Auswirkungen elektromagnetischer Wellen auf pathogene Viren und verwandte Mechanismen: eine Übersicht im Journal of Virology

Pathogene Virusinfektionen sind weltweit zu einem großen Problem der öffentlichen Gesundheit geworden. Viren können alle zellulären Organismen infizieren und unterschiedliche Verletzungen und Schäden verursachen, was zu Krankheiten und sogar zu Tod führt. Mit der Prävalenz von hochpathogenen Viren wie schwerem akutem Atemsyndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) müssen wir wirksame und sichere Methoden entwickeln, um pathogene Viren zu inaktivieren. Traditionelle Methoden zur inaktivierenden pathogenen Viren sind praktisch, haben jedoch einige Einschränkungen. Mit den Eigenschaften von hoher Durchdringung, physischer Resonanz und ohne Verschmutzung sind elektromagnetische Wellen zu einer potenziellen Strategie für die Inaktivierung pathogener Viren geworden und ziehen zunehmende Aufmerksamkeit auf sich. Dieser Artikel bietet einen Überblick über die jüngsten Veröffentlichungen über die Auswirkungen elektromagnetischer Wellen auf pathogene Viren und deren Mechanismen sowie die Aussichten für die Verwendung elektromagnetischer Wellen zur Inaktivierung pathogener Viren sowie neue Ideen und Methoden für eine solche Inaktivierung.
Viele Viren verbreiten sich schnell, bestehen lange bestehen, sind sehr pathogen und können globale Epidemien und schwerwiegende Gesundheitsrisiken verursachen. Prävention, Erkennung, Test, Ausrottung und Behandlung sind wichtige Schritte, um die Ausbreitung des Virus zu stoppen. Die schnelle und effiziente Eliminierung von pathogenen Viren umfasst prophylaktische, schützende und Quelleliminierung. Die Inaktivierung pathogener Viren durch physiologische Zerstörung zur Verringerung ihrer Infektiosität, Pathogenität und Fortpflanzungskapazität ist eine wirksame Methode ihrer Elimination. Traditionelle Methoden, einschließlich hoher Temperatur, Chemikalien und ionisierender Strahlung, können pathogene Viren wirksam inaktivieren. Diese Methoden haben jedoch immer noch einige Einschränkungen. Daher besteht immer noch dringend erforderlich, innovative Strategien für die Inaktivierung pathogener Viren zu entwickeln.
Die Emission elektromagnetischer Wellen hat die Vorteile von hoher Durchdringung, schneller und gleichmäßiger Erwärmung, Resonanz mit Mikroorganismen und Plasmafreisetzung und wird voraussichtlich zu einer praktischen Methode zur inaktivierenden pathogenen Viren werden [1,2,3]. Die Fähigkeit elektromagnetischer Wellen, pathogene Viren zu inaktiviert, wurde im letzten Jahrhundert nachgewiesen [4]. In den letzten Jahren hat die Verwendung elektromagnetischer Wellen zur Inaktivierung pathogener Viren zunehmend Aufmerksamkeit erregt. In diesem Artikel wird die Wirkung elektromagnetischer Wellen auf pathogene Viren und deren Mechanismen erörtert, die als nützlicher Leitfaden für die grundlegende und angewandte Forschung dienen können.
Die morphologischen Eigenschaften von Viren können Funktionen wie Überleben und Infektiosität widerspiegeln. Es wurde gezeigt, dass elektromagnetische Wellen, insbesondere die ultrahoch -hohe Frequenz (UHF) und die ultrahohere Frequenz (EHF) elektromagnetische Wellen, die Morphologie von Viren stören können.
Bakteriophagen MS2 (MS2) wird häufig in verschiedenen Forschungsbereichen wie Desinfektionsbewertung, kinetischer Modellierung (wässrig) und biologischer Charakterisierung von viralen Molekülen verwendet [5, 6]. Wu stellte fest, dass Mikrowellen bei 2450 MHz und 700 W nach 1 Minute direkter Bestrahlung eine Aggregation und eine signifikante Schrumpfung von MS2 -Phagen verursachten [1]. Nach weiteren Untersuchungen wurde auch ein Bruch in der Oberfläche des MS2 -Phagens beobachtet [7]. Kaczmarczyk [8] entlarvte Suspensionen von Proben von Coronavirus 229E (COV-229E) an Millimeterwellen mit einer Frequenz von 95 GHz und einer Leistungsdichte von 70 bis 100 Gew/cm2 für 0,1 s. Große Löcher finden sich in der rauen kugelförmigen Hülle des Virus, was zum Verlust seines Inhalts führt. Die Exposition gegenüber elektromagnetischen Wellen kann für virale Formen destruktiv sein. Veränderungen der morphologischen Eigenschaften wie Form, Durchmesser und Oberflächenglattheit nach Exposition gegenüber dem Virus mit elektromagnetischer Strahlung sind jedoch unbekannt. Daher ist es wichtig, die Beziehung zwischen morphologischen Merkmalen und funktionellen Störungen zu analysieren, die wertvolle und bequeme Indikatoren für die Beurteilung der Virusinaktivierung bieten können [1].
