روگجنک وائرس اور متعلقہ میکانزم پر برقی مقناطیسی لہروں کے اثرات: جرنل آف وائرولوجی میں ایک جائزہ

پیتھوجینک وائرل انفیکشن دنیا بھر میں صحت عامہ کا ایک بڑا مسئلہ بن چکے ہیں۔وائرس تمام سیلولر جانداروں کو متاثر کر سکتے ہیں اور مختلف درجے کی چوٹ اور نقصان کا سبب بن سکتے ہیں، جس سے بیماری اور موت بھی واقع ہو سکتی ہے۔شدید ایکیوٹ ریسپائریٹری سنڈروم کورونا وائرس 2 (SARS-CoV-2) جیسے انتہائی پیتھوجینک وائرس کے پھیلاؤ کے ساتھ، پیتھوجینک وائرس کو غیر فعال کرنے کے لیے موثر اور محفوظ طریقے تیار کرنے کی فوری ضرورت ہے۔پیتھوجینک وائرس کو غیر فعال کرنے کے روایتی طریقے عملی ہیں لیکن ان کی کچھ حدود ہیں۔تیز رفتار طاقت، جسمانی گونج اور کوئی آلودگی کی خصوصیات کے ساتھ، برقی مقناطیسی لہریں روگجنک وائرس کے غیر فعال ہونے کے لیے ایک ممکنہ حکمت عملی بن گئی ہیں اور بڑھتی ہوئی توجہ کو اپنی طرف مبذول کر رہی ہیں۔یہ مضمون پیتھوجینک وائرسز پر برقی مقناطیسی لہروں کے اثرات اور ان کے میکانزم کے بارے میں حالیہ اشاعتوں کا ایک جائزہ فراہم کرتا ہے، نیز روگجنک وائرس کے غیر فعال ہونے کے لیے برقی مقناطیسی لہروں کے استعمال کے امکانات کے ساتھ ساتھ اس طرح کے غیر فعال ہونے کے لیے نئے آئیڈیاز اور طریقے فراہم کرتا ہے۔
بہت سے وائرس تیزی سے پھیلتے ہیں، طویل عرصے تک برقرار رہتے ہیں، انتہائی روگجنک ہوتے ہیں اور عالمی وبائی امراض اور صحت کے سنگین خطرات کا سبب بن سکتے ہیں۔روک تھام، پتہ لگانے، جانچ، خاتمے اور علاج وائرس کے پھیلاؤ کو روکنے کے لیے اہم اقدامات ہیں۔پیتھوجینک وائرس کے تیزی سے اور موثر خاتمے میں حفاظتی، حفاظتی اور ماخذ کا خاتمہ شامل ہے۔پیتھوجینک وائرسز کو جسمانی تباہی کے ذریعے ان کی انفیکٹیوٹی، روگجنک اور تولیدی صلاحیت کو کم کرنا ان کے خاتمے کا ایک موثر طریقہ ہے۔روایتی طریقے، بشمول اعلی درجہ حرارت، کیمیکلز اور آئنائزنگ تابکاری، مؤثر طریقے سے روگجنک وائرس کو غیر فعال کر سکتے ہیں۔تاہم، ان طریقوں میں اب بھی کچھ حدود ہیں۔لہذا، پیتھوجینک وائرس کو غیر فعال کرنے کے لیے جدید حکمت عملی تیار کرنے کی اب بھی فوری ضرورت ہے۔
برقی مقناطیسی لہروں کے اخراج میں تیز رفتار اور یکساں حرارت، مائکروجنزموں کے ساتھ گونج اور پلازما کے اخراج کے فوائد ہیں، اور امید کی جاتی ہے کہ یہ روگجنک وائرسوں کو غیر فعال کرنے کا ایک عملی طریقہ بن جائے گا [1,2,3]۔روگجنک وائرس کو غیر فعال کرنے کے لئے برقی مقناطیسی لہروں کی صلاحیت کا مظاہرہ پچھلی صدی میں کیا گیا تھا [4]۔حالیہ برسوں میں، روگجنک وائرس کے غیر فعال ہونے کے لیے برقی مقناطیسی لہروں کے استعمال نے بڑھتی ہوئی توجہ مبذول کرائی ہے۔یہ مضمون روگجنک وائرسوں اور ان کے طریقہ کار پر برقی مقناطیسی لہروں کے اثر پر بحث کرتا ہے، جو بنیادی اور اطلاقی تحقیق کے لیے ایک مفید رہنما کے طور پر کام کر سکتا ہے۔
وائرس کی مورفولوجیکل خصوصیات بقا اور انفیکشن جیسے افعال کی عکاسی کر سکتی ہیں۔یہ ثابت کیا گیا ہے کہ برقی مقناطیسی لہریں، خاص طور پر الٹرا ہائی فریکوئنسی (UHF) اور الٹرا ہائی فریکوئنسی (EHF) برقی مقناطیسی لہریں، وائرس کی مورفولوجی میں خلل ڈال سکتی ہیں۔
بیکٹیریوفیج ایم ایس 2 (ایم ایس 2) اکثر مختلف تحقیقی شعبوں میں استعمال ہوتا ہے جیسے جراثیم کشی کی تشخیص، کائنےٹک ماڈلنگ (پانی) اور وائرل مالیکیولز کی حیاتیاتی خصوصیات [5، 6]۔وو نے پایا کہ 2450 میگا ہرٹز اور 700 ڈبلیو پر مائکرو ویوز براہ راست شعاع ریزی کے 1 منٹ کے بعد ایم ایس 2 آبی مراحل کے مجموعی اور نمایاں سکڑنے کا سبب بنتی ہیں [1]۔مزید تفتیش کے بعد، ایم ایس 2 فیج کی سطح میں وقفہ بھی دیکھا گیا [7]۔Kaczmarczyk [8] نے 0.1 s کے لیے 95 GHz کی فریکوئنسی اور 70 سے 100 W/cm2 کی طاقت کی کثافت والی ملی میٹر لہروں کے ساتھ کورونا وائرس 229E (CoV-229E) کے نمونوں کی معطلی کو بے نقاب کیا۔