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 olabilir, bu da hastalığa ve hatta ölüme yol açar. Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-COV-2) gibi yüksek patojenik virüslerin prevalansıyla, patojenik virüsleri inaktive etmek için etkili ve güvenli yöntemler geliştirmeye acil bir ihtiyaç vardır. Patojenik virüsleri inaktive etmek için geleneksel yöntemler pratiktir, ancak bazı sınırlamalara sahiptir. Yüksek nüfuz eden güç, fiziksel rezonans ve kirliliğin özellikleri ile elektromanyetik dalgalar, patojenik virüslerin inaktivasyonu için potansiyel bir strateji haline gelmiştir ve artan dikkat çekmiştir. Bu makale, elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve mekanizmaları üzerindeki etkisi ve patojenik virüslerin inaktivasyonu için elektromanyetik dalgaların kullanılması beklentilerinin yanı sıra bu tür inaktivasyon için yeni fikirler ve yöntemler üzerine son yayınlara genel bir bakış sunmaktadır.
Birçok virüs hızla yayılır, uzun süre devam eder, oldukça patojeniktir ve küresel salgınlara ve ciddi sağlık risklerine neden olabilir. Önleme, tespit, test, eradikasyon ve tedavi, virüsün yayılmasını durdurmak için anahtar adımlardır. Patojenik virüslerin hızlı ve verimli bir şekilde ortadan kaldırılması profilaktik, koruyucu ve kaynak eliminasyonu içerir. Enfektivitelerini, patojenisitelerini ve üreme kapasitelerini azaltmak için patojenik virüslerin fizyolojik yıkım ile inaktivasyonu, eliminasyonlarının etkili bir yöntemidir. Yüksek sıcaklık, kimyasallar ve iyonlaştırıcı radyasyon dahil geleneksel yöntemler, patojenik virüsleri etkili bir şekilde inaktive edebilir. Bununla birlikte, bu yöntemlerin hala bazı sınırlamaları vardır. Bu nedenle, patojenik virüslerin inaktivasyonu için yenilikçi stratejiler geliştirmeye hala acil bir ihtiyaç vardır.
Elektromanyetik dalgaların emisyonu, yüksek nüfuz eden güç, hızlı ve düzgün ısıtma, mikroorganizmalar ve plazma salınımı ile rezonansın avantajlarına sahiptir ve patojenik virüsleri inaktive etmek için pratik bir yöntem haline gelmesi beklenmektedir [1,2,3]. Elektromanyetik dalgaların patojenik virüsleri inaktive etme yeteneği geçen yüzyılda gösterilmiştir [4]. Son yıllarda, patojenik virüslerin inaktivasyonu için elektromanyetik dalgaların kullanılması artan dikkat çekmiştir. Bu makalede, elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve bunların mekanizmaları üzerindeki etkisini tartışmaktadır;
Virüslerin morfolojik özellikleri, hayatta kalma ve enfektivite gibi fonksiyonları yansıtabilir. Elektromanyetik dalgaların, özellikle ultra yüksek frekans (UHF) ve ultra yüksek frekanslı (EHF) elektromanyetik dalgaların virüslerin morfolojisini bozabileceği gösterilmiştir.
Bakteriyofaj MS2 (MS2) genellikle dezenfeksiyon değerlendirmesi, kinetik modelleme (sulu) ve viral moleküllerin biyolojik karakterizasyonu gibi çeşitli araştırma alanlarında kullanılır [5, 6]. Wu, 2450 MHz ve 700 W'daki mikrodalgaların 1 dakikalık doğrudan ışınlamadan sonra MS2 su fajlarının birikmesine ve önemli ölçüde büzülmesine neden olduğunu bulmuştur [1]. Daha fazla araştırmadan sonra, MS2 fajının yüzeyinde bir kırılma da gözlenmiştir [7]. Kaczmarczyk [8], 95 GHz frekansı ve 0.1 saniye boyunca 70 ila 100 w/cm2 güç yoğunluğuna sahip koronavirüs 229E (COV-229E) örneklerinin süspansiyonlarını maruz bırakmıştır. Virüsün kaba küresel kabuğunda büyük delikler bulunabilir, bu da içeriğinin kaybına yol açar. Elektromanyetik dalgalara maruz kalma viral formlar için yıkıcı olabilir. Bununla birlikte, elektromanyetik radyasyonlu virüse maruz kaldıktan sonra, şekil, çap ve yüzey pürüzsüzlüğü gibi morfolojik özelliklerdeki değişiklikler bilinmemektedir. Bu nedenle, virüs inaktivasyonunu değerlendirmek için değerli ve uygun göstergeler sağlayabilen morfolojik özellikler ve fonksiyonel bozukluklar arasındaki ilişkiyi analiz etmek önemlidir [1].
