中文网站
Patojenik viral enfeksiyonlar dünya çapında önemli bir halk sağlığı sorunu haline gelmiştir. Virüsler tüm hücresel organizmaları enfekte edebilir ve değişen derecelerde yaralanma ve hasara neden olarak hastalığa ve hatta ölüme yol açabilir. Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2) gibi yüksek derecede patojenik virüslerin yaygınlığı nedeniyle, patojen virüsleri etkisiz hale getirmek için etkili ve güvenli yöntemler geliştirmeye acil bir ihtiyaç vardır. Patojenik virüsleri etkisiz hale getirmeye yönelik geleneksel yöntemler pratiktir ancak bazı sınırlamalara sahiptir. Yüksek nüfuz etme gücü, fiziksel rezonans ve kirlilik yaratmama özellikleriyle elektromanyetik dalgalar, patojen virüslerin etkisizleştirilmesi için potansiyel bir strateji haline gelmiş ve giderek daha fazla ilgi görmektedir. Bu makale, elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve mekanizmaları üzerindeki etkisine ilişkin son yayınların yanı sıra, patojenik virüslerin etkisizleştirilmesi için elektromanyetik dalgaların kullanılmasına yönelik beklentilerin yanı sıra bu tür etkisizleştirmeye yönelik yeni fikir ve yöntemlere ilişkin genel bir bakış sunmaktadır.
Birçok virüs hızla yayılır, uzun süre varlığını sürdürür, oldukça patojendir ve küresel salgınlara ve ciddi sağlık risklerine neden olabilir. Önleme, tespit, test etme, yok etme ve tedavi, virüsün yayılmasını durdurmanın temel adımlarıdır. Patojenik virüslerin hızlı ve etkili bir şekilde ortadan kaldırılması, profilaktik, koruyucu ve kaynak eliminasyonunu içerir. Enfektivitelerini, patojenitelerini ve üreme kapasitelerini azaltmak için patojenik virüslerin fizyolojik yıkım yoluyla etkisizleştirilmesi, bunların ortadan kaldırılmasının etkili bir yöntemidir. Yüksek sıcaklık, kimyasallar ve iyonlaştırıcı radyasyon gibi geleneksel yöntemler patojenik virüsleri etkili bir şekilde etkisiz hale getirebilir. Ancak bu yöntemlerin hala bazı sınırlamaları vardır. Bu nedenle patojen virüslerin etkisizleştirilmesine yönelik yenilikçi stratejilerin geliştirilmesine halen acil bir ihtiyaç bulunmaktadır.
Elektromanyetik dalgaların emisyonu, yüksek nüfuz gücü, hızlı ve düzgün ısıtma, mikroorganizmalarla rezonans ve plazma salınımı gibi avantajlara sahiptir ve patojenik virüsleri etkisiz hale getirmek için pratik bir yöntem olması beklenmektedir [1,2,3]. Elektromanyetik dalgaların patojen virüsleri etkisiz hale getirme yeteneği geçen yüzyılda gösterilmiştir [4]. Son yıllarda patojen virüslerin etkisizleştirilmesinde elektromanyetik dalgaların kullanımı giderek artan bir ilgi görmektedir. Bu makale, temel ve uygulamalı araştırmalar için yararlı bir rehber görevi görebilecek elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve mekanizmaları üzerindeki etkisini tartışmaktadır.
Virüslerin morfolojik özellikleri hayatta kalma ve bulaşıcılık gibi işlevleri yansıtabilir. Elektromanyetik dalgaların, özellikle de ultra yüksek frekanslı (UHF) ve ultra yüksek frekanslı (EHF) elektromanyetik dalgaların, virüslerin morfolojisini bozabileceği kanıtlanmıştır.
Bakteriyofaj MS2 (MS2) sıklıkla dezenfeksiyon değerlendirmesi, kinetik modelleme (sulu) ve viral moleküllerin biyolojik karakterizasyonu gibi çeşitli araştırma alanlarında kullanılmaktadır [5, 6]. Wu, 2450 MHz ve 700 W'taki mikrodalgaların, 1 dakikalık doğrudan ışınlamanın ardından MS2 sucul fajlarının toplanmasına ve önemli ölçüde büzülmesine neden olduğunu buldu [1]. Daha ileri araştırmaların ardından MS2 fajının yüzeyinde de bir kırılma gözlendi [7]. Kaczmarczyk [8], koronavirüs 229E (CoV-229E) örneklerinin süspansiyonlarını 95 GHz frekansa ve 70 ila 100 W/cm2 güç yoğunluğuna sahip milimetre dalgalara 0,1 saniye boyunca maruz bıraktı. Virüsün kaba küresel kabuğunda büyük delikler bulunabilir ve bu da içeriğinin kaybına yol açar. Elektromanyetik dalgalara maruz kalmak viral formlara zarar verebilir. Ancak virüse elektromanyetik radyasyona maruz kaldıktan sonra şekil, çap ve yüzey düzgünlüğü gibi morfolojik özelliklerde meydana gelen değişiklikler bilinmemektedir. Bu nedenle, virüs inaktivasyonunun değerlendirilmesinde değerli ve uygun göstergeler sağlayabilecek morfolojik özellikler ile fonksiyonel bozukluklar arasındaki ilişkinin analiz edilmesi önemlidir [1].