Die Virusstruktur besteht normalerweise aus einer inneren Nukleinsäure (RNA oder DNA) und einem externen Kapsid. Nukleinsäuren bestimmen die genetischen und Replikationseigenschaften von Viren. Das Kapsid ist die äußere Schicht regelmäßig angeordneter Proteinuntereinheiten, das Grundgerüst und die Antigenkomponente von viralen Partikeln und schützt auch Nukleinsäuren. Die meisten Viren haben eine Umschlagstruktur aus Lipiden und Glykoproteinen. Darüber hinaus bestimmen Hüllproteine ​​die Spezifität der Rezeptoren und dienen als Hauptantigene, die das Immunsystem des Wirts erkennen kann. Die vollständige Struktur gewährleistet die Integrität und genetische Stabilität des Virus.
Untersuchungen haben gezeigt, dass elektromagnetische Wellen, insbesondere uHF-elektromagnetische Wellen, die RNA der krankheitsverursachenden Viren schädigen können. Wu [1] setzte die wässrige Umgebung des MS2 -Virus 2 Minuten lang auf 2450 MHz -Mikrowellen aus und analysierte die Gene, die Protein A, Kapsidprotein, Replikaseprotein und Spaltprotein durch Gelelektrophorese und Reverse -Transkriptionspolymerasekettenreaktion codierten. RT-PCR). Diese Gene wurden mit zunehmender Leistungsdichte zunehmend zerstört und verschwanden sogar bei der höchsten Leistungsdichte. Beispielsweise nahm die Expression des Proteins A -Gens (934 bp) nach Exposition gegenüber elektromagnetischen Wellen mit einer Leistung von 119 und 385 W signifikant ab und verschwand vollständig, wenn die Leistungsdichte auf 700 W erhöht wurde. Diese Daten deuten darauf hin. Je nach Dosis zerstören Sie die Struktur der Nukleinsäuren von Viren.
Jüngste Studien haben gezeigt, dass die Wirkung elektromagnetischer Wellen auf pathogene virale Proteine ​​hauptsächlich auf ihrer indirekten thermischen Wirkung auf Mediatoren und ihrer indirekten Wirkung auf die Proteinsynthese aufgrund der Zerstörung von Nukleinsäuren beruht [1, 3, 8, 9]. Athermische Effekte können jedoch auch die Polarität oder Struktur von viralen Proteinen verändern [1, 10, 11]. Die direkte Wirkung elektromagnetischer Wellen auf grundlegende strukturelle/nichtstrukturelle Proteine ​​wie Kapsidproteine, Hüllproteine ​​oder Spike-Proteine ​​von pathogenen Viren erfordert noch eine weitere Untersuchung. Es wurde kürzlich vermutet, dass 2 Minuten elektromagnetischer Strahlung bei einer Frequenz von 2,45 GHz mit einer Leistung von 700 W durch die Bildung von Hotspots und oszillierenden elektrischen Feldern durch rein elektromagnetische Effekte mit unterschiedlichen Fraktionen von Proteinladungen interagieren können [12].