Viral yapı genellikle bir iç nükleik asit (RNA veya DNA) ve harici bir kapsidden oluşur. Nükleik asitler virüslerin genetik ve replikasyon özelliklerini belirler. Kapsid, düzenli olarak düzenlenmiş protein alt birimlerinin dış tabakasıdır, temel iskele ve viral parçacıkların antijenik bileşenidir ve ayrıca nükleik asitleri korur. Çoğu virüs, lipitlerden ve glikoproteinlerden oluşan bir zarf yapısına sahiptir. Ek olarak, zarf proteinleri reseptörlerin özgüllüğünü belirler ve konağın bağışıklık sisteminin tanıyabileceği ana antijenler olarak hizmet eder. Tam 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 2 dakika boyunca 2450 MHz mikrodalgaya doğrudan maruz bıraktı ve protein A, kapsid protein, replikaz proteini ve bölünme proteini, jel elektroforez ve ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu ile kodlayan genleri analiz etti. RT-PCR). Bu genler artan güç yoğunluğu ile aşamalı olarak yok edildi ve hatta en yüksek güç yoğunluğunda kayboldu. Örneğin, protein A genin (934 bp) ekspresyonu, 119 ve 385 W gücüyle elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra önemli ölçüde azaldı ve güç yoğunluğu 700 W'ye çıkarıldığında tamamen kayboldu. Bu veriler, elektromanyetik dalgaların doza bağlı olarak, nüksetlerin yapısını yok edebileceğini gösteriyor.
Son çalışmalar, elektromanyetik dalgaların patojenik viral proteinler üzerindeki etkisinin esas olarak aracılar üzerindeki dolaylı termal etkilerinin ve nükleik asitlerin tahrip edilmesine bağlı olarak protein sentezi üzerindeki dolaylı etkilerine dayandığını göstermiştir [1, 3, 8, 9]. Bununla birlikte, atermik etkiler viral proteinlerin polaritesini veya yapısını da değiştirebilir [1, 10, 11]. Elektromanyetik dalgaların kapsid proteinleri, zarf proteinleri veya patojenik virüslerin sivri proteinleri gibi temel yapısal/yapısal olmayan proteinler üzerindeki doğrudan etkisi hala daha fazla çalışma gerektirir. Son zamanlarda, 700 W gücüne sahip 2.45 GHz frekansta 2 dakikalık elektromanyetik radyasyonun, sıcak noktaların oluşumu ve salınan elektrik alanları ile farklı protein yükleri ile etkileşime girebileceği ve tamamen elektromanyetik etkiler yoluyla [12] öne sürülmüştür [12].
