Elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve ilgili mekanizmalar üzerindeki etkileri: Journal of Virology'de bir inceleme

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 neden olabilir.Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 (SARS-CoV-2) gibi yüksek oranda patojenik virüslerin yaygınlığıyla birlikte, patojenik virüsleri etkisiz hale getirmek için etkili ve güvenli yöntemler geliştirmeye acil bir ihtiyaç vardır.Patojenik virüsleri etkisiz hale getirmek için geleneksel yöntemler pratiktir ancak bazı sınırlamaları vardır.Yüksek nüfuz etme gücü, fiziksel rezonans ve kirlilik olmaması özellikleriyle elektromanyetik dalgalar, patojenik virüslerin etkisizleştirilmesi için potansiyel bir strateji haline geldi ve giderek daha fazla dikkat çekiyor.Bu makale, elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve mekanizmaları üzerindeki etkisine ilişkin son yayınların yanı sıra, patojenik virüslerin etkisizleştirilmesi için elektromanyetik dalgaların kullanımına ilişkin beklentilerin yanı sıra bu tür etkisizleştirme için yeni fikirler ve yöntemler hakkında bir genel bakış sunmaktadır.
Birçok virüs hızla yayılır, uzun süre devam eder, oldukça patojeniktir ve küresel salgınlara ve ciddi sağlık risklerine neden olabilir.Önleme, tespit, test etme, yok etme ve tedavi, virüsün yayılmasını durdurmak için önemli adımlardır.Patojenik virüslerin hızlı ve verimli bir şekilde ortadan kaldırılması, profilaktik, koruyucu ve kaynak eliminasyonunu içerir.Patojenik virüslerin enfektivitelerini, patojenitelerini ve üreme kapasitelerini azaltmak için fizyolojik yıkım yoluyla etkisiz hale getirilmesi, bunların ortadan kaldırılmasının etkili bir yöntemidir.Yüksek sıcaklık, kimyasallar ve iyonlaştırıcı radyasyon dahil olmak üzere geleneksel yöntemler, patojenik virüsleri etkili bir şekilde etkisiz hale getirebilir.Ancak, bu yöntemlerin hala bazı sınırlamaları vardır.Bu nedenle, patojenik virüslerin inaktivasyonu için yenilikçi stratejiler geliştirmek için hala acil bir ihtiyaç vardır.
Elektromanyetik dalgaların emisyonu, yüksek nüfuz etme gücü, hızlı ve homojen ısıtma, mikroorganizmalar ile rezonans ve plazma salınımı gibi avantajlara sahiptir ve patojenik virüsleri etkisiz hale getirmek için pratik bir yöntem olması beklenmektedir [1,2,3].Elektromanyetik dalgaların patojenik virüsleri etkisiz hale getirme yeteneği geçen yüzyılda gösterilmiştir [4].Son yıllarda, patojenik virüslerin inaktivasyonu için elektromanyetik dalgaların kullanımı giderek artan bir ilgi çekmektedir.Bu makale, temel ve uygulamalı araştırmalar için yararlı bir rehber olarak hizmet edebilecek elektromanyetik dalgaların patojenik virüsler ve mekanizmaları üzerindeki etkisini tartışmaktadır.
Virüslerin morfolojik özellikleri, hayatta kalma ve bulaşıcılık gibi işlevleri yansıtabilir.Elektromanyetik dalgaların, özellikle ultra yüksek frekanslı (UHF) ve ultra yüksek frekanslı (EHF) elektromanyetik dalgaların virüslerin morfolojisini bozabileceği kanıtlanmıştır.