Viral yapı genellikle bir iç nükleik asit (RNA veya DNA) ve bir dış kapsidden oluşur. Nükleik asitler virüslerin genetik ve replikasyon özelliklerini belirler. Kapsid, düzenli olarak düzenlenmiş protein alt birimlerinin dış tabakasıdır, viral parçacıkların temel iskelesi ve antijenik bileşenidir ve ayrıca nükleik asitleri korur. Çoğu virüs, lipitlerden ve glikoproteinlerden oluşan bir zarf yapısına sahiptir. Ayrıca zarf proteinleri, reseptörlerin özgüllüğünü belirler ve konağın bağışıklık sisteminin tanıyabileceği ana antijenler olarak görev yapar. Eksiksiz yapı, virüsün bütünlüğünü ve genetik stabilitesini sağlar.
Araştırmalar, elektromanyetik dalgaların, özellikle UHF elektromanyetik dalgaların, hastalığa neden olan virüslerin RNA'sına zarar verebileceğini göstermiştir. Wu [1] MS2 virüsünün sulu ortamını doğrudan 2 dakika boyunca 2450 MHz mikrodalgalara maruz bıraktı ve protein A'yı, kapsid proteinini, replikaz proteinini ve bölünme proteinini kodlayan genleri jel elektroforezi ve ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonuyla analiz etti. RT-PCR). Bu genler, artan güç yoğunluğuyla birlikte aşamalı olarak yok edildi ve hatta en yüksek güç yoğunluğunda yok oldu. Örneğin, protein A geninin (934 bp) ekspresyonu, 119 ve 385 W gücündeki elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra önemli ölçüde azaldı ve güç yoğunluğu 700 W'a çıkarıldığında tamamen ortadan kalktı. Bu veriler, elektromanyetik dalgaların, doza bağlı olarak virüslerin nükleik asitlerinin yapısını bozar.
Son çalışmalar, elektromanyetik dalgaların patojenik viral proteinler üzerindeki etkisinin, esas olarak aracılar üzerindeki dolaylı termal etkisine ve nükleik asitlerin yıkımı nedeniyle protein sentezi üzerindeki dolaylı etkisine dayandığını göstermiştir [1, 3, 8, 9]. Ancak atermik etkiler aynı zamanda viral proteinlerin polaritesini veya yapısını da değiştirebilir [1, 10, 11]. Elektromanyetik dalgaların kapsid proteinleri, zarf proteinleri veya patojenik virüslerin spike proteinleri gibi temel yapısal/yapısal olmayan proteinler üzerindeki doğrudan etkisi hala daha fazla çalışmayı gerektirmektedir. Son zamanlarda, 700 W gücünde, 2,45 GHz frekansında 2 dakikalık elektromanyetik radyasyonun, sıcak noktaların oluşumu ve tamamen elektromanyetik etkiler yoluyla salınan elektrik alanları yoluyla protein yüklerinin farklı fraksiyonlarıyla etkileşime girebileceği öne sürülmüştür [12].