Patojenik bir virüsün zarfı, hastalığa bulaşma veya neden olma yeteneği ile yakından ilişkilidir. Birçok çalışma, UHF ve mikrodalga elektromanyetik dalgaların hastalığa neden olan virüslerin kabuklarını yok edebileceğini bildirmiştir. Yukarıda belirtildiği gibi, 95 GHz milimetre dalgasına 0.1 saniye maruz kaldıktan sonra, 70 ila 100 w/cm2 güç yoğunluğunda koronavirüs 229E'nin viral zarfında farklı delikler tespit edilebilir [8]. Elektromanyetik dalgaların rezonant enerji transferinin etkisi, virüs zarfının yapısını yok etmek için yeterli strese neden olabilir. Zarflı virüsler için, zarfın yırtılmasından sonra, enfektivite veya bir miktar aktivite 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'de mikrodalgaya maruz bırakmıştır. Elektromanyetik dalgalara maruz kalan patojenik virüslerin RNA sinyallerini ve dondurulmuş parçalanmış bir modelin birkaç döngü için hemen sıvı azot içinde çözüldüğünü karşılaştırmak için RT-PCR yapıldı. Sonuçlar, iki modelin RNA sinyallerinin çok tutarlı olduğunu gösterdi. Bu sonuçlar, virüsün fiziksel yapısının bozulduğunu ve mikrodalga radyasyonuna maruz kaldıktan sonra zarf yapısının yok edildiğini göstermektedir.
Bir virüsün aktivitesi, enfekte etme, çoğaltma ve yazma yeteneği ile karakterize edilebilir. Viral enfektivite veya aktivite genellikle plak testleri, doku kültürü medyan enfektif doz (TCID50) veya lusiferaz raportör gen aktivitesi kullanılarak viral titrelerin ölçülmesi ile değerlendirilir. Ancak doğrudan canlı virüs izole edilmesi veya viral antijen, viral partikül yoğunluğu, virüs hayatta kalması vb. Analiz edilerek de değerlendirilebilir.
UHF, SHF ve EHF elektromanyetik dalgalarının viral aerosolleri veya su kaynaklı virüsleri doğrudan inaktive edebileceği bildirilmiştir. Wu [1], bir laboratuvar nebülizör tarafından 2450 MHz frekanslı elektromanyetik dalgalara ve 1.7 dakika boyunca 700 W gücü olan MS2 bakteriyofaj sağkalım oranı sadece%8.66 idi. MS2 viral aerosolüne benzer şekilde, sulu MS2'nin% 91.3'ü aynı doz elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra 1.5 dakika içinde inaktive edildi. Ek olarak, elektromanyetik radyasyonun MS2 virüsünü inaktive etme kabiliyeti, güç yoğunluğu ve maruz kalma süresi ile pozitif korelasyon göstermiştir. Bununla birlikte, deaktivasyon verimliliği maksimum değerine ulaştığında, maruz kalma süresini artırarak veya güç yoğunluğunu artırarak deaktivasyon verimliliği geliştirilemez. Örneğin, MS2 virüsü, 2450 MHz ve 700 W elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra minimum% 2.65 ila% 4.37 sağkalım oranına sahipti ve artan maruz kalma süresi ile önemli bir değişiklik bulunmadı. Siddharta [3], 2450 MHz frekansında elektromanyetik dalgalar ve 360 W gücünde hepatit C virüsü (HCV)/insan immün yetmezlik virüsü tip 1 (HCV)/insan immün yetmezlik virüsü tip 1 (HIV-1) içeren bir hücre kültürü süspansiyonunu ışınladı. Virüs titremelerinin 3 dakikalık maruz kaldığını ve HIV'nin öne geçtiğini ve hIV'nin öne geçtiğini ve elektromanik dalga radyasyonunun önlendiğini ve hIV'nin öne geçtiğini ve hIV'nin öne geçtiğini gösterdiğini ve 1'i etkilediğini gösterdi ve 1 ve elektromanik dalga radyasyonunun önlendiğini ve hIV'nin öne geçtiğini ve elektromanik dalga radyasyonunun öne geçtiğini ve hIV'nin öne geçtiğini gösterdi, Birlikte maruz kaldığında bile virüsün iletimi. 2450 MHz, 90 W veya 180 W frekanslı düşük güçlü elektromanyetik dalgalara sahip HCV hücre kültürlerini ve HIV-1 süspansiyonlarını ışınlayan, lusiferaz raportör aktivitesi tarafından belirlenen virüs titresinde değişiklik ve viral enfektivitede önemli bir değişiklik gözlenmedi. 1 dakika boyunca 600 ve 800 W'da, her iki virüsün enfektivitesi önemli ölçüde azalmadı, bu da elektromanyetik dalga radyasyonunun gücü ve kritik sıcaklık maruziyeti ile ilişkili olduğuna inanılan.