وائرس کے کھردرے کروی خول میں بڑے سوراخ پائے جاتے ہیں، جو اس کے مواد کو ضائع کرنے کا باعث بنتے ہیں۔برقی مقناطیسی لہروں کی نمائش وائرل شکلوں کے لیے تباہ کن ہو سکتی ہے۔تاہم، برقی مقناطیسی تابکاری کے ساتھ وائرس کے سامنے آنے کے بعد شکل، قطر اور سطح کی ہمواری جیسی مورفولوجیکل خصوصیات میں تبدیلیاں نامعلوم ہیں۔لہٰذا، مورفولوجیکل خصوصیات اور فنکشنل عوارض کے درمیان تعلق کا تجزیہ کرنا ضروری ہے، جو وائرس کے غیر فعال ہونے کا اندازہ لگانے کے لیے قابل قدر اور آسان اشارے فراہم کر سکتے ہیں [1]۔
وائرل ڈھانچہ عام طور پر اندرونی نیوکلک ایسڈ (RNA یا DNA) اور ایک بیرونی کیپسڈ پر مشتمل ہوتا ہے۔نیوکلک ایسڈ وائرس کی جینیاتی اور نقل کی خصوصیات کا تعین کرتے ہیں۔کیپسڈ باقاعدگی سے ترتیب دیئے گئے پروٹین کے ذیلی یونٹوں کی بیرونی تہہ ہے، وائرل ذرات کا بنیادی سہاروں اور اینٹی جینک جزو، اور نیوکلک ایسڈز کی بھی حفاظت کرتا ہے۔زیادہ تر وائرسوں میں لپڈس اور گلائکوپروٹینز سے بنا ایک لفافے کا ڈھانچہ ہوتا ہے۔اس کے علاوہ، لفافہ پروٹین ریسیپٹرز کی مخصوصیت کا تعین کرتے ہیں اور اہم اینٹیجنز کے طور پر کام کرتے ہیں جنہیں میزبان کا مدافعتی نظام پہچان سکتا ہے۔مکمل ڈھانچہ وائرس کی سالمیت اور جینیاتی استحکام کو یقینی بناتا ہے۔
تحقیق سے ثابت ہوا ہے کہ برقی مقناطیسی لہریں، خاص طور پر UHF برقی لہریں بیماری پیدا کرنے والے وائرسوں کے RNA کو نقصان پہنچا سکتی ہیں۔وو [1] نے ایم ایس 2 وائرس کے آبی ماحول کو 2 منٹ کے لیے 2450 میگا ہرٹز مائیکرو ویوز سے براہ راست بے نقاب کیا اور جیل الیکٹروفورسس اور ریورس ٹرانسکرپشن پولیمریز چین ری ایکشن کے ذریعے انکوڈنگ پروٹین اے، کیپسڈ پروٹین، ریپلیکس پروٹین، اور کلیویج پروٹین کا تجزیہ کیا۔RT-PCR)۔یہ جین آہستہ آہستہ بڑھتی ہوئی طاقت کی کثافت کے ساتھ تباہ ہو گئے اور یہاں تک کہ سب سے زیادہ طاقت کی کثافت پر غائب ہو گئے۔مثال کے طور پر، پروٹین A جین (934 bp) کا اظہار 119 اور 385 W کی طاقت والی برقی مقناطیسی لہروں کے سامنے آنے کے بعد نمایاں طور پر کم ہو گیا اور جب بجلی کی کثافت کو 700 W تک بڑھایا گیا تو مکمل طور پر غائب ہو گیا۔ یہ اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ برقی مقناطیسی لہریں، خوراک پر منحصر ہے، وائرس کے نیوکلک ایسڈ کی ساخت کو تباہ کر دیتے ہیں۔
حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ روگجنک وائرل پروٹین پر برقی مقناطیسی لہروں کا اثر بنیادی طور پر ثالثوں پر ان کے بالواسطہ تھرمل اثر اور نیوکلک ایسڈز کی تباہی کی وجہ سے پروٹین کی ترکیب پر ان کے بالواسطہ اثر پر مبنی ہے [1, 3, 8, 9]۔تاہم، ایتھرمک اثرات وائرل پروٹین کی قطبیت یا ساخت کو بھی بدل سکتے ہیں [1، 10، 11]۔بنیادی ساختی/غیر ساختی پروٹین پر برقی مقناطیسی لہروں کا براہ راست اثر جیسے کیپسڈ پروٹین، لفافے پروٹین یا پیتھوجینک وائرس کے اسپائیک پروٹین پر ابھی مزید مطالعہ کی ضرورت ہے۔حال ہی میں یہ تجویز کیا گیا ہے کہ 700 ڈبلیو کی طاقت کے ساتھ 2.45 گیگا ہرٹز کی فریکوئنسی پر 2 منٹ کی برقی مقناطیسی شعاعیں خالص طور پر برقی مقناطیسی اثرات کے ذریعے گرم دھبوں کی تشکیل اور الیکٹرک فیلڈز کو دوہرانے کے ذریعے پروٹین چارجز کے مختلف حصوں کے ساتھ تعامل کر سکتی ہیں [12]۔
