesch Emweltschutz wann Viren ëmbréngen wéinst sengen eenzegaarteg kierperlech Eegeschaften [2, 13]. Allerdéngs bleiwen vill Problemer. Eischtens ass modernt Wëssen limitéiert op d'physikalesch Eegeschafte vun elektromagnetesche Wellen, an de Mechanismus vun der Energieverbrauch während der Emissioun vun elektromagnetesche Wellen ass net bekannt ginn [10, 27]. Mikrowellen, dorënner Millimeterwellen, gi wäit benotzt fir Virusinaktivéierung a seng Mechanismen ze studéieren, awer Studien vun elektromagnetesche Wellen op aner Frequenzen, besonnesch bei Frequenzen vun 100 kHz bis 300 MHz a vun 300 GHz bis 10 THz, goufen net gemellt. Zweetens, ass de Mechanismus vun ëmbréngen pathogenic Viren duerch elektromagnetesch Wellen net opgekläert ginn, an nëmmen kugelfërmeg a Staang-gebuerene Viren goufen studéiert [2]. Zousätzlech si Viruspartikelen kleng, zellfräi, mutéieren liicht a verbreet sech séier, wat Virusinaktivéierung verhënneren kann. Elektromagnetesch Wellentechnologie muss nach ëmmer verbessert ginn fir d'Hürd ze iwwerwannen fir pathogene Viren ze inaktivéieren. Endlech, héich Absorptioun vun Stralungsenergie duerch polare Molekülle am Medium, wéi Waassermoleküle, féiert zu Energieverloscht. Zousätzlech, kann d'Efficacitéit vun SRET vun verschidden onidentifizéierte Mechanismen an Viren betraff ginn [28]. De SRET Effekt kann och de Virus änneren fir sech un seng Ëmwelt unzepassen, wat zu der Resistenz géint elektromagnetesch Wellen resultéiert [29].
An Zukunft muss d'Technologie vun der Virusinaktivéierung mat elektromagnetesche Wellen weider verbessert ginn. Fundamental wëssenschaftlech Fuerschung soll zielt fir de Mechanismus vun der Virusinaktivéierung duerch elektromagnetesch Wellen ze klären. Zum Beispill, de Mechanismus fir d'Energie vu Viren ze benotzen wann se op elektromagnéitesche Wellen ausgesat sinn, den detailléierte Mechanismus vun der net-thermescher Handlung, déi pathogene Viren ëmbréngt, an de Mechanismus vum SRET-Effekt tëscht elektromagnetesche Wellen a verschiddenen Aarte vu Viren soll systematesch opgekläert ginn. Applizéiert Fuerschung soll konzentréieren op wéi exzessiv Absorptioun vun Stralung Energie duerch polare Molekülle verhënneren, studéieren den Effet vun elektromagnetesche Wellen vun verschidden Frequenzen op verschidde pathogenic Viren, a studéieren d'net-thermesch Effekter vun elektromagnetesche Wellen an der Zerstéierung vun pathogenic Viren.
Elektromagnetesch Wellen sinn eng verspriechend Method fir d'Inaktivéierung vu pathogene Viren ginn. Elektromagnetesch Wellentechnologie huet d'Virdeeler vu gerénger Verschmotzung, niddrege Käschten, an héijer Pathogenvirus Inaktivéierungseffizienz, wat d'Limite vun der traditioneller Anti-Virus Technologie iwwerwanne kann. Wéi och ëmmer, weider Fuerschung ass néideg fir d'Parameter vun der elektromagnetescher Wellentechnologie ze bestëmmen an de Mechanismus vun der Virusinaktivéierung ze klären.