Kaczmarczyk [8] ilk olarak 2021'de su kaynaklı patojenik virüslere karşı EHF elektromanyetik dalgalarının ölümcüllüğünü göstermiştir. Coronavirüs 229e veya poliovirüs (PV) örneklerini 95 GHz ve bir güç yoğunluğunda elektromanyetik dalgalara ve 100 W/CM2'nin bir frekansında ortaya çıkardılar. İki patojenik virüsün inaktivasyon etkinliği sırasıyla% 99.98 ve% 99.375 idi. EHF elektromanyetik dalgalarının virüs inaktivasyonu alanında geniş uygulama beklentilerine sahip olduğunu gösterir.
Virüslerin UHF inaktivasyonunun etkinliği, anne sütü ve evde yaygın olarak kullanılan bazı malzemeler gibi çeşitli ortamlarda da değerlendirilmiştir. Araştırmacılar, 2450 MHz frekansta ve 720 watt gücü frekansında adenovirüs (ADV), poliovirüs tip 1 (PV-1), herpesvirüs 1 (HV-1) ve rhinvirüs (rhv) ile kontamine anestezi maskelerini maruz bıraktılar. ADV ve PV-1 antijenleri için testlerin negatif hale geldiğini ve HV-1, PIV-3 ve RHV titrelerinin sıfıra düştüğünü, 4 dakikalık maruziyetten sonra tüm virüslerin tamamen inaktivasyonunu gösterdiğini bildirdiler [15, 16]. Elhafi [17] doğrudan kuş bulaşıcı bronşit virüsü (IBV), kuş pnömovirüsü (APV), Newcastle hastalık virüsü (NDV) ve kuş influenza virüsü (AIV) ile 2450 MHz, 900 Wic Microwave fırınına enfekte olmuştur. enfektivitelerini kaybetmek. Bunlar arasında, APV ve IBV ayrıca 5. neslin civciv embriyolarından elde edilen trakeal organlar kültürlerinde tespit edildi. Virüs izole edilemese de, viral nükleik asit hala RT-PCR ile tespit edildi. Ben-Shoshan [18] doğrudan 2450 MHz, 750 W elektromanyetik dalgaları 30 saniye boyunca 15 sitomegalovirüs (CMV) pozitif anne sütü örneklerine maruz bıraktı. Kabuk-vial ile antijen tespiti, CMV'nin tamamen inaktivasyonunu gösterdi. Bununla birlikte, 500 W'de, 15 numuneden 2'si tam inaktivasyon elde etmedi, bu da inaktivasyon verimliliği ile elektromanyetik dalgaların gücü arasında pozitif bir korelasyon gösterdi.
Yang [13], yerleşik fiziksel modellere dayanan elektromanyetik dalgalar ve virüsler arasındaki rezonans frekansını öngördüğünü de belirtmek gerekir. Virüse duyarlı Madin Darby Köpek Böbrek Hücreleri (MDCK) tarafından üretilen 7.5 × 1014 M-3 yoğunluğuna sahip H3N2 virüs partiküllerinin süspansiyonu, doğrudan 8 GHz frekansta ve 15 dakika boyunca 820 w/m² güçte elektromanyetik dalgalara maruz bırakıldı. H3N2 virüsünün inaktivasyon seviyesi%100'e ulaşır. Bununla birlikte, 82 w/m2 teorik bir eşikte, H3N2 virüsünün sadece% 38'i inaktive edildi, bu da EM aracılı virüs inaktivasyonunun etkinliğinin güç yoğunluğu ile yakından ilişkili olduğunu düşündürmektedir. Bu çalışmaya dayanarak, Barbora [14] elektromanyetik dalgalar ve SARS-COV-2 arasındaki rezonans frekans aralığını (8.5-20 GHz) hesaplamış ve elektromanyetik dalgalara maruz kalan 7.5 × 1014 m-3, 14.5 ° W/M2'nin bir frekansı ile bir dalga, yaklaşık 100 ghz için bir dalga ve yaklaşık 100 ghz sonucuna sahip olacağı sonucuna varmıştır. devre dışı bırakma. Wang [19] tarafından yapılan yakın tarihli bir çalışma, SARS-COV-2'nin rezonans frekanslarının 4 ve 7.5 GHz olduğunu ve virüs titresinden bağımsız rezonans frekanslarının varlığını doğruladığını göstermiştir.