پیتھوجینک وائرس کا لفافہ اس کی بیماری کو متاثر کرنے یا پیدا کرنے کی صلاحیت سے گہرا تعلق رکھتا ہے۔متعدد مطالعات میں بتایا گیا ہے کہ UHF اور مائکروویو برقی مقناطیسی لہریں بیماری پیدا کرنے والے وائرس کے خول کو تباہ کر سکتی ہیں۔جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، 70 سے 100 ڈبلیو/سینٹی میٹر کی طاقت کی کثافت پر 95 گیگا ہرٹز ملی میٹر لہر کے 0.1 سیکنڈ ایکسپوژر کے بعد کورونا وائرس 229E کے وائرل لفافے میں الگ الگ سوراخوں کا پتہ لگایا جا سکتا ہے [8]۔برقی مقناطیسی لہروں کی گونج والی توانائی کی منتقلی کا اثر وائرس کے لفافے کی ساخت کو تباہ کرنے کے لیے کافی تناؤ پیدا کر سکتا ہے۔لفافے والے وائرس کے لیے، لفافے کے پھٹنے کے بعد، انفیکشن یا کچھ سرگرمی عام طور پر کم ہوجاتی ہے یا مکمل طور پر ختم ہوجاتی ہے [13، 14]۔یانگ [13] نے H3N2 (H3N2) انفلوئنزا وائرس اور H1N1 (H1N1) انفلوئنزا وائرس کو 15 منٹ کے لیے بالترتیب 8.35 GHz، 320 W/m² اور 7 GHz، 308 W/m² پر مائیکرو ویوز میں ظاہر کیا۔برقی مقناطیسی لہروں کے سامنے آنے والے پیتھوجینک وائرس کے آر این اے سگنلز اور ایک بکھرے ہوئے ماڈل کا موازنہ کرنے کے لیے جو کئی چکروں کے لیے مائع نائٹروجن میں فوری طور پر پگھلا ہوا تھا، RT-PCR کیا گیا۔نتائج سے معلوم ہوا کہ دونوں ماڈلز کے آر این اے سگنلز بہت یکساں ہیں۔یہ نتائج بتاتے ہیں کہ وائرس کی جسمانی ساخت میں خلل پڑتا ہے اور لفافے کی ساخت مائیکرو ویو تابکاری کے سامنے آنے کے بعد تباہ ہو جاتی ہے۔
وائرس کی سرگرمی کو متاثر کرنے، نقل کرنے اور نقل کرنے کی اس کی صلاحیت سے نمایاں کیا جا سکتا ہے۔وائرل انفیکشن یا سرگرمی کا اندازہ عام طور پر پلاک اسیس، ٹشو کلچر میڈین انفیکٹو ڈوز (TCID50)، یا لوسیفریز رپورٹر جین کی سرگرمی کا استعمال کرتے ہوئے وائرل ٹائٹرز کی پیمائش کرکے کیا جاتا ہے۔لیکن براہ راست وائرس کو الگ کرکے یا وائرل اینٹیجن، وائرل پارٹیکل ڈینسٹی، وائرس کی بقا وغیرہ کا تجزیہ کرکے بھی اس کا اندازہ لگایا جاسکتا ہے۔
یہ بتایا گیا ہے کہ UHF، SHF اور EHF برقی مقناطیسی لہریں وائرل ایروسول یا پانی سے پیدا ہونے والے وائرس کو براہ راست غیر فعال کر سکتی ہیں۔وو [1] نے 2450 میگاہرٹز کی فریکوئنسی اور 1.7 منٹ کے لیے 700 ڈبلیو کی طاقت کے ساتھ لیبارٹری نیبولائزر کے ذریعے تیار کردہ MS2 بیکٹیریوفیج ایروسول کو بے نقاب کیا، جبکہ MS2 بیکٹیریوفیج کی بقا کی شرح صرف 8.66% تھی۔MS2 وائرل ایروسول کی طرح، 91.3% پانی والے MS2 برقی مقناطیسی لہروں کی اسی خوراک کے سامنے آنے کے بعد 1.5 منٹ کے اندر غیر فعال ہو گیا تھا۔اس کے علاوہ، ایم ایس 2 وائرس کو غیر فعال کرنے کے لیے برقی مقناطیسی تابکاری کی صلاحیت کو طاقت کی کثافت اور نمائش کے وقت کے ساتھ مثبت طور پر منسلک کیا گیا تھا۔تاہم، جب غیر فعال ہونے کی کارکردگی اپنی زیادہ سے زیادہ قیمت تک پہنچ جاتی ہے، تو نمائش کے وقت کو بڑھا کر یا بجلی کی کثافت کو بڑھا کر غیر فعال ہونے کی کارکردگی کو بہتر نہیں کیا جا سکتا۔مثال کے طور پر، MS2 وائرس کی 2450 میگاہرٹز اور 700 ڈبلیو برقی مقناطیسی لہروں کی نمائش کے بعد 2.65% سے 4.37% تک کم سے کم بقا کی شرح تھی، اور نمائش کے وقت میں اضافے کے ساتھ کوئی خاص تبدیلیاں نہیں پائی گئیں۔سدھارتا [3] نے 2450 میگا ہرٹز کی فریکوئنسی اور 360 ڈبلیو کی طاقت کے ساتھ ہیپاٹائٹس سی وائرس (HCV)/ہیومن امیونو وائرس ٹائپ 1 (HIV-1) پر مشتمل سیل کلچر سسپنشن کو شعاع ریزی کی۔ نمائش کے 3 منٹ کے بعد، اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ برقی مقناطیسی لہروں کی تابکاری HCV اور HIV-1 کے انفیکشن کے خلاف موثر ہے اور وائرس کی منتقلی کو روکنے میں مدد کرتی ہے یہاں تک کہ ایک ساتھ بے نقاب ہونے کے باوجود۔جب HCV سیل کلچرز اور HIV-1 معطلی کو 2450 MHz، 90 W یا 180 W کی فریکوئنسی کے ساتھ کم طاقت والی برقی مقناطیسی لہروں کے ساتھ شعاع ریزی کرتے وقت، وائرس ٹائٹر میں کوئی تبدیلی نہیں ہوتی، جس کا تعین luciferase رپورٹر کی سرگرمی سے ہوتا ہے، اور وائرل انفیکشن میں نمایاں تبدیلی مشاہدہ کیا گیا.1 منٹ کے لیے 600 اور 800 W پر، دونوں وائرسوں کی انفیکٹیوٹی میں نمایاں کمی نہیں آئی، جس کا تعلق برقی مقناطیسی لہروں کی تابکاری کی طاقت اور درجہ حرارت کے اہم نمائش کے وقت سے ہے۔