Patojenik bir virüsün zarfı, onun enfekte etme veya hastalığa neden olma yeteneği ile yakından ilişkilidir. Çeşitli çalışmalarda UHF ve mikrodalga elektromanyetik dalgaların hastalığa neden olan virüslerin kabuklarını yok edebildiği rapor edilmiştir. Yukarıda belirtildiği gibi, 70 ila 100 W/cm2 güç yoğunluğunda 95 GHz milimetre dalgaya 0,1 saniye maruz kaldıktan sonra koronavirüs 229E'nin viral zarfında belirgin delikler tespit edilebilmektedir [8]. Elektromanyetik dalgaların rezonans enerji transferinin etkisi, virüs zarfının yapısını tahrip edecek kadar strese neden olabilir. Zarflı virüsler için, zarfın yırtılmasından sonra enfektivite veya bazı aktiviteler genellikle azalır veya tamamen kaybolur [13, 14]. Yang [13] H3N2 (H3N2) influenza virüsünü ve H1N1 (H1N1) influenza virüsünü 15 dakika boyunca sırasıyla 8,35 GHz, 320 W/m² ve 7 GHz, 308 W/m²'deki mikrodalgalara maruz bıraktı. Elektromanyetik dalgalara maruz kalan patojenik virüslerin RNA sinyallerini ve birkaç döngü boyunca sıvı nitrojende dondurulmuş ve hemen çözülmüş parçalanmış bir modeli karşılaştırmak için RT-PCR gerçekleştirildi. Sonuçlar, iki modelin RNA sinyallerinin oldukça tutarlı olduğunu gösterdi. Bu sonuçlar, mikrodalga radyasyonuna maruz kalma sonrasında virüsün fiziksel yapısının bozulduğunu ve zarf yapısının bozulduğunu göstermektedir.
Bir virüsün aktivitesi, enfekte etme, çoğalma ve kopyalanma yeteneği ile karakterize edilebilir. Viral enfektivite veya aktivite genellikle plak analizleri, doku kültürü medyan enfektif dozu (TCID50) veya lusiferaz raportör gen aktivitesi kullanılarak viral titrelerin ölçülmesiyle değerlendirilir. Ancak canlı virüs izole edilerek veya viral antijen, viral partikül yoğunluğu, virüsün hayatta kalması vb. analiz edilerek doğrudan da değerlendirilebilir.
UHF, SHF ve EHF elektromanyetik dalgalarının viral aerosolleri veya su kaynaklı virüsleri doğrudan etkisiz hale getirebildiği rapor edilmiştir. Wu [1], bir laboratuvar nebülizörü tarafından üretilen MS2 bakteriyofaj aerosolünü, 2450 MHz frekansı ve 700 W gücündeki elektromanyetik dalgalara 1,7 dakika boyunca maruz bırakırken, MS2 bakteriyofajının hayatta kalma oranı yalnızca %8,66 idi. MS2 viral aerosolüne benzer şekilde sulu MS2'nin %91,3'ü, aynı dozda elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra 1,5 dakika içinde etkisiz hale getirildi. Ek olarak, elektromanyetik radyasyonun MS2 virüsünü etkisiz hale getirme yeteneği, güç yoğunluğu ve maruz kalma süresi ile pozitif yönde ilişkiliydi. Bununla birlikte, devre dışı bırakma verimliliği maksimum değerine ulaştığında, devre dışı bırakma verimliliği, maruz kalma süresinin artırılmasıyla veya güç yoğunluğunun artırılmasıyla iyileştirilemez. Örneğin, MS2 virüsünün 2450 MHz ve 700 W elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra minimum hayatta kalma oranı %2,65 ila %4,37 idi ve artan maruz kalma süresiyle önemli bir değişiklik bulunamadı. Siddharta [3], hepatit C virüsü (HCV)/insan immün yetmezlik virüsü tip 1 (HIV-1) içeren bir hücre kültürü süspansiyonunu, 2450 MHz frekansında ve 360 W gücünde elektromanyetik dalgalarla ışınladı. Virüs titrelerinin önemli ölçüde düştüğünü buldular. 3 dakikalık maruziyet sonrasında ortaya çıkan bu durum, elektromanyetik dalga radyasyonunun HCV ve HIV-1 enfeksiyonuna karşı etkili olduğunu ve birlikte maruz kalındığında bile virüsün bulaşmasını engellemeye yardımcı olduğunu göstermektedir. HCV hücre kültürleri ve HIV-1 süspansiyonları 2450 MHz, 90 W veya 180 W frekanslı düşük güçlü elektromanyetik dalgalarla ışınlandığında, lusiferaz raportör aktivitesi ile belirlenen virüs titresinde hiçbir değişiklik olmaz ve viral enfektivitede önemli bir değişiklik olur gözlemlendi. 600 ve 800 W'ta 1 dakika boyunca her iki virüsün bulaşıcılığı önemli ölçüde azalmadı; bunun elektromanyetik dalga radyasyonunun gücü ve kritik sıcaklığa maruz kalma süresiyle ilgili olduğuna inanılıyor.