Die Hüllkurve eines pathogenen Virus ist eng mit seiner Fähigkeit verbunden, Krankheiten zu infizieren oder zu verursachen. Mehrere Studien haben berichtet, dass uHF- und mikrowellen elektromagnetische Wellen die Hülle von krankheitsverursachenden Viren zerstören können. Wie oben erwähnt, können in der viralen Hülle von Coronavirus 229E nach 0,1 Sekunden Exposition gegenüber der 95 -GHz -Millimeterwelle bei einer Leistungsdichte von 70 bis 100 W/cm2 in der viralen Hülle von Coronavirus 229E nachgewiesen werden [8]. Die Wirkung der Resonanz -Energieübertragung elektromagnetischer Wellen kann ausreichend Stress verursachen, um die Struktur der Virushülle zu zerstören. Bei umhüllten Viren nimmt nach dem Bruch der Hüllkurve normalerweise ab oder geht es vollständig verloren [13, 14]. Yang [13] enthüllte das H3N2 (H3N2) Influenzavirus und das H1N1 (H1N1) -Influenza -Virus zu Mikrowellen bei 8,35 GHz, 320 W/m² bzw. 7 GHz, 308 w/m² für 15 Minuten. Um die RNA-Signale von pathogenen Viren zu vergleichen, die elektromagnetischen Wellen und einem fragmentierten Modell gefroren und sofort in flüssigem Stickstoff für mehrere Zyklen aufgetaut wurden, wurde RT-PCR durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die RNA -Signale der beiden Modelle sehr konsistent sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die physikalische Struktur des Virus unterbrochen und die Hüllkurvenstruktur nach Exposition gegenüber Mikrowellenstrahlung zerstört wird.
Die Aktivität eines Virus kann durch seine Fähigkeit zum Infizieren, Replizieren und Transkribieren gekennzeichnet werden. Virale Infektiosität oder Aktivität wird normalerweise durch Messen von Virustitern unter Verwendung von Plaque -Assays, der Median -Infektionsdosis der Gewebekultur (TCID50) oder der Luciferase -Reportergenaktivität bewertet. Es kann aber auch direkt durch Isolieren des lebenden Virus oder durch Analyse von viralem Antigen, viraler Partikeldichte, Überleben von Viren usw. bewertet werden.
Es wurde berichtet, dass uHF-, SHF- und EHF -elektromagnetische Wellen virale Aerosole oder wassergebundene Viren direkt inaktivieren können. WU [1] exponierte MS2 -Bakteriophagen -Aerosol, das durch einen Laborverzierschützer zu elektromagnetischen Wellen mit einer Häufigkeit von 2450 MHz und einer Leistung von 700 W für 1,7 min erzeugt wurde, während die Überlebensrate der MS2 -Bakteriophagen nur 8,66%betrug. Ähnlich wie bei MS2 -Virus -Aerosol wurden 91,3% der wässrigen MS2 innerhalb von 1,5 Minuten nach Exposition gegenüber derselben Dosis elektromagnetischer Wellen inaktiviert. Darüber hinaus war die Fähigkeit der elektromagnetischen Strahlung, das MS2 -Virus zu inaktivieren, positiv mit der Leistungsdichte und der Expositionszeit korreliert. Wenn die Deaktivierungseffizienz jedoch ihren Maximalwert erreicht, kann die Deaktivierungseffizienz nicht verbessert werden, indem die Expositionszeit erhöht oder die Leistungsdichte erhöht wird. Beispielsweise hatte das MS2 -Virus eine minimale Überlebensrate von 2,65% bis 4,37% nach Exposition gegenüber 2450 MHz und 700 W elektromagnetischen Wellen, und es wurden keine signifikanten Änderungen mit zunehmender Expositionszeit festgestellt. Siddharta [3] bestrahlte eine Zellkultursuspension, die das Hepatitis-C-Virus (HCV)/Human-Immundefizienzvirus Typ 1 (HIV-1) mit elektromagnetischen Wellen mit einer Häufigkeit von 2450 MHz und einer Leistung von 360 W enthielt. Nach 3 Minuten Exposition, was darauf hinweist Verhindern Sie die Übertragung des Virus, auch wenn sie gemeinsam ausgesetzt sind. Bei der Bestrafung von HCV-Zellkulturen und HIV-1 wurden beobachtet. Bei 600 und 800 W für 1 Minute nahm die Infektiosität beider Viren nicht signifikant ab, was angenommen wird, dass sie mit der Leistung der elektromagnetischen Wellenstrahlung und der Zeit der Exposition der kritischen Temperatur zusammenhängen.
Kaczmarczyk [8] demonstrierte zuerst die Letalität von EHF -elektromagnetischen Wellen gegen wasserbasierte pathogene Viren im Jahr 2021. Sie legten Proben von Coronavirus 229E oder Poliovirus (PV) mit einer Häufigkeit von 95 GHZ und einer Leistung von 70 bis 100 W/CM2 aus für 2 Sekunden. Die Inaktivierungseffizienz der beiden pathogenen Viren betrug 99,98% bzw. 99,375%. Dies zeigt, dass EHF -elektromagnetische Wellen auf dem Gebiet der Virus -Inaktivierung breite Anwendungsaussichten aufweisen.