Kaczmarczyk [8] نے پہلی بار 2021 میں پانی سے پیدا ہونے والے پیتھوجینک وائرسز کے خلاف EHF برقی مقناطیسی لہروں کی مہلکیت کا مظاہرہ کیا۔ انہوں نے 95 گیگا ہرٹز کی فریکوئنسی پر برقی مقناطیسی لہروں سے کورونا وائرس 229E یا پولیووائرس (PV) کے نمونے اور طاقت کی کثافت W1020/7 سینٹی میٹر تک ظاہر کی۔ 2 سیکنڈ کے لیےدو روگجنک وائرسوں کی غیر فعال ہونے کی کارکردگی بالترتیب 99.98% اور 99.375% تھی۔جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ EHF برقی مقناطیسی لہروں کے وائرس کے غیر فعال ہونے کے میدان میں وسیع اطلاق کے امکانات ہیں۔
وائرس کے UHF کو غیر فعال کرنے کی تاثیر کا بھی مختلف ذرائع ابلاغ میں جائزہ لیا گیا ہے جیسے کہ ماں کا دودھ اور گھر میں عام طور پر استعمال ہونے والے کچھ مواد۔محققین نے adenovirus (ADV)، پولیو وائرس ٹائپ 1 (PV-1)، ہرپیس وائرس 1 (HV-1) اور rhinovirus (RHV) سے آلودہ اینستھیزیا ماسک کو 2450 میگا ہرٹز کی فریکوئنسی اور 720 واٹ پاور پر برقی مقناطیسی تابکاری سے بے نقاب کیا۔انہوں نے اطلاع دی کہ ADV اور PV-1 اینٹیجنز کے ٹیسٹ منفی ہو گئے، اور HV-1، PIV-3، اور RHV ٹائٹرز صفر پر گر گئے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ 4 منٹ کی نمائش کے بعد تمام وائرس مکمل طور پر غیر فعال ہو جاتے ہیں [15، 16]۔الہفی [17] نے براہ راست 2450 میگا ہرٹز، 900 ڈبلیو مائکروویو اوون میں ایویئن انفیکٹس برونکائٹس وائرس (IBV)، ایویئن نیومووائرس (APV)، نیو کیسل ڈیزیز وائرس (NDV) اور ایویئن انفلوئنزا وائرس (AIV) سے متاثرہ جھاڑیوں کو بے نقاب کیا۔ان کی انفیکشن کو کھو دیں.ان میں، APV اور IBV کو 5 ویں نسل کے چوزے کے جنین سے حاصل کردہ tracheal اعضاء کی ثقافتوں میں بھی پایا گیا تھا۔اگرچہ وائرس کو الگ تھلگ نہیں کیا جا سکتا تھا، پھر بھی وائرل نیوکلک ایسڈ کا پتہ RT-PCR سے تھا۔بین شوشن [18] نے 2450 میگا ہرٹز، 750 ڈبلیو برقی مقناطیسی لہروں کو 30 سیکنڈ تک 15 سائٹومیگالو وائرس (سی ایم وی) مثبت چھاتی کے دودھ کے نمونوں سے براہ راست بے نقاب کیا۔شیل وائل کے ذریعہ اینٹیجن کا پتہ لگانے سے سی ایم وی کی مکمل غیر فعال ہونے کا پتہ چلتا ہے۔تاہم، 500 ڈبلیو پر، 15 میں سے 2 نمونے مکمل غیر فعال نہیں ہوئے، جو غیر فعال ہونے کی کارکردگی اور برقی مقناطیسی لہروں کی طاقت کے درمیان مثبت تعلق کی نشاندہی کرتا ہے۔
یہ بات بھی قابل توجہ ہے کہ یانگ [13] نے قائم شدہ جسمانی ماڈلز کی بنیاد پر برقی مقناطیسی لہروں اور وائرسوں کے درمیان گونجنے والی تعدد کی پیش گوئی کی۔7.5 × 1014 m-3 کی کثافت کے ساتھ H3N2 وائرس کے ذرات کی معطلی، جو وائرس سے حساس میڈین ڈاربی ڈاگ کڈنی سیلز (MDCK) کے ذریعہ تیار کی گئی ہے، براہ راست 8 GHz کی فریکوئنسی اور 820 کی طاقت پر برقی مقناطیسی لہروں کے سامنے آئی تھی۔ W/m² 15 منٹ کے لیے۔H3N2 وائرس کے غیر فعال ہونے کی سطح 100% تک پہنچ جاتی ہے۔تاہم، 82 W/m2 کی نظریاتی حد پر، H3N2 وائرس کا صرف 38% غیر فعال ہوا، جس سے پتہ چلتا ہے کہ EM-ثالثی وائرس کے غیر فعال ہونے کی کارکردگی کا طاقت کی کثافت سے گہرا تعلق ہے۔اس تحقیق کی بنیاد پر، باربورا [14] نے برقی مقناطیسی لہروں اور SARS-CoV-2 کے درمیان گونجنے والی فریکوئنسی رینج (8.5–20 GHz) کا حساب لگایا اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ SARS-CoV-2 کا 7.5 × 1014 m-3 برقی مقناطیسی لہروں کے سامنے آیا۔ 10-17 GHz کی فریکوئنسی کے ساتھ اور تقریباً 15 منٹ تک 14.5 ± 1 W/m2 کی طاقت کی کثافت کا نتیجہ 100% غیر فعال ہو جائے گا۔وانگ [19] کی ایک حالیہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ SARS-CoV-2 کی گونجنے والی فریکوئنسی 4 اور 7.5 گیگا ہرٹز ہے، جو وائرس ٹائٹر سے آزاد گونجنے والی فریکوئنسی کے وجود کی تصدیق کرتی ہے۔