Kaczmarczyk [8] ilk olarak 2021'de EHF elektromanyetik dalgalarının su kaynaklı patojen virüslere karşı ölümcüllüğünü gösterdi. Coronavirüs 229E veya çocuk felci virüsü (PV) örneklerini 95 GHz frekansında ve 70 ila 100 W/cm2 güç yoğunluğundaki elektromanyetik dalgalara maruz bıraktılar. 2 saniye boyunca. İki patojenik virüsün etkisizleştirme verimliliği sırasıyla %99,98 ve %99,375 idi. bu da EHF elektromanyetik dalgalarının virüs etkisizleştirme alanında geniş uygulama olanaklarına sahip olduğunu gösterir.
UHF ile virüslerin inaktivasyonunun etkinliği, anne sütü ve evde yaygın olarak kullanılan bazı malzemeler gibi çeşitli ortamlarda da değerlendirilmiştir. Araştırmacılar, adenovirüs (ADV), poliovirüs tip 1 (PV-1), herpesvirüs 1 (HV-1) ve rinovirüs (RHV) ile kontamine olmuş anestezi maskelerini 2450 MHz frekansında ve 720 watt gücünde elektromanyetik radyasyona maruz bıraktılar. ADV ve PV-1 antijenlerine yönelik testlerin negatif hale geldiğini ve HV-1, PIV-3 ve RHV titrelerinin sıfıra düştüğünü, bunun da 4 dakikalık maruz kalma sonrasında tüm virüslerin tamamen etkisiz hale geldiğini gösterdiğini bildirdiler [15, 16]. Elhafi [17] kuş bulaşıcı bronşit virüsü (IBV), kuş pnömovirüsü (APV), Newcastle hastalığı virüsü (NDV) ve kuş gribi virüsü (AIV) ile enfekte olmuş sürüntüleri 2450 MHz, 900 W mikrodalga fırına doğrudan maruz bıraktı. bulaşıcılıklarını kaybederler. Bunlar arasında APV ve IBV ayrıca 5. nesil civciv embriyolarından elde edilen trakeal organ kültürlerinde de tespit edildi. Virüs izole edilemese de viral nükleik asit yine de RT-PCR ile tespit edildi. Ben-Shoshan [18] 15 sitomegalovirüs (CMV) pozitif anne sütü örneğine 30 saniye boyunca doğrudan 2450 MHz, 750 W elektromanyetik dalgaya maruz bıraktı. Shell-Vial ile antijen tespiti, CMV'nin tamamen inaktivasyonunu gösterdi. Bununla birlikte, 500 W'ta, 15 örnekten 2'si tamamen etkisizleştirmeyi başaramadı; bu, etkisizleştirme verimliliği ile elektromanyetik dalgaların gücü arasında pozitif bir korelasyon olduğunu gösterir.
Yang'ın [13] elektromanyetik dalgalar ve virüsler arasındaki rezonans frekansını yerleşik fiziksel modellere dayanarak tahmin ettiğini de belirtmekte fayda var. Virüse duyarlı Madin Darby köpek böbrek hücreleri (MDCK) tarafından üretilen, 7,5 × 1014 m-3 yoğunluğa sahip H3N2 virüs parçacıklarının süspansiyonu, doğrudan 8 GHz frekansında ve 820 gücünde elektromanyetik dalgalara maruz bırakıldı. 15 dakika boyunca W/m². H3N2 virüsünün inaktivasyon seviyesi %100'e ulaşır. Bununla birlikte, 82 W/m2'lik teorik eşikte H3N2 virüsünün yalnızca %38'i etkisiz hale getirildi; bu, EM aracılı virüs etkisizleştirmesinin verimliliğinin güç yoğunluğuyla yakından ilişkili olduğunu ortaya koyuyor. Bu çalışmaya dayanarak Barbora [14] elektromanyetik dalgalar ile SARS-CoV-2 arasındaki rezonans frekans aralığını (8,5–20 GHz) hesaplamış ve elektromanyetik dalgalara maruz kalan SARS-CoV-2'nin 7,5 x 1014 m-3 A dalgası olduğu sonucuna varmıştır. 10-17 GHz frekansta ve 14,5 ± 1 W/m2 güç yoğunluğunda yaklaşık 15 dakika süreyle kullanılması %100 devre dışı kalmayla sonuçlanacaktır. Wang tarafından yakın zamanda yapılan bir çalışma [19] SARS-CoV-2'nin rezonans frekanslarının 4 ve 7,5 GHz olduğunu gösterdi ve virüs titresinden bağımsız rezonans frekanslarının varlığını doğruladı.