Die Wirksamkeit der UHF -Inaktivierung von Viren wurde auch in verschiedenen Medien wie Muttermilch und einigen Materialien bewertet, die üblicherweise zu Hause verwendet werden. Die Forscher entlarvten Anästhesiemasken, die mit Adenovirus (Adv), Poliovirus Typ 1 (PV-1), Herpesvirus 1 (HV-1) und Rhinovirus (RHV) auf elektromagnetische Strahlung mit einer Häufigkeit von 2450 MHz und einer Leistung von 720 Watt kontaminiert waren. Sie berichteten, dass Tests auf ADV- und PV-1-Antigene negativ wurden, und HV-1-, PIV-3- und RHV-Titer gingen auf Null zurück, was auf eine vollständige Inaktivierung aller Viren nach 4 Minuten Exposition hinweist [15, 16]. Elhafi [17] exponierte direkt mit Vogel infektiöse Bronchitis -Virus (IBV), Vogelpneumovirus (APV), Newcastle -Krankheitsvirus (NDV) und Vogel -Influenza -Virus (AIV) infiziert, und 900 W -Mikrowellenoven. ihre Infektiosität verlieren. Unter ihnen wurden APV und IBV zusätzlich in Kulturen von Trachealorganen nachgewiesen, die aus Kükenembryonen der 5. Generation gewonnen wurden. Obwohl das Virus nicht isoliert werden konnte, wurde die Virus-Nukleinsäure immer noch durch RT-PCR nachgewiesen. Ben-Shoshan [18] exponierte direkt 2450 MHz, 750 W elektromagnetische Wellen auf 15 Cytomegalovirus (CMV) positive Muttermilchproben für 30 Sekunden. Die Antigenerkennung durch Schalenviale zeigte eine vollständige Inaktivierung von CMV. Bei 500 W erreichten 2 von 15 Proben jedoch keine vollständige Inaktivierung, was auf eine positive Korrelation zwischen der Inaktivierungseffizienz und der Leistung elektromagnetischer Wellen hinweist.
Es ist auch erwähnenswert, dass Yang [13] die Resonanzfrequenz zwischen elektromagnetischen Wellen und Viren auf der Grundlage etablierter physikalischer Modelle vorhergesagt hat. Eine Suspension von H3N2-Viruspartikeln mit einer Dichte von 7,5 × 1014 m-3, die durch virussensitive Madin Darby-Hund-Nierenzellen (MDCK) produziert wurde W/m² für 15 Minuten. Der Inaktivierungsgrad des H3N2 -Virus erreicht 100%. Bei einer theoretischen Schwelle von 82 W/m2 wurden jedoch nur 38% des H3N2-Virus inaktiviert, was darauf hindeutet, dass die Effizienz der EM-vermittelten Virus-Inaktivierung eng mit der Leistungsdichte verbunden ist. Basierend auf dieser Studie berechnete Barbora [14] den Resonanzfrequenzbereich (8,5–20 GHz) zwischen elektromagnetischen Wellen und SARS-COV-2 und kam zu dem Schluss, dass 7,5 × 1014 m-3 SARS-COV-2 an elektromagnetische Wellen A Wellen ausgesetzt war Mit einer Frequenz von 10-17 GHz und einer Leistungsdichte von 14,5 ± 1 W/m2 für ungefähr 15 Minuten führt zu 100% Deaktivierung. Eine aktuelle Studie von Wang [19] zeigte, dass die Resonanzfrequenzen von SARS-COV-2 4 und 7,5 GHz betragen, was die Existenz von Resonanzfrequenzen unabhängig vom Virus-Titer bestätigt.
Zusammenfassend können wir sagen, dass elektromagnetische Wellen Aerosole und Suspensionen sowie die Aktivität von Viren auf Oberflächen beeinflussen können. Es wurde festgestellt, dass die Wirksamkeit der Inaktivierung eng mit der Häufigkeit und Leistung elektromagnetischer Wellen und dem für das Wachstum des Virus verwendeten Mediums zusammenhängt. Darüber hinaus sind elektromagnetische Frequenzen, die auf physikalischen Resonanzen basieren, für die Inaktivierung der Virus sehr wichtig [2, 13]. Bisher hat sich die Wirkung elektromagnetischer Wellen auf die Aktivität pathogener Viren hauptsächlich auf die Veränderung der Infektiosität konzentriert. Aufgrund des komplexen Mechanismus haben mehrere Studien über die Wirkung elektromagnetischer Wellen auf die Replikation und Transkription pathogener Viren berichtet.