Sonuç olarak, elektromanyetik dalgaların aerosolleri ve süspansiyonları ve virüslerin yüzeylerdeki aktivitesini etkileyebileceğini söyleyebiliriz. İnaktivasyonun etkinliğinin elektromanyetik dalgaların sıklığı ve gücü ve virüsün büyümesi için kullanılan ortam ile yakından ilişkili olduğu bulunmuştur. Ek olarak, fiziksel rezonanslara dayanan elektromanyetik frekanslar virüs inaktivasyonu için çok önemlidir [2, 13]. Şimdiye kadar, elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin aktivitesi üzerindeki etkisi esas olarak enfektiviteyi değiştirmeye odaklanmıştır. Karmaşık mekanizma nedeniyle, birkaç çalışma elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin replikasyonu ve transkripsiyonu üzerindeki etkisini bildirmiştir.
Elektromanyetik dalgaların virüsleri inaktive ettiği mekanizmalar, virüs tipi, elektromanyetik dalgaların sıklığı ve gücü ve virüsün büyüme ortamı ile yakından ilişkilidir, ancak büyük ölçüde keşfedilmemiş kalır. Son araştırmalar termal, atermal ve yapısal rezonant enerji transferinin mekanizmalarına odaklanmıştır.
Termal etki, elektromanyetik dalgaların etkisi altında dokularda polar moleküllerin yüksek hızlı dönüş, çarpışması ve sürtünmesinin neden olduğu sıcaklıkta bir artış olarak anlaşılır. Bu özellik nedeniyle, elektromanyetik dalgalar virüsün sıcaklığını fizyolojik tolerans eşiğinin üzerine çıkarabilir ve virüsün ölümüne neden olabilir. Bununla birlikte, virüsler az sayıda polar molekül içerir, bu da virüsler üzerindeki doğrudan termal etkilerin nadir olduğunu düşündürmektedir [1]. Aksine, orta ve ortamda, elektromanyetik dalgalar tarafından heyecanlanan alternatif elektrik alanına göre hareket eden ve 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 inaktive eder.
Birkaç grup, elektromanyetik dalgaların termal maruz kalma yoluyla virüslerin enfektivitesini azaltabileceğini bildirmiştir [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8], 0.2-0.7 s için 70 ila 100 w/cm²'lik bir güç yoğunluğu olan 95 GHz frekansta koronavirüs 229E'nin elektromanyetik dalgalara maruz kalmıştır. Sonuçlar, bu işlem sırasında 100 ° C'lik bir sıcaklık artışının virüs morfolojisinin yok edilmesine ve virüs aktivitesinin azalmasına katkıda bulunduğunu göstermiştir. Bu termal etkiler, elektromanyetik dalgaların çevredeki su molekülleri üzerindeki etkisi ile açıklanabilir. SIDDHARTA [3] GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A ve GT7A dahil olmak üzere farklı genotiplerin HCV içeren hücre kültürü süspansiyonları, 2450 MHz ve 180 W, 800'lik bir güçte elektromanyetik dalgalar ile 90 W, 360 W, bir güçle 90 W, 360 W, bir güçle, 90 W, 360 W, bir güçle, 90 W, 360 W, bir güçle yükselir. 26 ° C'den 92 ° C'ye, elektromanyetik radyasyon virüsün enfektivitesini azalttı veya virüsü tamamen inaktive etti. Ancak HCV, düşük güçte (90 veya 180 W, 3 dakika) veya daha yüksek güçte (600 veya 800 W, 1 dakika) kısa bir süre için elektromanyetik dalgalara maruz kalırken, sıcaklıkta önemli bir artış yoktu ve virüste önemli bir değişiklik enfektivite veya aktivite gözlenmedi.