Bakteriyofaj MS2 (MS2), dezenfeksiyon değerlendirmesi, kinetik modelleme (sulu) ve viral moleküllerin biyolojik karakterizasyonu gibi çeşitli araştırma alanlarında sıklıkla kullanılmaktadır [5, 6].Wu, 2450 MHz ve 700 W'daki mikrodalgaların, 1 dakikalık doğrudan ışınlamanın ardından MS2 sucul fajların toplanmasına ve önemli ölçüde büzülmesine neden olduğunu buldu [1].Daha fazla araştırmadan sonra, MS2 fajının yüzeyinde de bir kırılma gözlemlendi [7].Kaczmarczyk [8], koronavirüs 229E (CoV-229E) numunelerinin süspansiyonlarını 0,1 saniye boyunca 95 GHz frekans ve 70 ila 100 W/cm2 güç yoğunluğuna sahip milimetre dalgalara maruz bıraktı.Virüsün kaba küresel kabuğunda, içeriğinin kaybına yol açan büyük delikler bulunabilir.Elektromanyetik dalgalara maruz kalmak viral formlar için yıkıcı olabilir.Bununla birlikte, elektromanyetik radyasyon ile virüse maruz kaldıktan sonra şekil, çap ve yüzey düzgünlüğü gibi morfolojik özelliklerde meydana gelen değişiklikler bilinmemektedir.Bu nedenle, virüs inaktivasyonunu değerlendirmek için değerli ve uygun göstergeler sağlayabilen morfolojik özellikler ile fonksiyonel bozukluklar arasındaki ilişkiyi analiz etmek 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 tabakası, temel yapı iskelesi ve viral partiküllerin 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 konakçının bağışıklık sisteminin tanıyabileceği ana antijenler olarak görev yapar.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 süreyle doğrudan 2450 MHz mikrodalgalara maruz bıraktı ve protein A, kapsid proteini, replikaz proteini ve klevaj proteinini kodlayan genleri jel elektroforezi ve ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu ile analiz etti.RT-PCR).Bu genler, artan güç yoğunluğuyla kademeli olarak yok edildi ve hatta en yüksek güç yoğunluğunda kayboldu.Örneğin, protein A geninin (934 bp) ifadesi, 119 ve 385 W gücündeki elektromanyetik dalgalara maruz kaldıktan sonra önemli ölçüde azaldı ve güç yoğunluğu 700 W'a çıkarıldığında tamamen kayboldu. Bu veriler, elektromanyetik dalgaların, doza bağlı olarak virüslerin nükleik asitlerinin yapısını bozar.
Son çalışmalar, elektromanyetik dalgaların patojenik viral proteinler üzerindeki etkisinin temel olarak aracılar üzerindeki dolaylı termal etkilerine ve nükleik asitlerin yıkımına 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 başak proteinleri gibi temel yapısal/yapısal olmayan proteinler üzerindeki doğrudan etkisi, daha fazla çalışma gerektirir.Son zamanlarda, 2.45 GHz frekansta ve 700 W güçte 2 dakikalık elektromanyetik radyasyonun, sıcak noktaların oluşumu ve tamamen elektromanyetik etkiler yoluyla salınan elektrik alanları yoluyla farklı protein yük fraksiyonları ile etkileşime girebileceği öne sürülmüştür [12].
Patojenik bir virüsün zarfı, onun bulaştırma veya hastalığa neden olma yeteneği ile yakından ilgilidir.Birkaç çalışma, UHF ve mikrodalga elektromanyetik dalgaların hastalığa neden olan virüslerin kabuklarını yok edebildiğini bildirmiştir.Yukarıda bahsedildiği gibi, 70 ila 100 W/cm2 güç yoğunluğunda 95 GHz milimetre dalgasına 0,1 saniye maruz kaldıktan sonra koronavirüs 229E'nin viral zarfında belirgin delikler tespit edilebilir [8].Elektromanyetik dalgaların rezonans enerji transferinin etkisi, virüs zarfının yapısını yok etmeye yetecek kadar strese neden olabilir.Zarflı virüsler için, zarfın yırtılmasından sonra enfektivite veya bazı aktiviteler genellikle azalır veya tamamen kaybolur [13, 14].Yang [13] 15 dakika boyunca H3N2 (H3N2) influenza virüsünü ve H1N1 (H1N1) influenza virüsünü sırasıyla 8.35 GHz, 320 W/m² ve ​​7 GHz, 308 W/m²'de mikrodalgalara maruz bıraktı.Elektromanyetik dalgalara maruz kalan patojenik virüslerin RNA sinyallerini ve sıvı nitrojen içinde birkaç döngü boyunca donmuş ve hemen çözülmüş parçalanmış bir modelin RNA sinyallerini karşılaştırmak için RT-PCR gerçekleştirildi.Sonuçlar, iki modelin RNA sinyallerinin çok tutarlı olduğunu gösterdi.Bu sonuçlar, mikrodalga radyasyona maruz kaldıktan sonra virüsün fiziksel yapısının bozulduğunu ve zarf yapısının bozulduğunu göstermektedir.