Die Mechanismen, durch die elektromagnetische Wellen inaktivieren, sind eng mit der Art des Virus, der Häufigkeit und Leistung elektromagnetischer Wellen und der Wachstumsumgebung des Virus verbunden, bleiben jedoch weitgehend unerforscht. Jüngste Untersuchungen konzentrierten sich auf die Mechanismen des thermischen, athermischen und strukturellen Resonanz -Energieübertragers.
Der thermische Effekt wird als Temperaturanstieg verstanden, die durch Hochgeschwindigkeitsrotation, Kollision und Reibung von polaren Molekülen in Geweben unter dem Einfluss elektromagnetischer Wellen verursacht werden. Aufgrund dieser Eigenschaft können elektromagnetische Wellen die Temperatur des Virus über der Schwelle der physiologischen Toleranz erhöhen und den Tod des Virus verursachen. Viren enthalten jedoch nur wenige polare Moleküle, was darauf hindeutet, dass direkte thermische Wirkungen auf Viren selten sind [1]. Im Gegenteil, es gibt viel mehr polare Moleküle in Medium und Umgebung, wie z. Die Wärme wird dann in das Virus übertragen, um ihre Temperatur zu erhöhen. Wenn die Toleranzschwelle überschritten wird, werden Nukleinsäuren und Proteine ​​zerstört, was letztendlich die Infektiosität verringert und das Virus sogar inaktiviert.
Mehrere Gruppen haben berichtet, dass elektromagnetische Wellen die Infektiosität von Viren durch thermische Exposition verringern können [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] exponierte Suspensionen von Coronavirus 229E an elektromagnetische Wellen bei einer Frequenz von 95 GHz mit einer Leistungsdichte von 70 bis 100 W/cm² für 0,2-0,7 s. Die Ergebnisse zeigten, dass ein Temperaturanstieg von 100 ° C während dieses Prozesses zur Zerstörung der Virusmorphologie und einer verringerten Virusaktivität beitrug. Diese thermischen Effekte können durch die Wirkung elektromagnetischer Wellen auf die umgebenden Wassermoleküle erklärt werden. Siddharta [3] bestrahlte HCV-haltige Zellkultur-Suspensionen verschiedener Genotypen, einschließlich GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A und GT7A, mit elektromagnetischen Wellen bei einer Frequenz von 2450 MHz und einem Power von 90 W und 180 W und 180 W, 360 360 360 W, 600 W und 800 TUE mit einer Zunahme der Zelle Temperatur Das Kulturmedium von 26 ° C bis 92 ° C reduzierte die elektromagnetische Strahlung die Infektiosität des Virus oder inaktiviert das Virus vollständig. HCV war jedoch für kurze Zeit bei geringer Leistung (90 oder 180 W, 3 Minuten) oder höherer Leistung (600 oder 800 W, 1 Minute) elektromagnetische Wellen ausgesetzt, während es keinen signifikanten Temperaturanstieg und eine signifikante Änderung der des Virus wurde nicht beobachtet Infektiosität oder Aktivität.
Die obigen Ergebnisse zeigen, dass der thermische Effekt von elektromagnetischen Wellen ein Schlüsselfaktor ist, der die Infektiosität oder Aktivität von pathogenen Viren beeinflusst. Darüber hinaus haben zahlreiche Studien gezeigt, dass die thermische Wirkung von elektromagnetischer Strahlung pathogene Viren effektiver inaktiviert als UV-C und konventionelle Erwärmung [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Zusätzlich zu thermischen Effekten können elektromagnetische Wellen auch die Polarität von Molekülen wie mikrobielle Proteine ​​und Nukleinsäuren verändern, wodurch die Moleküle gedreht und vibriert, was zu einer verringerten Lebensfähigkeit oder sogar zum Tod führt [10]. Es wird angenommen, dass das schnelle Umschalten der Polarität elektromagnetischer Wellen eine Proteinpolarisation verursacht, was zu einer Verdrehung und Krümmung der Proteinstruktur und letztendlich zur Proteindesaturation führt [11].