آخر میں، ہم کہہ سکتے ہیں کہ برقی مقناطیسی لہریں ایروسول اور معطلی کے ساتھ ساتھ سطحوں پر وائرس کی سرگرمی کو متاثر کر سکتی ہیں۔یہ پایا گیا کہ غیر فعال ہونے کی تاثیر کا تعلق برقی مقناطیسی لہروں کی فریکوئنسی اور طاقت اور وائرس کی نشوونما کے لیے استعمال ہونے والے میڈیم سے ہے۔اس کے علاوہ، جسمانی گونج پر مبنی برقی مقناطیسی تعدد وائرس کے غیر فعال ہونے کے لیے بہت اہم ہیں [2، 13]۔اب تک، روگجنک وائرس کی سرگرمیوں پر برقی مقناطیسی لہروں کا اثر بنیادی طور پر انفیکشن کو تبدیل کرنے پر مرکوز رہا ہے۔پیچیدہ طریقہ کار کی وجہ سے، متعدد مطالعات نے روگجنک وائرس کی نقل اور نقل پر برقی مقناطیسی لہروں کے اثر کی اطلاع دی ہے۔
وہ طریقہ کار جن کے ذریعے برقی مقناطیسی لہریں وائرس کو غیر فعال کرتی ہیں ان کا وائرس کی قسم، برقی مقناطیسی لہروں کی فریکوئنسی اور طاقت، اور وائرس کے بڑھنے کے ماحول سے گہرا تعلق ہے، لیکن زیادہ تر غیر دریافت شدہ رہتے ہیں۔حالیہ تحقیق نے تھرمل، ایتھرمل، اور ساختی گونج توانائی کی منتقلی کے طریقہ کار پر توجہ مرکوز کی ہے۔
تھرمل اثر کو برقی مقناطیسی لہروں کے زیر اثر ٹشوز میں قطبی مالیکیولز کی تیز رفتار گردش، تصادم اور رگڑ کی وجہ سے درجہ حرارت میں اضافے کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔اس خاصیت کی وجہ سے، برقی مقناطیسی لہریں وائرس کے درجہ حرارت کو جسمانی رواداری کی دہلیز سے اوپر کر سکتی ہیں، جس سے وائرس کی موت واقع ہو سکتی ہے۔تاہم، وائرس میں چند قطبی مالیکیول ہوتے ہیں، جو بتاتے ہیں کہ وائرس پر براہ راست تھرمل اثرات بہت کم ہوتے ہیں [1]۔اس کے برعکس، درمیانے اور ماحول میں اور بھی بہت سے قطبی مالیکیولز ہیں، جیسے کہ پانی کے مالیکیول، جو برقی مقناطیسی لہروں سے پرجوش متبادل برقی میدان کے مطابق حرکت کرتے ہیں، رگڑ کے ذریعے حرارت پیدا کرتے ہیں۔اس کے بعد حرارت کو وائرس میں منتقل کیا جاتا ہے تاکہ اس کا درجہ حرارت بڑھ جائے۔جب برداشت کی حد سے تجاوز کیا جاتا ہے تو، نیوکلک ایسڈ اور پروٹین تباہ ہو جاتے ہیں، جو بالآخر انفیکشن کو کم کر دیتے ہیں اور یہاں تک کہ وائرس کو غیر فعال کر دیتے ہیں۔
کئی گروپوں نے اطلاع دی ہے کہ برقی مقناطیسی لہریں تھرمل نمائش کے ذریعے وائرس کی انفیکشن کو کم کر سکتی ہیں [1, 3, 8]۔Kaczmarczyk [8] نے 0.2-0.7 s کے لیے 70 سے 100 W/cm² کی طاقت کی کثافت کے ساتھ 95 GHz کی فریکوئنسی پر برقی مقناطیسی لہروں میں کورونا وائرس 229E کے معطلی کو بے نقاب کیا۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ اس عمل کے دوران درجہ حرارت میں 100 ° C کے اضافے نے وائرس کی شکل کو تباہ کرنے اور وائرس کی سرگرمی کو کم کرنے میں اہم کردار ادا کیا۔ان تھرمل اثرات کی وضاحت ارد گرد کے پانی کے مالیکیولز پر برقی مقناطیسی لہروں کے عمل سے کی جا سکتی ہے۔سدھارتا [3] نے 2450 میگا ہرٹز کی فریکوئنسی پر برقی مقناطیسی لہروں کے ساتھ GT1a، GT2a، GT3a، GT4a، GT5a، GT6a اور GT7a سمیت مختلف جین ٹائپس کے HCV پر مشتمل سیل کلچر معطلی کو شعاع زدہ کیا اور W130 W180 کی طاقت۔ ڈبلیو، 600 ڈبلیو اور 800 ٹیو سیل کلچر میڈیم کے درجہ حرارت میں 26 ° C سے 92 ° C تک اضافے کے ساتھ، برقی مقناطیسی تابکاری نے وائرس کی انفیکشن کو کم کیا یا وائرس کو مکمل طور پر غیر فعال کر دیا۔لیکن ایچ سی وی کو برقی مقناطیسی لہروں کا سامنا کم وقت کے لیے کم طاقت (90 یا 180 ڈبلیو، 3 منٹ) یا اس سے زیادہ طاقت (600 یا 800 ڈبلیو، 1 منٹ) پر ہوا، جب کہ درجہ حرارت میں کوئی خاص اضافہ نہیں ہوا اور اس میں کوئی نمایاں تبدیلی نہیں ہوئی۔ وائرس انفیکشن یا سرگرمی کا مشاہدہ نہیں کیا گیا تھا.