Bir virüsün aktivitesi, bulaştırma, çoğaltma ve kopyalama yeteneği ile karakterize edilebilir.Viral enfektivite veya aktivite genellikle plak tahlilleri, doku kültürü medyan enfektif dozu (TCID50) veya lusiferaz raportör gen aktivitesi kullanılarak viral titreler ölçülerek değerlendirilir.Ancak doğrudan canlı virüs izole edilerek veya viral antijen, viral partikül yoğunluğu, virüs hayatta kalması vb. analiz edilerek de değerlendirilebilir.
UHF, SHF ve EHF elektromanyetik dalgalarının viral aerosolleri veya suyla taşınan virüsleri doğrudan inaktive edebildiği bildirilmiştir.Wu [1], bir laboratuvar nebülizörü tarafından üretilen MS2 bakteriyofaj aerosolünü 2450 MHz frekans ve 700 W gücündeki elektromanyetik dalgalara 1,7 dakika maruz bırakırken, MS2 bakteriyofaj hayatta kalma oranı sadece %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 olarak ilişkiliydi.Bununla birlikte, devre dışı bırakma verimliliği maksimum değerine ulaştığında, devre dışı bırakma verimliliği, maruz kalma süresini veya güç yoğunluğunu artırarak 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 birlikte önemli bir değişiklik bulunmadı.Siddharta [3], hepatit C virüsü (HCV)/insan immün yetmezlik virüsü tip 1 (HIV-1) içeren bir hücre kültürü süspansiyonunu 2450 MHz frekansta ve 360 ​​W güçte elektromanyetik dalgalarla ışınladı. Virüs titrelerinin önemli ölçüde düştüğünü buldular. 3 dakika maruz kaldıktan sonra, elektromanyetik dalga radyasyonunun HCV ve HIV-1 bulaşıcılığına karşı etkili olduğunu ve birlikte maruz kalındığında bile virüsün bulaşmasını önlemeye yardımcı olduğunu gösterir.HCV hücre kültürlerini ve HIV-1 süspansiyonlarını 2450 MHz, 90 W veya 180 W frekanslı düşük güçlü elektromanyetik dalgalarla ışınlarken, lusiferaz raportör aktivitesi tarafından belirlenen virüs titresinde değişiklik olmaz ve viral enfektivitede önemli bir değişiklik olur gözlemlendi.1 dakika boyunca 600 ve 800 W'de, her iki virüsün bulaşıcılığı önemli ölçüde azalmadı, bunun elektromanyetik dalga radyasyonunun gücü ve kritik sıcaklığa maruz kalma süresi ile ilişkili olduğuna inanılıyor.
Kaczmarczyk [8], EHF elektromanyetik dalgalarının suyla taşınan patojenik virüslere karşı öldürücülüğünü ilk kez 2021'de gösterdi. Koronavirüs 229E veya çocuk felci virüsü (PV) örneklerini 95 GHz frekansta ve 70 ila 100 W/cm2 güç yoğunluğundaki elektromanyetik dalgalara maruz bıraktılar. 2 saniye için.İki patojenik virüsün etkisizleştirme etkinliği sırasıyla %99.98 ve %99.375 idi.Bu, EHF elektromanyetik dalgalarının virüs etkisizleştirme alanında geniş uygulama beklentilerine sahip olduğunu gösterir.