Sonuç olarak elektromanyetik dalgaların aerosol ve süspansiyonları etkileyebildiği gibi virüslerin yüzeylerdeki aktivitelerini de etkileyebildiğini söyleyebiliriz. İnaktivasyonun etkinliğinin elektromanyetik dalgaların frekansı, gücü ve virüsün büyümesi için kullanılan ortamla yakından ilişkili olduğu tespit edildi. Ayrıca fiziksel rezonanslara dayalı elektromanyetik frekanslar virüs inaktivasyonu için oldukça önemlidir [2, 13]. Şimdiye kadar elektromanyetik dalgaların patojen virüslerin aktivitesi üzerindeki etkisi esas olarak enfektiviteyi değiştirmeye odaklanmıştı. Karmaşık mekanizma nedeniyle, birçok çalışma elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin replikasyonu ve transkripsiyonu üzerindeki etkisini bildirmiştir.
Elektromanyetik dalgaların virüsleri etkisiz hale getirdiği mekanizmalar, virüsün türü, elektromanyetik dalgaların frekansı ve gücü ve virüsün büyüme ortamı ile yakından ilişkilidir, ancak büyük ölçüde keşfedilmemiştir. Son araştırmalar termal, atermal ve yapısal rezonans enerji transferinin mekanizmalarına odaklanmıştır.
Termal etki, elektromanyetik dalgaların etkisi altındaki dokulardaki polar moleküllerin yüksek hızda dönmesi, çarpışması ve sürtünmesinden kaynaklanan sıcaklıktaki artış olarak anlaşılmaktadır. Bu özelliği nedeniyle elektromanyetik dalgalar virüsün sıcaklığını fizyolojik tolerans eşiğinin üzerine çıkararak virüsün ölümüne neden olabilir. Ancak virüsler az sayıda polar molekül içerir, bu da virüsler üzerinde doğrudan termal etkilerin nadir olduğunu göstermektedir [1]. Tam tersine, ortamda ve ortamda, elektromanyetik dalgaların uyardığı alternatif elektrik alanına göre hareket eden, sürtünme yoluyla ısı üreten su molekülleri gibi çok daha fazla polar molekül vardır. Isı daha sonra sıcaklığını yükseltmek için virüse aktarılır. Tolerans eşiği aşıldığında nükleik asitler ve proteinler yok edilir, bu da sonuçta enfektiviteyi azaltır ve hatta virüsü etkisiz hale getirir.
Birkaç grup, elektromanyetik dalgaların termal maruziyet yoluyla virüslerin bulaşıcılığını azaltabildiğini bildirmiştir [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8], koronavirüs 229E süspansiyonlarını 0,2-0,7 saniye boyunca 70 ila 100 W/cm² güç yoğunluğuna sahip 95 GHz frekansındaki elektromanyetik dalgalara maruz bıraktı. Sonuçlar, bu işlem sırasında 100°C'lik sıcaklık artışının virüs morfolojisinin yok edilmesine ve virüs aktivitesinin azalmasına katkıda bulunduğunu gösterdi. Bu termal etkiler, elektromanyetik dalgaların çevredeki su molekülleri üzerindeki etkisiyle açıklanabilir. Siddharta [3], GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a ve GT7a dahil olmak üzere farklı genotiplerin HCV içeren hücre kültürü süspansiyonlarını, 2450 MHz frekansında ve 90 W ve 180 W gücünde, 360°C'lik elektromanyetik dalgalarla ışınladı. W, 600 W ve 800 Sal Hücre kültürü ortamının sıcaklığının artmasıyla 26°C ile 92°C arasında elektromanyetik radyasyon virüsün bulaşıcılığını azalttı veya virüsü tamamen etkisiz hale getirdi. Ancak HCV, düşük güçte (90 veya 180 W, 3 dakika) veya daha yüksek güçte (600 veya 800 W, 1 dakika) kısa süreliğine elektromanyetik dalgalara maruz bırakılırken, sıcaklıkta önemli bir artış ve virüste enfektivite veya aktivite gözlenmedi.
Yukarıdaki sonuçlar, elektromanyetik dalgaların termal etkisinin, patojenik virüslerin enfektivitesini veya aktivitesini etkileyen önemli bir faktör olduğunu göstermektedir. Ek olarak çok sayıda çalışma, elektromanyetik radyasyonun termal etkisinin patojenik virüsleri UV-C ve geleneksel ısıtmaya göre daha etkili bir şekilde etkisiz hale getirdiğini göstermiştir [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Termal etkilere ek olarak, elektromanyetik dalgalar mikrobiyal proteinler ve nükleik asitler gibi moleküllerin polaritesini de değiştirerek moleküllerin dönmesine ve titreşmesine neden olarak canlılığın azalmasına ve hatta ölüme neden olabilir. Elektromanyetik dalgaların polaritesindeki hızlı değişimin protein polarizasyonuna neden olduğuna, bunun da protein yapısının bükülmesine ve eğrilmesine ve sonuçta protein denatürasyonuna yol açtığına inanılmaktadır [11].