Yukarıdaki sonuçlar, elektromanyetik dalgaların termal etkisinin, patojenik virüslerin enfektivitesini veya aktivitesini etkileyen anahtar bir faktör olduğunu göstermektedir. Ek olarak, çok sayıda çalışma, elektromanyetik radyasyonun termal etkisinin patojenik virüsleri UV-C ve geleneksel ısıtmadan 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 değiştirebilir, bu da moleküllerin dönmesine ve titreşmesine neden olur, bu da canlılık ve hatta ölümün azalmasına neden olur [10]. Elektromanyetik dalgaların polaritesinin hızlı bir şekilde değiştirilmesinin protein polarizasyonuna neden olduğuna ve bu da protein yapısının bükülmesine ve eğriliğine yol açtığına ve sonuçta protein denatürasyonuna neden olduğuna inanılmaktadır [11].
Elektromanyetik dalgaların virüs inaktivasyonu üzerindeki termal olmayan etkisi tartışmalıdır, ancak çoğu çalışma olumlu sonuçlar göstermiştir [1, 25]. Yukarıda bahsettiğimiz gibi, elektromanyetik dalgalar doğrudan MS2 virüsünün zarf proteinine nüfuz edebilir ve virüsün nükleik asidini yok edebilir. Ek olarak, MS2 virüsü aerosolleri elektromanyetik dalgalara sulu MS2'den çok daha duyarlıdır. MS2 virüsü aerosollerini çevreleyen ortamda su molekülleri gibi daha az polar molekül 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 emme eğilimini ifade eder. Rezonans doğanın birçok yerinde meydana gelir. Virüslerin sınırlı bir akustik dipol modunda, bir rezonans fenomeninde aynı frekanslı mikrodalgalarla rezonansa girdiği bilinmektedir [2, 13, 26]. Bir elektromanyetik dalga ve bir virüs arasındaki rezonant etkileşim modları gittikçe daha fazla dikkat çekiyor. Elektromanyetik dalgalardan kapalı akustik salınımlara (CAV) virüslerde etkili yapısal rezonans enerji transferi (SRET) etkisi, karşıt çekirdek kapsit titreşimleri nedeniyle viral zarın rüptürüne yol açabilir. Ek olarak, SRET'in genel etkinliği, viral partikülün boyutu ve pH'ının sırasıyla rezonans frekansını ve enerji emilimini belirlediği çevrenin doğası ile ilişkilidir [2, 13, 19].
Elektromanyetik dalgaların fiziksel rezonans etkisi, viral proteinlere gömülü iki tabakalı bir membran ile çevrili zarflı virüslerin inaktivasyonunda önemli bir rol oynar. Araştırmacılar, H3N2'nin 6 GHz frekansı ve 486 w/m²'lik bir güç yoğunluğuna sahip elektromanyetik dalgalar tarafından deaktivasyonunun esas olarak rezonans etkisi nedeniyle kabuğun fiziksel rüptüründen kaynaklandığını bulmuşlardır [13]. H3N2 süspansiyonunun sıcaklığı, 15 dakikalık maruziyetten sonra sadece 7 ° C arttı, ancak insan H3N2 virüsünün termal ısıtma ile inaktivasyonu için 55 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklık gereklidir [9]. SARS-COV-2 ve H3N1 gibi virüsler için benzer fenomenler gözlenmiştir [13, 14]. Ek olarak, virüslerin elektromanyetik dalgalar tarafından inaktivasyonu, viral RNA genomlarının bozulmasına yol açmaz [1,13,14]. Böylece, H3N2 virüsünün inaktivasyonu, termal maruziyetten ziyade fiziksel rezonansla desteklenmiştir [13].