UHF'nin virüsleri etkisiz hale getirme 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 frekansta ve 720 watt gücünde elektromanyetik radyasyona maruz bıraktılar.ADV ve PV-1 antijenleri için testlerin negatif olduğunu ve HV-1, PIV-3 ve RHV titrelerinin sıfıra düştüğünü ve 4 dakikalık maruz kalmanın ardından tüm virüslerin tamamen inaktivasyonunu gösterdiğini bildirdiler [15, 16].Elhafi [17], kuş enfeksiyöz bronşit virüsü (IBV), kuş pnömovirüsü (APV), Newcastle hastalığı virüsü (NDV) ve kuş gribi virüsü (AIV) ile enfekte olmuş sürüntüleri doğrudan 2450 MHz, 900 W mikrodalga fırına maruz bıraktı.bulaşıcılıklarını kaybederler.Bunlar arasında APV ve IBV ek olarak 5. jenerasyon civciv embriyolarından elde edilen trakeal organ kültürlerinde tespit edilmiştir.Virüs izole edilememesine rağmen, viral nükleik asit yine de RT-PCR ile tespit edildi.Ben-Shoshan [18] 2450 MHz, 750 W elektromanyetik dalgaları 15 sitomegalovirüs (CMV) pozitif anne sütü örneğine 30 saniye boyunca doğrudan maruz bıraktı.Shell-Vial ile antijen tespiti, CMV'nin tamamen etkisiz hale geldiğini gösterdi.Bununla birlikte, 500 W'ta, 15 örnekten 2'si tam etkisizleştirme elde edemedi; 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 dayalı olarak tahmin ettiğini de belirtmek gerekir.Virüse duyarlı Madin Darby köpek böbrek hücreleri (MDCK) tarafından üretilen 7,5×1014 m-3 yoğunluğa sahip H3N2 virüs partiküllerinin süspansiyonu, 8 GHz frekansta ve 820 güçte elektromanyetik dalgalara doğrudan maruz bırakıldı. 15 dakika boyunca W/m².H3N2 virüsünün inaktivasyon seviyesi %100'e ulaşır.Bununla birlikte, 82 W/m2'lik bir teorik eşikte, H3N2 virüsünün yalnızca %38'i etkisizleştirildi, bu da EM aracılı virüs etkisizleştirmenin etkinliğinin güç yoğunluğuyla yakından ilişkili olduğunu düşündürür.Bu çalışmaya dayanarak, Barbora [14] elektromanyetik dalgalar ile SARS-CoV-2 arasındaki rezonans frekans aralığını (8,5–20 GHz) hesaplamış ve elektromanyetik dalgalar A'ya maruz kalan SARS-CoV-2'nin 7,5 × 1014 m-3 olduğu sonucuna varmıştır. 10-17 GHz frekans ve 14,5 ± 1 W/m2 güç yoğunluğu ile yaklaşık 15 dakika boyunca %100 devre dışı bırakma ile sonuçlanacaktır.Wang [19] tarafından yakın zamanda yapılan bir araştırma, SARS-CoV-2'nin rezonans frekanslarının 4 ve 7,5 GHz olduğunu göstererek virüs titresinden bağımsız rezonans frekanslarının varlığını doğruladı.
Sonuç olarak, elektromanyetik dalgaların aerosolleri ve süspansiyonları etkilediği gibi virüslerin yüzeylerdeki aktivitelerini de etkileyebileceğini söyleyebiliriz.İnaktivasyonun etkinliğinin, elektromanyetik dalgaların frekansı ve gücü ile virüsün büyümesi için kullanılan ortamla yakından ilişkili olduğu tespit edildi.Ayrıca fiziksel rezonanslara dayalı elektromanyetik frekanslar virüs inaktivasyonu için çok önemlidir [2, 13].Şimdiye kadar, elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin aktivitesi üzerindeki etkisi, esas olarak bulaşıcılığın değiştirilmesine odaklanmıştı.Karmaşık mekanizma nedeniyle, birkaç çalışma elektromanyetik dalgaların patojenik virüslerin replikasyonu ve transkripsiyonu üzerindeki etkisini bildirmiştir.
Elektromanyetik dalgaların virüsleri etkisiz hale getirme mekanizmaları, virüsün türü, elektromanyetik dalgaların frekansı ve gücü ve virüsün büyüme ortamı ile yakından ilişkilidir, ancak büyük ölçüde keşfedilmemiştir.Son araştırmalar, termal, termal olmayan ve yapısal rezonans enerji transferinin mekanizmalarına odaklanmıştır.