Elektromanyetik dalgaların virüs inaktivasyonu üzerindeki termal olmayan etkisi tartışmalı olmaya devam etmektedir, ancak çoğu çalışma olumlu sonuçlar göstermiştir [1, 25]. Yukarıda da belirttiğimiz gibi elektromanyetik dalgalar MS2 virüsünün zarf proteinine doğrudan nüfuz ederek virüsün nükleik asidini yok edebilir. Ayrıca MS2 virüs aerosolleri elektromanyetik dalgalara sulu MS2'den çok daha duyarlıdır. MS2 virüs aerosollerini çevreleyen ortamda su molekülleri gibi daha az polar moleküller nedeniyle, atermik etkiler elektromanyetik dalga aracılı virüs inaktivasyonunda önemli bir rol oynayabilir [1].
Rezonans olgusu, fiziksel bir sistemin doğal frekansında ve dalga boyunda çevresinden daha fazla enerji absorbe etme eğilimini ifade eder. Rezonans doğada birçok yerde meydana gelir. Virüslerin, bir rezonans fenomeni olan sınırlı bir akustik dipol modunda aynı frekanstaki mikrodalgalarla rezonansa girdiği bilinmektedir [2, 13, 26]. Elektromanyetik dalga ile virüs arasındaki rezonans etkileşim modları giderek daha fazla ilgi çekiyor. Virüslerdeki verimli yapısal rezonans enerji transferinin (SRET) elektromanyetik dalgalardan kapalı akustik salınımlara (CAV) etkisi, karşıt çekirdek-kapsid titreşimleri nedeniyle viral membranın yırtılmasına yol açabilir. Ek olarak, SRET'in genel etkinliği, viral partikülün boyutunun ve pH'ının sırasıyla rezonans frekansını ve enerji emilimini belirlediği ortamın doğasıyla ilgilidir [2, 13, 19].
Elektromanyetik dalgaların fiziksel rezonans etkisi, viral proteinlerin içine gömülmüş iki katmanlı bir zarla çevrelenen zarflı virüslerin etkisizleştirilmesinde önemli bir rol oynar. Araştırmacılar, H3N2'nin 6 GHz frekansı ve 486 W/m² güç yoğunluğuna sahip elektromanyetik dalgalar tarafından devre dışı bırakılmasının esas olarak rezonans etkisi nedeniyle kabuğun fiziksel olarak yırtılmasından kaynaklandığını bulmuşlardır [13]. H3N2 süspansiyonunun sıcaklığı, 15 dakikalık maruz kalma sonrasında yalnızca 7°C arttı, ancak insan H3N2 virüsünün termal ısıtma yoluyla etkisizleştirilmesi için 55°C'nin üzerinde bir sıcaklık gereklidir [9]. SARS-CoV-2 ve H3N1 gibi virüsler için de benzer olaylar gözlemlenmiştir [13, 14]. Ayrıca virüslerin elektromanyetik dalgalarla inaktivasyonu viral RNA genomlarının bozulmasına yol açmaz [1,13,14]. Bu nedenle, H3N2 virüsünün etkisizleştirilmesi, termal maruziyetten ziyade fiziksel rezonans ile desteklenmiştir [13].
Elektromanyetik dalgaların termal etkisiyle karşılaştırıldığında, virüslerin fiziksel rezonans yoluyla etkisiz hale getirilmesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE) tarafından belirlenen mikrodalga güvenlik standartlarının altında olan daha düşük doz parametreleri gerektirir [2, 13]. Rezonans frekansı ve güç dozu, virüsün parçacık boyutu ve elastikiyeti gibi fiziksel özelliklerine bağlıdır ve rezonans frekansı içindeki tüm virüsler, etkisizleştirme için etkili bir şekilde hedeflenebilir. Yüksek penetrasyon oranı, iyonlaştırıcı radyasyonun bulunmaması ve iyi güvenlik nedeniyle, CPET'in atermik etkisinin aracılık ettiği virüs inaktivasyonu, patojenik virüslerin neden olduğu insan malign hastalıklarının tedavisi için umut vericidir [14, 26].