مندرجہ بالا نتائج اس بات کی نشاندہی کرتے ہیں کہ برقی مقناطیسی لہروں کا تھرمل اثر روگجنک وائرس کی انفیکشن یا سرگرمی کو متاثر کرنے والا ایک اہم عنصر ہے۔اس کے علاوہ، متعدد مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ برقی مقناطیسی تابکاری کا تھرمل اثر پیتھوجینک وائرس کو UV-C اور روایتی حرارتی نظام کے مقابلے زیادہ مؤثر طریقے سے غیر فعال کرتا ہے [8, 20, 21, 22, 23, 24]۔
تھرمل اثرات کے علاوہ، برقی مقناطیسی لہریں مائکروبیل پروٹینز اور نیوکلک ایسڈز جیسے مالیکیولز کی قطبیت کو بھی تبدیل کر سکتی ہیں، جس کے نتیجے میں مالیکیول گھومتے اور کمپن کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں قابل عملیت کم ہو جاتی ہے یا موت بھی ہوتی ہے [10]۔یہ خیال کیا جاتا ہے کہ برقی مقناطیسی لہروں کی قطبیت میں تیزی سے تبدیلی پروٹین پولرائزیشن کا سبب بنتی ہے، جو پروٹین کی ساخت کو گھماؤ اور گھماؤ کا باعث بنتی ہے اور بالآخر، پروٹین کی خرابی [11]۔
وائرس کے غیر فعال ہونے پر برقی مقناطیسی لہروں کا غیر تھرمل اثر متنازعہ رہتا ہے، لیکن زیادہ تر مطالعات نے مثبت نتائج دکھائے ہیں [1، 25]۔جیسا کہ ہم نے اوپر ذکر کیا ہے، برقی مقناطیسی لہریں ایم ایس 2 وائرس کے لفافے کے پروٹین میں براہ راست گھس سکتی ہیں اور وائرس کے نیوکلک ایسڈ کو تباہ کر سکتی ہیں۔اس کے علاوہ، ایم ایس 2 وائرس ایروسول پانی کے ایم ایس 2 کے مقابلے برقی مقناطیسی لہروں کے لیے بہت زیادہ حساس ہوتے ہیں۔MS2 وائرس ایروسول کے ارد گرد کے ماحول میں کم قطبی مالیکیولز، جیسے پانی کے مالیکیولز کی وجہ سے، ایتھرمک اثرات برقی مقناطیسی لہروں میں ثالثی وائرس کے غیر فعال ہونے میں کلیدی کردار ادا کر سکتے ہیں [1]۔
گونج کے رجحان سے مراد ایک جسمانی نظام کا رجحان ہے کہ وہ اپنے ماحول سے اپنی قدرتی تعدد اور طول موج پر زیادہ توانائی جذب کرتا ہے۔گونج فطرت میں بہت سی جگہوں پر ہوتی ہے۔یہ معلوم ہے کہ وائرس ایک ہی فریکوئنسی کی مائکروویو کے ساتھ ایک محدود صوتی ڈوپول موڈ میں گونجتے ہیں، ایک گونج کا رجحان [2، 13، 26]۔برقی مقناطیسی لہر اور وائرس کے درمیان تعامل کے گونجنے والے طریقے زیادہ سے زیادہ توجہ مبذول کر رہے ہیں۔مؤثر ساختی گونج توانائی کی منتقلی (SRET) کا اثر وائرسوں میں برقی مقناطیسی لہروں سے بند صوتی دوغلوں (CAV) تک، مخالف کور-کیپسڈ کمپن کی وجہ سے وائرل جھلی کے پھٹنے کا باعث بن سکتا ہے۔اس کے علاوہ، SRET کی مجموعی تاثیر کا تعلق ماحول کی نوعیت سے ہے، جہاں وائرل پارٹیکل کا سائز اور pH بالترتیب گونجنے والی فریکوئنسی اور توانائی کے جذب کا تعین کرتا ہے [2, 13, 19]۔
برقی مقناطیسی لہروں کا جسمانی گونج اثر لفافے والے وائرسوں کے غیر فعال ہونے میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے، جو وائرل پروٹینز میں سرایت شدہ بائلیئر جھلی سے گھرے ہوئے ہیں۔محققین نے پایا کہ 6 GHz کی فریکوئنسی اور 486 W/m² کی طاقت کی کثافت والی برقی مقناطیسی لہروں کے ذریعے H3N2 کا غیر فعال ہونا بنیادی طور پر گونج کے اثر کی وجہ سے خول کے جسمانی ٹوٹنے کی وجہ سے ہوا [13]۔15 منٹ کی نمائش کے بعد H3N2 معطلی کے درجہ حرارت میں صرف 7 ° C کا اضافہ ہوا، تاہم، انسانی H3N2 وائرس کو تھرمل ہیٹنگ کے ذریعے غیر فعال کرنے کے لیے، 55 ° C سے زیادہ درجہ حرارت ضروری ہے [9]۔اسی طرح کے مظاہر SARS-CoV-2 اور H3N1 [13، 14] جیسے وائرس کے لیے دیکھے گئے ہیں۔اس کے علاوہ، برقی مقناطیسی لہروں کے ذریعے وائرس کا غیر فعال ہونا وائرل RNA جینومز [1,13,14] کے انحطاط کا باعث نہیں بنتا۔اس طرح، H3N2 وائرس کے غیر فعال ہونے کو تھرمل نمائش کے بجائے جسمانی گونج کے ذریعہ فروغ دیا گیا تھا [13]۔
برقی مقناطیسی لہروں کے تھرمل اثر کے مقابلے میں، جسمانی گونج کے ذریعے وائرس کے غیر فعال ہونے کے لیے کم خوراک کے پیرامیٹرز کی ضرورت ہوتی ہے، جو انسٹی ٹیوٹ آف الیکٹریکل اینڈ الیکٹرانکس انجینئرز (IEEE) [2، 13] کے قائم کردہ مائیکرو ویو حفاظتی معیارات سے نیچے ہیں۔گونجنے والی فریکوئنسی اور طاقت کی خوراک کا انحصار وائرس کی جسمانی خصوصیات پر ہوتا ہے، جیسے پارٹیکل سائز اور لچک، اور گونجنے والی فریکوئنسی کے اندر موجود تمام وائرسوں کو مؤثر طریقے سے غیر فعال ہونے کا نشانہ بنایا جا سکتا ہے۔اعلی دخول کی شرح، آئنائزنگ تابکاری کی عدم موجودگی، اور اچھی حفاظت کی وجہ سے، CPET کے ایتھرمک اثر سے ثالثی وائرس کی غیرفعالیت پیتھوجینک وائرس [14، 26] کی وجہ سے انسانی مہلک بیماریوں کے علاج کے لیے امید افزا ہے۔
مائع مرحلے میں اور مختلف ذرائع ابلاغ کی سطح پر وائرس کے غیر فعال ہونے کے نفاذ کی بنیاد پر، برقی مقناطیسی لہریں وائرل ایروسول سے مؤثر طریقے سے نمٹ سکتی ہیں [1، 26]، جو کہ ایک پیش رفت ہے اور وائرس کی منتقلی کو کنٹرول کرنے کے لیے بہت اہمیت رکھتی ہے۔ وائرس اور معاشرے میں وائرس کی منتقلی کو روکنا۔وبا.مزید یہ کہ برقی مقناطیسی لہروں کی جسمانی گونج کی خصوصیات کی دریافت اس میدان میں بہت اہمیت کی حامل ہے۔جب تک کسی خاص وائرین اور برقی مقناطیسی لہروں کی گونجنے والی فریکوئنسی معلوم ہوتی ہے، زخم کی گونج والی فریکوئنسی رینج کے اندر موجود تمام وائرسوں کو نشانہ بنایا جا سکتا ہے، جو روایتی وائرس کو غیر فعال کرنے کے طریقوں سے حاصل نہیں کیا جا سکتا ہے [13,14,26]۔وائرس کا برقی مقناطیسی غیر فعال ہونا ایک امید افزا تحقیق ہے جس میں بڑی تحقیق اور قابل اطلاق قدر اور صلاحیت ہے۔