Termal etki, elektromanyetik dalgaların etkisi altında dokulardaki polar moleküllerin yüksek hızda dönmesi, çarpışması ve sürtünmesinin neden olduğu sıcaklıktaki artış olarak anlaşılmaktadır.Bu özelliği nedeniyle elektromanyetik dalgalar, virüsün sıcaklığını fizyolojik tolerans eşiğinin üzerine çıkararak virüsün ölümüne neden olabilir.Bununla birlikte, virüsler birkaç polar molekül içerir, bu da virüsler üzerindeki doğrudan termal etkilerin nadir olduğunu düşündürür [1].Aksine, elektromanyetik dalgaların uyardığı alternatif elektrik alanına göre hareket eden ve sürtünme yoluyla ısı üreten su molekülleri gibi ortamda ve ortamda daha birçok 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 azaltabileceğini 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 frekansta elektromanyetik dalgalara maruz bıraktı.Sonuçlar, bu işlem sırasında 100°C'lik bir sıcaklık artışının virüs morfolojisinin bozulmasına ve virüs aktivitesinin azalmasına katkıda bulunduğunu gösterdi.Bu termal etkiler, çevredeki su molekülleri üzerindeki elektromanyetik dalgaların etkisiyle açıklanabilir.Siddharta [3] GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a ve GT7a dahil olmak üzere farklı genotiplerin HCV içeren hücre kültürü süspansiyonlarını 2450 MHz frekansta ve 90 W ve 180 W, 360 W güçte elektromanyetik dalgalarla ışınladı. W, 600 W ve 800 Sal Hücre kültürü ortamının sıcaklığının 26°C'den 92°C'ye çıkarılmasıyla, elektromanyetik radyasyon virüsün enfektivitesini 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 bir süre elektromanyetik dalgalara maruz bırakılırken, sıcaklıkta önemli bir artış ve sıcaklıkta önemli bir değişiklik olmadı. virüs enfektivite veya aktivite gözlenmedi.
Yukarıdaki sonuçlar, elektromanyetik dalgaların termal etkisinin, patojenik virüslerin bulaşıcılığını veya aktivitesini etkileyen önemli 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 ayrıca mikrobiyal proteinler ve nükleik asitler gibi moleküllerin polaritesini değiştirerek moleküllerin dönmesine ve titreşmesine neden olarak canlılığın azalmasına ve hatta ölüme neden olabilir [10].Elektromanyetik dalgaların polaritesindeki hızlı değişimin, protein yapısının bükülmesine ve eğriliğine ve nihayetinde protein denatürasyonuna yol açan protein polarizasyonuna neden olduğuna inanılmaktadır [11].
Elektromanyetik dalgaların virüs inaktivasyonu üzerindeki termal olmayan etkisi tartışmalı olmaya devam ediyor, ancak çoğu çalışma olumlu sonuçlar verdi [1, 25].Yukarıda belirttiğimiz gibi, elektromanyetik dalgalar doğrudan MS2 virüsünün zarf proteinine nüfuz edebilir ve virüsün nükleik asidini yok edebilir.Ek olarak, MS2 virüsü aerosolleri, sulu MS2'ye göre elektromanyetik dalgalara karşı çok daha hassastır.MS2 virüsü aerosollerini çevreleyen ortamdaki su molekülleri gibi daha az polar moleküller nedeniyle, atermik etkiler elektromanyetik dalga aracılı virüs inaktivasyonunda önemli bir rol oynayabilir [1].