Virüslerin sıvı fazda ve çeşitli ortamların yüzeyinde etkisiz hale getirilmesinin uygulanmasına dayanarak, elektromanyetik dalgalar viral aerosollerle etkili bir şekilde başa çıkabilir [1, 26], bu bir atılımdır ve virüslerin iletimini kontrol etmek için büyük önem taşımaktadır. virüs ve virüsün toplumda bulaşmasının önlenmesi. epidemi. Ayrıca elektromanyetik dalgaların fiziksel rezonans özelliklerinin keşfi bu alanda büyük önem taşımaktadır. Belirli bir viryonun rezonans frekansı ve elektromanyetik dalgalar bilindiği sürece, yaranın rezonans frekans aralığındaki tüm virüsler hedeflenebilir ki bu, geleneksel virüs inaktivasyon yöntemleriyle sağlanamaz [13,14,26]. Virüslerin elektromanyetik etkisizleştirilmesi, büyük araştırmalara ve uygulamalı değer ve potansiyele sahip, umut verici bir araştırmadır.
Geleneksel virüs öldürme teknolojisiyle karşılaştırıldığında elektromanyetik dalgalar, benzersiz fiziksel özellikleri nedeniyle virüsleri öldürürken basit, etkili, pratik çevre koruma özelliklerine sahiptir [2, 13]. Ancak pek çok sorun varlığını sürdürüyor. Birincisi, modern bilgi elektromanyetik dalgaların fiziksel özellikleriyle sınırlıdır ve elektromanyetik dalgaların yayılması sırasında enerji kullanım mekanizması açıklanmamıştır [10, 27]. Milimetrik dalgalar da dahil olmak üzere mikrodalgalar, virüs inaktivasyonunu ve mekanizmalarını incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak diğer frekanslardaki, özellikle 100 kHz ila 300 MHz ve 300 GHz ila 10 THz arasındaki frekanslardaki elektromanyetik dalgalarla ilgili çalışmalar rapor edilmemiştir. İkinci olarak, patojen virüslerin elektromanyetik dalgalarla öldürülmesinin mekanizması henüz açıklanamamıştır ve yalnızca küresel ve çubuk şeklindeki virüsler incelenmiştir [2]. Ayrıca virüs parçacıklarının küçük olması, hücre içermemesi, kolayca mutasyona uğraması ve hızla yayılması, virüsün inaktivasyonunu engelleyebilmektedir. Patojenik virüsleri etkisiz hale getirme engelinin üstesinden gelmek için elektromanyetik dalga teknolojisinin hâlâ geliştirilmesi gerekmektedir. Son olarak, ortamdaki su molekülleri gibi polar moleküller tarafından radyant enerjinin yüksek oranda emilmesi, enerji kaybına neden olur. Ayrıca SRET'in etkinliği virüslerde tanımlanamayan çeşitli mekanizmalardan etkilenebilir [28]. SRET etkisi aynı zamanda virüsün çevreye uyum sağlaması için değişiklik yaparak elektromanyetik dalgalara karşı direnç oluşmasını da sağlayabilir [29].
Gelecekte, elektromanyetik dalgalar kullanılarak virüs etkisizleştirme teknolojisinin daha da geliştirilmesi gerekiyor. Temel bilimsel araştırmalar, virüsün elektromanyetik dalgalarla inaktivasyon mekanizmasının aydınlatılmasını amaçlamalıdır. Örneğin, virüslerin elektromanyetik dalgalara maruz kaldığında enerjisini kullanma mekanizması, patojen virüsleri öldüren termal olmayan etkinin ayrıntılı mekanizması ve elektromanyetik dalgalar ile çeşitli virüs türleri arasındaki SRET etkisinin mekanizması sistematik olarak aydınlatılmalıdır. Uygulamalı araştırmalar, radyasyon enerjisinin polar moleküller tarafından aşırı emiliminin nasıl önleneceğine odaklanmalı, farklı frekanslardaki elektromanyetik dalgaların çeşitli patojenik virüsler üzerindeki etkisini incelemeli ve elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin yok edilmesinde termal olmayan etkilerini incelemelidir.
Elektromanyetik dalgalar patojen virüslerin etkisizleştirilmesi için umut verici bir yöntem haline geldi. Elektromanyetik dalga teknolojisi, geleneksel anti-virüs teknolojisinin sınırlamalarının üstesinden gelebilecek düşük kirlilik, düşük maliyet ve yüksek patojen virüs etkisizleştirme verimliliği avantajlarına sahiptir. Ancak elektromanyetik dalga teknolojisinin parametrelerinin belirlenmesi ve virüs inaktivasyon mekanizmasının aydınlatılması için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Belirli bir dozda elektromanyetik dalga radyasyonu, birçok patojenik virüsün yapısını ve aktivitesini tahrip edebilir. Virüs inaktivasyonunun verimliliği frekans, güç yoğunluğu ve maruz kalma süresiyle yakından ilgilidir. Ek olarak, potansiyel mekanizmalar enerji transferinin termal, atermal ve yapısal rezonans etkilerini içerir. Geleneksel antiviral teknolojilerle karşılaştırıldığında, elektromanyetik dalga bazlı virüs inaktivasyonu basitlik, yüksek verimlilik ve düşük kirlilik gibi avantajlara sahiptir. Bu nedenle, elektromanyetik dalga aracılı virüs inaktivasyonu gelecekteki uygulamalar için umut verici bir antiviral teknik haline gelmiştir.