Elektromanyetik dalgaların termal etkisiyle karşılaştırıldığında, virüslerin fiziksel rezonans ile inaktivasyonu, 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, partikül boyutu ve elastikiyeti gibi virüsün fiziksel özelliklerine bağlıdır ve rezonans frekansındaki tüm virüsler inaktivasyon için etkili bir şekilde hedeflenebilir. Yüksek penetrasyon oranı, iyonlaştırıcı radyasyonun olmaması 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].
Sıvı fazda ve çeşitli ortamların yüzeyinde virüslerin inaktivasyonunun uygulanmasına dayanarak, elektromanyetik dalgalar bir atılım olan ve virüsün bulaşmasını kontrol etmek ve toplumdaki virüsün iletilmesini önlemek için büyük önem taşıyan viral aerosollerle etkili bir şekilde ilgilenebilir [1, 26]. epidemi. Ayrıca, elektromanyetik dalgaların fiziksel rezonans özelliklerinin keşfi bu alanda büyük önem taşımaktadır. Belirli bir viryon ve elektromanyetik dalgaların rezonans frekansı bilindiği sürece, yarının rezonant frekans aralığındaki tüm virüsler hedeflenebilir, bu da geleneksel virüs inaktivasyon yöntemleriyle elde edilemez [13,14,26]. Virüslerin elektromanyetik inaktivasyonu, büyük araştırma ve uygulanan değer ve potansiyeli olan umut verici bir araştırmadır.
Geleneksel virüs öldürme teknolojisi ile karşılaştırıldığında, elektromanyetik dalgalar, benzersiz fiziksel özellikleri nedeniyle virüsleri öldürürken basit, etkili, pratik çevre korumasının özelliklerine sahiptir [2, 13]. Ancak, birçok sorun kalır. Birincisi, modern bilgi elektromanyetik dalgaların fiziksel özellikleri ile sınırlıdır ve elektromanyetik dalgaların emisyonu sırasında enerji kullanımı mekanizması açıklanmamıştır [10, 27]. Milimetre dalgaları dahil mikrodalgalar, virüs inaktivasyonunu ve mekanizmalarını incelemek için yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak diğer frekanslarda, özellikle 100 kHz ila 300 MHz ve 300 GHz ila 10 THz arasındaki frekanslarda elektromanyetik dalgaların çalışmaları rapor edilmemiştir. İkincisi, elektromanyetik dalgalarla patojenik virüsleri öldürme mekanizması açıklanmamıştır ve sadece küresel ve çubuk şekilli virüsler incelenmiştir [2]. Ek olarak, virüs partikülleri küçük, hücresiz, kolayca mutasyona uğrar ve hızla yayılır, bu da virüs inaktivasyonunu önleyebilir. Elektromanyetik dalga teknolojisinin, patojenik virüsleri inaktive eden engelin üstesinden gelmek için hala geliştirilmesi gerekmektedir. Son olarak, su molekülleri gibi ortamdaki polar moleküller tarafından radyant enerjinin yüksek emilimi enerji kaybına neden olur. Ek olarak, SRET'in etkinliği virüslerde tanımlanamayan birkaç mekanizmadan etkilenebilir [28]. SRET etkisi ayrıca virüsü çevresine uyum sağlamak için değiştirerek elektromanyetik dalgalara dirençle sonuçlanabilir [29].
Gelecekte, elektromanyetik dalgalar kullanan virüs inaktivasyonu teknolojisinin daha da geliştirilmesi gerekmektedir. Temel bilimsel araştırmalar, elektromanyetik dalgalarla virüs inaktivasyon mekanizmasını açıklamayı amaçlamalıdır. Örneğin, elektromanyetik dalgalara maruz kaldığında virüslerin enerjisini kullanma mekanizması, patojenik virüsleri öldüren termal olmayan etkinin ayrıntılı mekanizması ve elektromanyetik dalgalar ve çeşitli virüs türleri arasındaki SRET etkisinin mekanizması sistematik olarak elüsle edilmelidir. Uygulamalı araştırma, polar moleküller tarafından radyasyon enerjisinin aşırı emiliminin nasıl önleneceğine odaklanmalı, farklı frekansların elektromanyetik dalgalarının çeşitli patojenik virüsler üzerindeki etkisini incelemeli ve elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin tahrip edilmesinde termal olmayan etkilerini incelemelidir.