Rezonans fenomeni, fiziksel bir sistemin çevresinden doğal frekansında ve dalga boyunda daha fazla enerji emme 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].Bir elektromanyetik dalga ile bir virüs arasındaki etkileşimin rezonans modları giderek daha fazla dikkat çekiyor.Virüslerde elektromanyetik dalgalardan kapalı akustik salınımlara (CAV) verimli yapısal rezonans enerji transferinin (SRET) etkisi, karşıt çekirdek-kapsid titreşimleri nedeniyle viral zarın 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 proteinlere gömülü iki katmanlı bir zarla çevrili zarflı virüslerin etkisizleştirilmesinde kilit bir rol oynar.Araştırmacılar, H3N2'nin 6 GHz frekans ve 486 W/m² güç yoğunluğuna sahip elektromanyetik dalgalar tarafından devre dışı bırakılmasının esas olarak kabuğun rezonans etkisi nedeniyle fiziksel olarak parçalanmasından kaynaklandığını bulmuşlardır [13].H3N2 süspansiyonunun sıcaklığı, 15 dakika maruz kaldıktan sonra sadece 7°C arttı, ancak insan H3N2 virüsünün termal ısıtma ile inaktivasyonu için 55°C'nin üzerinde bir sıcaklık gereklidir [9].SARS-CoV-2 ve H3N1 [13, 14] gibi virüsler için benzer olaylar gözlemlenmiştir.Ek olarak, virüslerin elektromanyetik dalgalarla inaktivasyonu, viral RNA genomlarının bozulmasına yol açmaz [1,13,14].Bu nedenle, H3N2 virüsünün inaktivasyonu, termal maruziyetten ziyade fiziksel rezonans tarafından desteklenmiştir [13].
Elektromanyetik dalgaların termal etkisiyle karşılaştırıldığında, virüslerin fiziksel rezonansla etkisizleştirilmesi, 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 elastikiyet gibi virüsün fiziksel özelliklerine bağlıdır ve rezonans frekansı içindeki tüm virüsler etkisizleştirme için etkili bir şekilde hedeflenebilir.Yüksek penetrasyon hızı, iyonlaştırıcı radyasyon 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 dayalı olarak, elektromanyetik dalgalar viral aerosollerle etkili bir şekilde başa çıkabilir [1, 26]. virüs ve toplumda virüsün 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 aralığı içindeki tüm virüsler hedeflenebilir ve bu, geleneksel virüs inaktivasyon yöntemleriyle elde edilemez [13,14,26].Virüslerin elektromanyetik inaktivasyonu, büyük araştırma ve uygulama değeri ve potansiyeli ile umut verici bir araştırmadır.
Geleneksel virüs öldürme teknolojisi ile karşılaştırıldığında, elektromanyetik dalgalar benzersiz fiziksel özelliklerinden dolayı virüsleri öldürürken basit, etkili, pratik çevre koruma özelliklerine sahiptir [2, 13].Ancak, birçok sorun devam etmektedir.İlk olarak, modern bilgi elektromanyetik dalgaların fiziksel özellikleri ile sınırlıdır ve elektromanyetik dalgaların emisyonu sırasında enerji kullanım mekanizması açıklanmamıştır [10, 27].Milimetre dalgalar da dahil olmak üzere 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 frekanslarında elektromanyetik dalgalarla ilgili çalışmalar rapor edilmemiştir.İkincisi, patojenik virüsleri elektromanyetik dalgalarla öldürme mekanizması açıklığa kavuşturulmamış ve sadece küresel ve çubuk şeklindeki virüsler çalışılmıştır [2].Ek olarak, virüs parçacıkları küçüktür, hücre içermez, kolayca mutasyona uğrar ve hızla yayılır, bu da virüsün inaktivasyonunu önleyebilir.Patojenik virüsleri etkisiz hale getirme engelinin üstesinden gelmek için elektromanyetik dalga teknolojisinin hala geliştirilmesi gerekiyor.Son olarak, radyan enerjinin ortamdaki su molekülleri gibi polar moleküller tarafından yüksek oranda emilmesi, enerji kaybına neden olur.Ek olarak, SRET'in etkinliği virüslerde tanımlanamayan birkaç mekanizmadan etkilenebilir [28].SRET etkisi ayrıca virüsü çevresine uyum sağlayacak şekilde değiştirerek elektromanyetik dalgalara karşı dirençle sonuçlanabilir [29].