روایتی وائرس کو مارنے والی ٹیکنالوجی کے مقابلے میں، برقی مقناطیسی لہریں اپنی منفرد طبعی خصوصیات کی وجہ سے وائرس کو مارتے وقت سادہ، موثر، عملی ماحولیاتی تحفظ کی خصوصیات رکھتی ہیں [2، 13]۔تاہم بہت سے مسائل باقی ہیں۔سب سے پہلے، جدید علم برقی مقناطیسی لہروں کی جسمانی خصوصیات تک محدود ہے، اور برقی مقناطیسی لہروں کے اخراج کے دوران توانائی کے استعمال کا طریقہ کار ظاہر نہیں کیا گیا ہے [10، 27]۔مائیکرو ویوز، بشمول ملی میٹر لہروں، کو وائرس کے غیر فعال ہونے اور اس کے طریقہ کار کا مطالعہ کرنے کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے، تاہم، دیگر تعدد پر برقی مقناطیسی لہروں کا مطالعہ، خاص طور پر 100 kHz سے 300 MHz تک اور 300 GHz سے 10 THz تک، کی اطلاع نہیں ملی ہے۔دوم، برقی مقناطیسی لہروں کے ذریعے روگجنک وائرسوں کو مارنے کا طریقہ کار واضح نہیں کیا گیا ہے، اور صرف کروی اور چھڑی کی شکل کے وائرسوں کا مطالعہ کیا گیا ہے [2]۔اس کے علاوہ، وائرس کے ذرات چھوٹے، خلیے سے پاک، آسانی سے بدل جاتے ہیں، اور تیزی سے پھیلتے ہیں، جو وائرس کو غیر فعال ہونے سے روک سکتے ہیں۔برقی مقناطیسی لہر کی ٹیکنالوجی کو اب بھی بہتر کرنے کی ضرورت ہے تاکہ پیتھوجینک وائرس کو غیر فعال کرنے کی رکاوٹ پر قابو پایا جا سکے۔آخر میں، درمیانے درجے میں قطبی مالیکیولز، جیسے پانی کے مالیکیولز کے ذریعے دیپتمان توانائی کو زیادہ جذب کرنے کے نتیجے میں توانائی کا نقصان ہوتا ہے۔اس کے علاوہ، SRET کی تاثیر وائرس میں کئی نامعلوم میکانزم سے متاثر ہو سکتی ہے [28]۔SRET اثر وائرس کو اس کے ماحول کے مطابق ڈھالنے کے لیے بھی تبدیل کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں برقی مقناطیسی لہروں کے خلاف مزاحمت ہوتی ہے [29]۔
مستقبل میں، برقی مقناطیسی لہروں کا استعمال کرتے ہوئے وائرس کو غیر فعال کرنے کی ٹیکنالوجی کو مزید بہتر کرنے کی ضرورت ہے۔بنیادی سائنسی تحقیق کا مقصد برقی مقناطیسی لہروں کے ذریعے وائرس کے غیر فعال ہونے کے طریقہ کار کو واضح کرنا ہے۔مثال کے طور پر، برقی مقناطیسی لہروں کے سامنے آنے پر وائرس کی توانائی کو استعمال کرنے کا طریقہ کار، غیر تھرمل عمل کا تفصیلی طریقہ کار جو روگجنک وائرسوں کو مار ڈالتا ہے، اور برقی مقناطیسی لہروں اور مختلف قسم کے وائرسوں کے درمیان SRET اثر کے طریقہ کار کو منظم طریقے سے واضح کیا جانا چاہیے۔لاگو تحقیق کو اس بات پر توجہ مرکوز کرنی چاہئے کہ قطبی مالیکیولز کے ذریعہ تابکاری توانائی کے ضرورت سے زیادہ جذب کو کیسے روکا جائے، مختلف پیتھوجینک وائرسز پر مختلف تعدد کی برقی مقناطیسی لہروں کے اثر کا مطالعہ کیا جائے، اور پیتھوجینک وائرس کی تباہی میں برقی مقناطیسی لہروں کے غیر تھرمل اثرات کا مطالعہ کیا جائے۔
برقی مقناطیسی لہریں روگجنک وائرس کے غیر فعال ہونے کا ایک امید افزا طریقہ بن گئی ہیں۔برقی مقناطیسی لہر ٹیکنالوجی میں کم آلودگی، کم لاگت، اور اعلی پیتھوجین وائرس غیر فعال ہونے کی کارکردگی کے فوائد ہیں، جو روایتی اینٹی وائرس ٹیکنالوجی کی حدود کو دور کر سکتے ہیں۔تاہم، برقی مقناطیسی لہر ٹیکنالوجی کے پیرامیٹرز کا تعین کرنے اور وائرس کے غیر فعال ہونے کے طریقہ کار کو واضح کرنے کے لیے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔
برقی مقناطیسی لہر کی تابکاری کی ایک مخصوص خوراک بہت سے پیتھوجینک وائرس کی ساخت اور سرگرمی کو تباہ کر سکتی ہے۔وائرس کے غیر فعال ہونے کی کارکردگی کا تعدد، طاقت کی کثافت، اور نمائش کے وقت سے گہرا تعلق ہے۔اس کے علاوہ، ممکنہ میکانزم میں توانائی کی منتقلی کے تھرمل، ایتھرمل، اور ساختی گونج کے اثرات شامل ہیں۔روایتی اینٹی وائرل ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں، برقی مقناطیسی لہر پر مبنی وائرس کو غیر فعال کرنے میں سادگی، اعلی کارکردگی اور کم آلودگی کے فوائد ہیں۔لہذا، برقی مقناطیسی لہر کی ثالثی وائرس کی غیر فعالی مستقبل کی ایپلی کیشنز کے لیے ایک امید افزا اینٹی وائرل تکنیک بن گئی ہے۔
یو یو۔بائیو ایروسول کی سرگرمی اور متعلقہ میکانزم پر مائکروویو تابکاری اور کولڈ پلازما کا اثر۔پیکنگ یونیورسٹی۔سال 2013
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al.مائیکرو ویوز کا گونج دار ڈوپول کپلنگ اور بیکولووائرس میں محدود صوتی دولن۔سائنسی رپورٹ 2017؛7(1):4611۔
سدھارتا A، Pfaender S، Malassa A، Doerrbecker J، Anggakusuma، Engelmann M، et al.ایچ سی وی اور ایچ آئی وی کی مائیکرو ویو کو غیر فعال کرنا: انجیکشن لگانے والے منشیات استعمال کرنے والوں میں وائرس کی منتقلی کو روکنے کے لیے ایک نیا طریقہ۔سائنسی رپورٹ 2016;6:36619
Yan SX، Wang RN، Cai YJ، Song YL، Qv HL۔مائیکرو ویو ڈس انفیکشن [جے] چینی میڈیکل جرنل کے ذریعہ ہسپتال کے دستاویزات کی آلودگی کی تحقیقات اور تجرباتی مشاہدہ۔1987;4:221-2۔
سن وی بیکٹیریوفیج ایم ایس 2 کے خلاف سوڈیم ڈائکلوروسائنیٹ کے غیر فعال ہونے کے طریقہ کار اور افادیت کا ابتدائی مطالعہ۔سیچوان یونیورسٹی۔2007.