U Yu. Mikrodalga radyasyonunun ve soğuk plazmanın biyoaerosol aktivitesi ve ilgili mekanizmalar üzerindeki etkisi. Pekin Üniversitesi. yıl 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC ve diğerleri. Mikrodalgaların rezonans dipol eşleşmesi ve baculovirüslerde sınırlı akustik salınımlar. Bilimsel rapor 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, ve diğerleri. HCV ve HIV'in mikrodalga ile inaktivasyonu: damar içi uyuşturucu kullanıcıları arasında virüsün bulaşmasını önlemeye yönelik yeni bir yaklaşım. Bilimsel rapor 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Hastane Belgelerinin Mikrodalga Dezenfeksiyonu Yoluyla Kirlenmesinin Araştırılması ve Deneysel Gözlemlenmesi [J] Çin Tıp Dergisi. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Sodyum dikloroizosiyanatın bakteriyofaj MS2'ye karşı inaktivasyon mekanizması ve etkinliği üzerine ön çalışma. Sichuan Üniversitesi. 2007.
Yang Li O-ftalaldehitin bakteriyofaj MS2 üzerindeki inaktivasyon etkisi ve etki mekanizması üzerine ön çalışma. Sichuan Üniversitesi. 2007.
Wu Ye, Bayan Yao. Havadaki bir virüsün yerinde mikrodalga radyasyonu ile etkisizleştirilmesi. Çin Bilim Bülteni. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. ve diğerleri. Coronavirüsler ve çocuk felci virüsleri, W bandı siklotron radyasyonunun kısa darbelerine karşı hassastır. Çevre kimyası üzerine mektup. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, ve diğerleri. Antijenite çalışmaları ve fenotipik nöraminidaz inhibitörlerine direnç analizleri için grip virüsünün etkisizleştirilmesi. Klinik Mikrobiyoloji Dergisi. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia ve diğerleri. Mikrodalga sterilizasyonuna genel bakış. Guangdong mikro besin bilimi. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Mikrodalgaların Gıda Mikroorganizmaları ve Mikrodalga Sterilizasyon Teknolojisi Üzerindeki Termal Olmayan Biyolojik Etkileri [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2, atermik mikrodalga ışınlaması üzerine protein denatürasyonunu hızlandırır. Bilimsel rapor 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, ve diğerleri. Mikrodalgalardan virüslerdeki sınırlı akustik salınımlara verimli yapısal rezonans enerji aktarımı. Bilimsel rapor 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2 için iyonlaştırıcı olmayan radyasyon tedavisi kullanan hedefe yönelik antiviral tedavi ve viral bir pandemiye hazırlık: klinik uygulama için yöntemler, yöntemler ve uygulama notları. PLOS Bir. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Mikrodalga sterilizasyonu ve etkileyen faktörler. Çin Tıp Dergisi. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Mikrodalga fırınlarda mikropların hayatta kalması. Mikroorganizmaları J yapabilirsiniz. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Mikrodalga veya otoklav tedavisi, bulaşıcı bronşit virüsü ve kuş pnömovirüsünün enfektivitesini ortadan kaldırır, ancak bunların ters transkriptaz polimeraz zincir reaksiyonu kullanılarak tespit edilmesine olanak tanır. kümes hayvanı hastalığı. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Anne sütünden sitomegalovirüsün mikrodalgada yok edilmesi: pilot çalışma. emzirme ilacı. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, ve diğerleri. SARS-CoV-2 virüsünün mikrodalga rezonans emilimi. Bilimsel Rapor 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, vb. UV-C (254 nm) SARS-CoV-2'nin öldürücü dozu. Işık teşhisi Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, vb. SARS-CoV-2'nin UV-C tarafından hızlı ve tamamen etkisizleştirilmesi. Bilimsel Rapor 2020; 10(1):22421.
Gönderim zamanı: 21 Ekim 2022
Gizlilik ayarları