Eng gewëssen Dosis vun elektromagnetescher Wellestrahlung kann d'Struktur an d'Aktivitéit vu ville pathogene Viren zerstéieren. D'Effizienz vun der Virusinaktivéierung ass enk mat der Frequenz, der Kraaftdicht an der Beliichtungszäit verbonnen. Zousätzlech enthalen potenziell Mechanismen thermesch, athermesch a strukturell Resonanzeffekter vum Energietransfer. Am Verglach mat traditionelle antiviralen Technologien, huet elektromagnetesch Welle baséiert Virusinaktivéierung d'Virdeeler vun Einfachheet, héich Effizienz a gerénger Verschmotzung. Dofir ass elektromagnetesch Welle-mediéiert Virusinaktivéierung eng verspriechend antiviral Technik fir zukünfteg Uwendungen ginn.
U Yu. Afloss vun der Mikrowellestrahlung a kale Plasma op Bioaerosol Aktivitéit a verbonne Mechanismen. Peking Universitéit. Joer 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonant Dipol Kopplung vu Mikrowellen a limitéierter akustesch Schwéngunge bei Baculoviren. Wëssenschaftleche Rapport 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrowellen Inaktivéierung vun HCV an HIV: eng nei Approche fir d'Iwwerdroung vum Virus ënner Injektiounsmedikamenter ze vermeiden. Wëssenschaftleche Rapport 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Ënnersichung an Experimentell Observatioun vun Kontaminatioun vun Spidol Dokumenter vun Mikrowellen Desinfektioun [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Preliminär Studie vum Inaktivéierungsmechanismus an der Effizienz vum Natriumdichloroisocyanat géint Bakteriophage MS2. Sichuan Universitéit. 2007.
Yang Li Preliminär Studie vum Inaktivéierungseffekt a Mechanismus vun der Handlung vum O-phthalaldehyd op Bakteriophage MS2. Sichuan Universitéit. 2007.
Wu Ye, Madame Yao. Inaktivéierung vun engem Airborne Virus in situ duerch Mikrowellestrahlung. Chinese Science Bulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. Coronavirusen a Polioviren si sensibel fir kuerz Impulser vu W-Band Cyclotronstralung. Bréif iwwer Ëmweltchemie. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Influenza Virus Inaktivéierung fir Antigenizitéitsstudien a Resistenzassays op phenotypesch Neuraminidase-Inhibitoren. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Iwwersiicht iwwer Mikrowellsteriliséierung. Guangdong Mikronährstoffwëssenschaft. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Nonthermal biologesch Effekter vu Mikrowellen op Liewensmëttelmikroorganismen a Mikrowellensteriliséierungstechnologie [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6:1219-22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 Spike Protein Denaturatioun op athermesch Mikrowellbestralung. Wëssenschaftleche Bericht 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Effizient strukturell Resonanzenergietransfer vu Mikrowellen op limitéiert akustesch Schwéngungen a Virussen. Wëssenschaftleche Rapport 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Geziilt antiviral Therapie mat net-ioniséierender Strahlungstherapie fir SARS-CoV-2 a Virbereedung fir eng viral Pandemie: Methoden, Methoden a Praxisnotizen fir klinesch Uwendung. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrowellensteriliséierung a Faktoren déi se beaflossen. Chinese Medical Journal. 1993;(04):246-51.
Säit WJ, Martin WG Iwwerliewe vu Mikroben a Mikrowellenofen. Dir kënnt J Mikroorganismen. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrowellen- oder Autoklavebehandlung zerstéiert d'Infektivitéit vum ustiechend Bronchitisvirus an Avian Pneumovirus, awer erlaabt datt se mat ëmgedréint Transkriptase Polymerase Kettenreaktioun erkannt ginn. Gefligel Krankheet. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB. Stillen Medikamenter. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. Mikrowelle Resonanz Absorptioun vum SARS-CoV-2 Virus. Wëssenschaftleche Rapport 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, etc. UV-C (254 nm) lethal Dosis SARS-CoV-2. Light Diagnostics Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, etc. Schnell a komplett Inaktivéierung vum SARS-CoV-2 duerch UV-C. Wëssenschaftleche Bericht 2020; 10(1):22421.