Die nichtthermische Wirkung elektromagnetischer Wellen auf die Inaktivierung der Virus bleibt umstritten, aber die meisten Studien haben positive Ergebnisse gezeigt [1, 25]. Wie oben erwähnt, können elektromagnetische Wellen direkt in das Hüllprotein des MS2 -Virus eindringen und die Nukleinsäure des Virus zerstören. Darüber hinaus reagieren MS2 -Virus -Aerosole viel empfindlicher gegenüber elektromagnetischen Wellen als wässrige MS2. Aufgrund weniger polaren Moleküle wie Wassermolekülen in der Umgebung, die MS2-Virus-Aerosole umgibt, können athermische Effekte eine Schlüsselrolle bei der Inaktivierung der elektromagnetischen Wellen-vermittelte Virus spielen [1].
Das Phänomen der Resonanz bezieht sich auf die Tendenz eines physikalischen Systems, mehr Energie aus seiner Umgebung mit seiner Eigenfrequenz und Wellenlänge zu absorbieren. Resonanz tritt an vielen Orten in der Natur auf. Es ist bekannt, dass Viren mit Mikrowellen der gleichen Frequenz in einem begrenzten akustischen Dipolmodus, einem Resonanzphänomen, in Resonanz resonieren [2, 13, 26]. Resonante Wechselwirkungsmodi zwischen einer elektromagnetischen Welle und einem Virus erregen immer mehr Aufmerksamkeit. Der Effekt einer effizienten strukturellen Resonanzenergieübertragung (SRET) von elektromagnetischen Wellen auf geschlossene akustische Oszillationen (CAV) in Viren kann aufgrund von gegensätzlichen Kernkapsidien zu einem Bruch der Virusmembran führen. Darüber hinaus hängt die Gesamtwirksamkeit von SRET mit der Art der Umgebung zusammen, wo die Größe und der pH -Wert des Viruspartikels die Resonanzfrequenz bzw. die Energieabsorption bestimmen [2, 13, 19].
Der physikalische Resonanzeffekt von elektromagnetischen Wellen spielt eine Schlüsselrolle bei der Inaktivierung von umhüllten Viren, die von einer Doppelschichtmembran umgeben sind, die in viralen Proteinen eingebettet ist. Die Forscher fanden heraus, dass die Deaktivierung von H3N2 durch elektromagnetische Wellen mit einer Häufigkeit von 6 GHz und einer Leistungsdichte von 486 W/m² hauptsächlich durch den physikalischen Bruch der Hülle aufgrund des Resonanzeffekts verursacht wurde [13]. Die Temperatur der H3N2 -Suspension nahm nach 15 Minuten Exposition um nur 7 ° C zu. Für die Inaktivierung des humanen H3N2 -Virus durch thermische Erwärmung ist jedoch eine Temperatur von über 55 ° C erforderlich [9]. Ähnliche Phänomene wurden für Viren wie SARS-COV-2 und H3N1 beobachtet [13, 14]. Darüber hinaus führt die Inaktivierung von Viren durch elektromagnetische Wellen nicht zum Abbau viraler RNA -Genome [1,13,14]. Somit wurde die Inaktivierung des H3N2 -Virus eher durch physikalische Resonanz als durch thermische Exposition gefördert [13].
Im Vergleich zum thermischen Effekt elektromagnetischer Wellen erfordert die Inaktivierung von Viren durch physikalische Resonanz niedrigere Dosisparameter, die unter den vom Institut für Elektro- und Elektronikingenieure (IEEE) festgelegten Mikrowellensicherheitsstandards liegen [2, 13]. Die Resonanzfrequenz und Leistungsdosis hängen von den physikalischen Eigenschaften des Virus wie Partikelgröße und Elastizität ab, und alle Viren innerhalb der Resonanzfrequenz können effektiv für die Inaktivierung abzielen. Aufgrund der hohen Penetrationsrate ist das Fehlen einer ionisierenden Strahlung und eine gute Sicherheit, die durch die athermische Wirkung von CPET vermittelte Virus -Inaktivierung für die Behandlung menschlicher maligner Erkrankungen, die durch pathogene Viren verursacht werden [14, 26].