یانگ لی بیکٹیریوفیج MS2 پر او-فتھالڈہائڈ کے غیر فعال ہونے کے اثر اور عمل کے طریقہ کار کا ابتدائی مطالعہ۔سیچوان یونیورسٹی۔2007.
وو یہ، محترمہ یاو۔مائکروویو تابکاری کے ذریعہ صورتحال میں ہوا سے پیدا ہونے والے وائرس کا غیر فعال ہونا۔چینی سائنس بلیٹن۔2014؛59(13):1438-45۔
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al.کورونا وائرس اور پولیو وائرس ڈبلیو بینڈ سائکلوٹرون تابکاری کی چھوٹی دالوں کے لیے حساس ہوتے ہیں۔ماحولیاتی کیمسٹری پر خط۔2021؛ 19(6):3967-72۔
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al.اینٹی جینیسیٹی اسٹڈیز اور فینوٹائپک نیورامینیڈیز انحبیٹرز کے خلاف مزاحمتی اسیس کے لیے انفلوئنزا وائرس کا غیر فعال ہونا۔جرنل آف کلینیکل مائکروبیولوجی۔2010؛ 48(3):928-40۔
Zou Xinzhi، Zhang Lijia، Liu Yujia، Li Yu، Zhang Jia، Lin Fujia، et al.مائکروویو نس بندی کا جائزہ۔گوانگ ڈونگ مائیکرو نیوٹرینٹ سائنس۔2013؛ 20(6):67-70۔
لی جیزی۔مائیکرو ویوز کے غیر تھرمل حیاتیاتی اثرات فوڈ مائیکرو آرگنزمز اور مائیکرو ویو سٹیرلائزیشن ٹیکنالوجی [جے جے ساؤتھ ویسٹرن نیشنلٹیز یونیورسٹی (نیچرل سائنس ایڈیشن)۔2006;6:1219-22۔
Afagi P، Lapolla MA، Gandhi K. SARS-CoV-2 سپائیک پروٹین ڈینیچریشن آن ایتھرمک مائکروویو شعاع ریزی۔سائنسی رپورٹ 2021؛11(1):23373۔
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al.مائیکرو ویوز سے وائرس میں محدود صوتی دوغلوں تک موثر ساختی گونج والی توانائی کی منتقلی۔سائنسی رپورٹ 2015؛5:18030۔
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2 کے لیے نان آئنائزنگ ریڈی ایشن تھراپی کا استعمال کرتے ہوئے اور وائرل وبائی مرض کی تیاری کا استعمال کرتے ہوئے ٹارگٹڈ اینٹی وائرل تھراپی: طبی اطلاق کے لیے طریقے، طریقے، اور پریکٹس نوٹ۔PLOS ایک۔2021;16(5):e0251780۔
یانگ ہیومنگ۔مائکروویو نس بندی اور اس پر اثر انداز ہونے والے عوامل۔چینی میڈیکل جرنل۔1993؛ (04):246-51۔
صفحہ ڈبلیو جے، مارٹن ڈبلیو جی مائکروویو اوون میں جرثوموں کی بقا۔آپ مائکروجنزموں کو جے کر سکتے ہیں۔1978؛24(11):1431-3۔
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS مائیکرو ویو یا آٹوکلیو ٹریٹمنٹ متعدی برونکائٹس وائرس اور ایویئن نیومووائرس کی انفیکٹیویٹی کو ختم کر دیتا ہے، لیکن ریورس ٹرانسکرپٹیز پولیمریز چین ری ایکشن کے ذریعے ان کا پتہ لگانے کی اجازت دیتا ہے۔پولٹری کی بیماری.2004؛33(3):303-6۔
بین شوشن ایم، مینڈل ڈی، لوبزکی آر، ڈولبرگ ایس، میمونی ایف بی مائیکروویو چھاتی کے دودھ سے سائٹومیگالو وائرس کا خاتمہ: ایک پائلٹ مطالعہ۔دودھ پلانے والی دوا.2016؛ 11:186-7۔
Wang PJ، Pang YH، Huang SY، Fang JT، Chang SY، Shih SR، et al.SARS-CoV-2 وائرس کا مائکروویو گونج جذب۔سائنسی رپورٹ 2022;12(1): 12596۔
Sabino CP، Sellera FP، Sales-Medina DF، Machado RRG، Durigon EL، Freitas-Junior LH، وغیرہ۔ UV-C (254 nm) SARS-CoV-2 کی مہلک خوراک۔روشنی کی تشخیص Photodyne Ther.2020؛ 32:101995۔
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, وغیرہ۔ UV-C کے ذریعے SARS-CoV-2 کا تیزی سے اور مکمل غیر فعال ہونا۔سائنسی رپورٹ 2020;10(1):22421۔