Elektromanyetik dalgalar patojenik virüslerin inaktivasyonu için umut verici bir yöntem haline gelmiştir. Elektromanyetik dalga teknolojisi, geleneksel anti-virüs teknolojisinin sınırlamalarının üstesinden gelebilecek düşük kirlilik, düşük maliyet ve yüksek patojen virüsü inaktivasyon verimliliğinin avantajlarına sahiptir. Bununla birlikte, elektromanyetik dalga teknolojisinin parametrelerini belirlemek ve virüs inaktivasyon mekanizmasını açıklamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Belirli bir elektromanyetik dalga radyasyonu dozu birçok patojenik virüsün yapısını ve aktivitesini yok edebilir. Virüs inaktivasyonunun etkinliği frekans, güç yoğunluğu ve maruz kalma süresi ile yakından ilişkilidir. 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 avantajlarına 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. Peking Üniversitesi. 2013 yılı.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC ve diğ. Baculovirüslerde mikrodalgaların rezonant dipol birleşmesi ve sınırlı akustik salınımlar. Bilimsel Rapor 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. HCV ve HIV'in mikrodalga inaktivasyonu: enjekte eden ilaç kullanıcıları arasında virüsün iletilmesini önlemek için yeni bir yaklaşım. Bilimsel Rapor 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Mikrodalga dezenfeksiyonu ile hastane belgelerinin kontaminasyonunun 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 çalışması. Sichuan Üniversitesi. 2007.
Yang Li, o-ftalaldehidin bakteriyofaj MS2 üzerindeki inaktivasyon etkisi ve etki mekanizması üzerine ön çalışma. Sichuan Üniversitesi. 2007.
Wu Ye, Bayan Yao. Mikrodalga radyasyonu ile havadaki bir virüsün yerinde inaktivasyonu. Çin Bilim Bülteni. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. ve ark. Koronavirüsler ve poliovirüsler, W-band siklotron radyasyonunun kısa darbelerine duyarlıdır. Çevre Kimyası Mektubu. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Antijenisite çalışmaları için influenza virüsü inaktivasyonu ve fenotipik nöraminidaz inhibitörlerine direnç analizleri. Klinik Mikrobiyoloji Dergisi. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, vd. Mikrodalga sterilizasyonuna genel bakış. Guangdong Mikrobesin Bilimi. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Mikrodalgaların gıda mikroorganizmaları ve mikrodalga sterilizasyon teknolojisi üzerindeki termal olmayan biyolojik etkileri [JJ Southwestern Nationalities Üniversitesi (Doğa Bilimleri Sürümü). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2 başak protein denatürasyonu atermik mikrodalga ışınlaması üzerine. Bilimsel Rapor 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Mikrodalgalardan virüslerde sınırlı akustik salınımlara verimli yapısal rezonant enerji transferi. Bilimsel Rapor 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2 için iyonlaştırıcı radyasyon tedavisi kullanılarak antiviral tedaviyi hedefledi ve viral bir pandemiye hazırlık: klinik uygulama için yöntemler, yöntemler ve uygulama notları. Plos One. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Mikrodalga sterilizasyonu ve onu etkileyen faktörler. Çin Tıp Dergisi. 1993; (04): 246-51.
Page WJ, Martin WG Mikrodalga fırınlarda mikropların hayatta kalması. Mikroorganizmalar 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 yok eder, ancak ters transkriptaz polimeraz zincir reaksiyonu kullanılarak tespit edilmesine izin verir. Kümes hayvanları hastalığı. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Sitomegalovirüs'ün anne sütünden Mikrodalga Eradikasyonu: Bir Pilot Çalışma. Emzirme ilacı. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al. 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 ölümcül dozu. Hafif tanılama fotodyne. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M, vb. Bilimsel Rapor 2020; 10 (1): 22421.
Gönderme Zamanı: 21 Ekim-2022
Gizlilik Ayarları