Basierend auf der Implementierung der Inaktivierung von Viren in der flüssigen Phase und auf der Oberfläche verschiedener Medien können elektromagnetische Wellen effektiv mit viralen Aerosolen umgehen [1, 26], was ein Durchbruch ist und für die Kontrolle der Übertragung der Übertragung von großer Bedeutung ist Virus und Verhinderung der Übertragung des Virus in der Gesellschaft. Epidemie. Darüber hinaus ist die Entdeckung der physikalischen Resonanzeigenschaften elektromagnetischer Wellen in diesem Bereich von großer Bedeutung. Solange die Resonanzfrequenz eines bestimmten Virion und eines bestimmten elektromagnetischen Wellen bekannt ist, können alle Viren innerhalb des Resonanzfrequenzbereichs der Wunde angegriffen werden, die nicht mit herkömmlichen Virus -Inaktivierungsmethoden erreicht werden können [13, 14, 26]. Die elektromagnetische Inaktivierung von Viren ist eine vielversprechende Forschung mit großer Forschung und angewendetem Wert und Potenzial.
Im Vergleich zur traditionellen Virus -Tötungstechnologie weisen elektromagnetische Wellen die Eigenschaften einfacher, effektiver und praktischer Umweltschutz auf, wenn sie Viren aufgrund seiner einzigartigen physikalischen Eigenschaften abtöten [2, 13]. Es bleiben jedoch viele Probleme. Erstens ist das moderne Wissen auf die physikalischen Eigenschaften elektromagnetischer Wellen beschränkt, und der Mechanismus der Energieverbrauch während der Emission elektromagnetischer Wellen wurde nicht offenbart [10, 27]. Mikrowellen, einschließlich Millimeterwellen, wurden häufig zur Untersuchung der Virus -Inaktivierung und seiner Mechanismen verwendet. Untersuchungen von elektromagnetischen Wellen bei anderen Frequenzen, insbesondere bei Frequenzen von 100 kHz bis 300 MHz und von 300 GHz bis 10 THz, wurden nicht berichtet. Zweitens wurde der Mechanismus, pathogene Viren durch elektromagnetische Wellen abzutöten, nicht aufgeklärt, und nur kugelförmige und stäbchenförmige Viren untersucht [2]. Darüber hinaus sind Viruspartikel klein, zellfrei, mutieren leicht und verbreiten sich schnell, was die Inaktivierung der Virus verhindern kann. Die elektromagnetische Wellentechnologie muss noch verbessert werden, um die Hürde der inaktivierenden pathogenen Viren zu überwinden. Schließlich führt die hohe Absorption der Strahlungsenergie durch polare Moleküle im Medium wie Wassermoleküle zu Energieverlust. Darüber hinaus kann die Wirksamkeit von SRET durch mehrere nicht identifizierte Mechanismen in Viren beeinflusst werden [28]. Der SRET -Effekt kann das Virus auch modifizieren, um sich an seine Umgebung anzupassen, was zu einer Resistenz gegen elektromagnetische Wellen führt [29].
In Zukunft muss die Technologie der Virusinaktivierung unter Verwendung elektromagnetischer Wellen weiter verbessert werden. Die grundlegende wissenschaftliche Forschung sollte darauf abzielen, den Mechanismus der Virusinaktivierung durch elektromagnetische Wellen aufzuklären. Zum Beispiel sollte der Mechanismus der Nutzung der Energie von Viren, wenn sie elektromagnetischen Wellen ausgesetzt werden, der detaillierte Mechanismus der nicht-thermischen Wirkung, der pathogene Viren abtötet, und der Mechanismus des SRET-Effekts zwischen elektromagnetischen Wellen und verschiedenen Arten von Viren systematisch elukiert werden. Die angewandte Forschung sollte sich darauf konzentrieren, wie eine übermäßige Absorption von Strahlungsenergie durch polare Moleküle verhindern, die Wirkung elektromagnetischer Wellen unterschiedlicher Frequenzen auf verschiedene pathogene Viren untersuchen und die nichtthermischen Wirkungen elektromagnetischer Wellen bei der Zerstörung pathogener Viren untersuchen.
Elektromagnetische Wellen sind zu einer vielversprechenden Methode zur Inaktivierung pathogener Viren geworden. Die elektromagnetische Wellentechnologie hat die Vorteile von geringer Verschmutzung, geringen Kosten und Inaktivierungseffizienz mit hohem Pathogenvirus, was die Einschränkungen der traditionellen Antivirentechnologie überwinden kann. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um die Parameter der elektromagnetischen Wellentechnologie zu bestimmen und den Mechanismus der Virusinaktivierung aufzuklären.