Gelecekte, elektromanyetik dalgalar kullanılarak virüs etkisizleştirme teknolojisinin daha da geliştirilmesi gerekmektedir.Temel bilimsel araştırmalar, elektromanyetik dalgalarla virüs etkisizleştirme mekanizmasını aydınlatmayı amaçlamalıdır.Örneğin, elektromanyetik dalgalara maruz kaldıklarında virüslerin enerjisini kullanma mekanizması, patojenik virüsleri öldüren termal olmayan etkinin ayrıntılı mekanizması ve elektromanyetik dalgalar ile çeşitli virüs türleri arasındaki SRET etkisinin mekanizması sistematik olarak açıklanmalıdır.Uygulamalı araştırma, 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 edilmesindeki termal olmayan etkilerini incelemelidir.
Elektromanyetik dalgalar, patojenik virüslerin etkisizleştirilmesi için umut verici bir yöntem haline gelmiştir.Elektromanyetik dalga teknolojisi, geleneksel anti-virüs teknolojisinin sınırlamalarının üstesinden gelebilecek düşük kirlilik, düşük maliyet ve yüksek patojen virüs inaktivasyon verimliliği avantajlarına sahiptir.Bununla birlikte, elektromanyetik dalga teknolojisinin parametrelerini belirlemek ve virüs etkisizleştirme mekanizmasını aydınlatmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Belirli bir dozda elektromanyetik dalga radyasyonu, birçok patojenik virüsün yapısını ve aktivitesini tahrip edebilir.Virüs etkisizleştirmenin etkinliği, frekans, güç yoğunluğu ve maruz kalma süresi ile yakından ilişkilidir.Ek olarak, potansiyel mekanizmalar, enerji transferinin termal, termal olmayan 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 geldi.
U Yu.Mikrodalga radyasyonunun ve soğuk plazmanın biyoaerosol aktivitesi ve ilgili mekanizmalar üzerindeki etkisi.Pekin Üniversitesi.2013 yılı.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC ve ark.Bakülovirüslerde mikrodalgaların rezonant dipol eşleşmesi ve sınırlı akustik salınımlar.Bilimsel rapor 2017;7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al.Mikrodalgada HCV ve HIV 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.Mikrodalga Dezenfeksiyon [J] Chinese Medical Journal ile Hastane Belgelerinin Kirlenmesinin Araştırılması ve Deneysel Gözlemi.1987;4:221-2.
Sun Wei Sodyum dikloroizosiyanatın bakteriyofaj MS2'ye karşı inaktivasyon mekanizması ve etkinliğine ilişkin ön çalışma.Sichuan Üniversitesi.2007.
Yang Li O-ftalaldehitin bakteriyofaj MS2 üzerindeki etkisizleştirme etkisi ve etki mekanizmasına ilişkin ön çalışma.Sichuan Üniversitesi.2007.
Wu Ye, Bayan Yao.Mikrodalga radyasyonu ile havadaki bir virüsün in situ inaktivasyonu.Çin Bilim Bülteni.2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al.Koronavirüsler ve çocuk felci virüsleri, W-bandı siklotron radyasyonunun kısa darbelerine duyarlıdır.Çevre kimyası üzerine mektup.2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al.Fenotipik nöraminidaz inhibitörlerine antijenite çalışmaları ve direnç deneyleri için grip virüsü inaktivasyonu.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 Üzerinde Termal Olmayan Biyolojik Etkileri [JJ Southwestern Nationalities University (Natural Science Edition).2006;6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Atermik mikrodalga ışıması üzerine SARS-CoV-2 spike protein denatürasyonu.Bilimsel rapor 2021;11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR ve diğerleri.Mikrodalgalardan virüslerde sınırlı akustik salınımlara verimli yapısal rezonans enerji transferi.Bilimsel rapor 2015;5:18030.
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2 için iyonlaştırıcı olmayan radyasyon tedavisi kullanan hedefli 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.
Sayfa WJ, Martin WG Mikrodalga fırınlarda mikropların hayatta kalması.J 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 bunların tespit edilmesini sağlar.kanatlı hastalığı.2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Mikrodalga ile sitomegalovirüsün anne sütünden eradikasyonu: 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) öldürücü SARS-CoV-2 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 eksiksiz etkisizleştirilmesi.Bilimsel Rapor 2020;10(1):22421.