Eine bestimmte Dosis elektromagnetischer Wellenstrahlung kann die Struktur und Aktivität vieler pathogener Viren zerstören. Die Effizienz der Virus -Inaktivierung hängt eng mit Häufigkeit, Leistungsdichte und Expositionszeit zusammen. Darüber hinaus umfassen potenzielle Mechanismen thermische, athermale und strukturelle Resonanzeffekte des Energieübertragers. Im Vergleich zu traditionellen antiviralen Technologien weist die Inaktivierung der elektromagnetischen Wellenbasis die Virus -Inaktivierung von Einfachheit, hoher Effizienz und geringer Verschmutzung auf. Daher ist eine elektromagnetische Wellen-vermittelte Virus-Inaktivierung zu einer vielversprechenden antiviralen Technik für zukünftige Anwendungen geworden.
U yu. Einfluss von Mikrowellenstrahlung und kaltem Plasma auf die Bioaerosolaktivität und verwandte Mechanismen. Peking University. Jahr 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonante Dipolkopplung von Mikrowellen und begrenzten akustischen Oszillationen in Baculoviren. Wissenschaftlicher Bericht 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Mikrowelleninaktivierung von HCV und HIV: Ein neuer Ansatz zur Verhinderung der Übertragung des Virus bei injizierenden Drogenkonsumenten. Wissenschaftlicher Bericht 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv Hl. Untersuchung und experimentelle Beobachtung der Kontamination von Krankenhausdokumenten durch Mikrowellen -Desinfektion [J] Chinesische medizinische Zeitschrift. 1987; 4: 221-2.
Vorläufige Untersuchung des Inaktivierungsmechanismus und der Wirksamkeit von Natriumdichlorisocyanat gegen Bakteriophagen MS2. Sichuan Universität. 2007.
Vorläufige Untersuchung des Inaktivierungseffekts und des Wirkungsmechanismus von O-Phthalaldehyd auf Bakteriophagen MS2. Sichuan Universität. 2007.
Wu ye, Frau Yao. Inaktivierung eines in der Luft befindlichen Virus in situ durch Mikrowellenstrahlung. Chinesisches Wissenschaftsbulletin. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronaviren und Polioviren sind empfindlich gegenüber kurzen Impulsen der W-Band-Zyklotronstrahlung. Brief über Umweltchemie. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonge M, Liu VM, Van der Vries E., Jacobi R., Pronk I., Boog S., et al. Influenzavirus -Inaktivierung für Antigenitätsstudien und Resistenz -Assays zu phänotypischen 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. Überblick über die Mikrowellensterilisation. Guangdong Micronutrient Science. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Nichtthermische biologische Wirkungen von Mikrowellen auf Microorganismen und Mikrowellensterilisationstechnologie [JJ Southwestern Nationality University (Natural Science Edition). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2-Spike-Protein-Denaturierung bei der Bestrahlung der athermischen Mikrowellen. Wissenschaftlicher Bericht 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang Yr, et al. Effizienter struktureller Resonanz -Energieübertragung von Mikrowellen auf begrenzte akustische Oszillationen in Viren. Wissenschaftlicher Bericht 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. gezielte antivirale Therapie unter Verwendung einer nichtionisierenden Strahlentherapie für SARS-CoV-2 und Vorbereitung für eine virale Pandemie: Methoden, Methoden und Praxisnotizen für die klinische Anwendung. PLOS eins. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Mikrowellensterilisation und Faktoren, die sie beeinflussen. Chinesische medizinische Zeitschrift. 1993; (04): 246-51.
Seite WJ, Martin WG Überleben von Mikroben in Mikrowellenöfen. Sie können J -Mikroorganismen. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage Ke, Jones RS -Mikrowelle oder Autoklavenbehandlung zerstört die Infektiosität von infektiöses Bronchitis -Virus und Vogelpneumovirus, ermöglicht sie jedoch mit der Reaktion der Reverse -Transkriptase -Polymerase -Kettenreaktion nach. Geflügelkrankheit. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB-Mikrowelle Ausrottung von Cytomegalovirus aus der Muttermilch: Eine Pilotstudie. Stillmedizin. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang Sy, Fang JT, Chang Sy, Shih SR, et al. Mikrowellenresonanzabsorption des SARS-CoV-2-Virus. Wissenschaftlicher Bericht 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH usw. UV-C (254 nm) Letale Dosis SARS-CoV-2. Light Diagnostics Photodyne ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M usw. Schnelle und vollständige Inaktivierung von SARS-CoV-2 durch UV-C. Wissenschaftlicher Bericht 2020; 10 (1): 22421.