Ảnh hưởng của sóng điện từ đối với virus gây bệnh và các cơ chế liên quan: đánh giá trên Tạp chí Virus học

Nhiễm virus gây bệnh đã trở thành một vấn đề sức khỏe cộng đồng lớn trên toàn thế giới.Vi-rút có thể lây nhiễm tất cả các sinh vật tế bào và gây ra các tổn thương và tổn thương ở các mức độ khác nhau, dẫn đến bệnh tật và thậm chí tử vong.Với sự phổ biến của các loại vi-rút có độc lực cao như hội chứng hô hấp cấp tính nặng do vi-rút corona 2 (SARS-CoV-2), cần phải phát triển các phương pháp hiệu quả và an toàn để vô hiệu hóa vi-rút gây bệnh.Các phương pháp truyền thống để vô hiệu hóa virus gây bệnh là thực tế nhưng có một số hạn chế.Với các đặc tính có khả năng xuyên thấu cao, cộng hưởng vật lý và không gây ô nhiễm, sóng điện từ đã trở thành một chiến lược tiềm năng để vô hiệu hóa virus gây bệnh và đang thu hút sự chú ý ngày càng tăng.Bài viết này cung cấp tổng quan về các ấn phẩm gần đây về tác động của sóng điện từ đối với vi rút gây bệnh và cơ chế của chúng, cũng như triển vọng sử dụng sóng điện từ để vô hiệu hóa vi rút gây bệnh, cũng như các ý tưởng và phương pháp mới để vô hiệu hóa chúng.
Nhiều loại vi-rút lây lan nhanh, tồn tại trong một thời gian dài, có khả năng gây bệnh cao và có thể gây ra dịch bệnh toàn cầu và nguy cơ sức khỏe nghiêm trọng.Phòng ngừa, phát hiện, xét nghiệm, diệt trừ và điều trị là những bước quan trọng để ngăn chặn sự lây lan của vi-rút.Loại bỏ nhanh chóng và hiệu quả các vi rút gây bệnh bao gồm phòng ngừa, bảo vệ và loại bỏ nguồn.Vô hiệu hóa virus gây bệnh bằng cách tiêu diệt sinh lý để giảm khả năng lây nhiễm, khả năng gây bệnh và khả năng sinh sản của chúng là một phương pháp hiệu quả để loại bỏ chúng.Các phương pháp truyền thống, bao gồm nhiệt độ cao, hóa chất và bức xạ ion hóa, có thể vô hiệu hóa virus gây bệnh một cách hiệu quả.Tuy nhiên, các phương pháp này vẫn còn một số hạn chế.Do đó, vẫn còn một nhu cầu cấp thiết là phát triển các chiến lược đổi mới để vô hiệu hóa các vi rút gây bệnh.
Sự phát xạ của sóng điện từ có ưu điểm là khả năng xuyên thấu cao, làm nóng nhanh và đồng đều, cộng hưởng với vi sinh vật và giải phóng plasma, và được kỳ vọng sẽ trở thành một phương pháp thực tế để vô hiệu hóa virus gây bệnh [1,2,3].Khả năng vô hiệu hóa virus gây bệnh của sóng điện từ đã được chứng minh trong thế kỷ trước [4].Trong những năm gần đây, việc sử dụng sóng điện từ để vô hiệu hóa virus gây bệnh đã thu hút được sự chú ý ngày càng tăng.Bài viết này thảo luận về tác động của sóng điện từ đối với virus gây bệnh và cơ chế của chúng, có thể đóng vai trò là một hướng dẫn hữu ích cho nghiên cứu cơ bản và ứng dụng.
Các đặc điểm hình thái của virus có thể phản ánh các chức năng như khả năng sống sót và khả năng lây nhiễm.Người ta đã chứng minh rằng sóng điện từ, đặc biệt là sóng điện từ siêu cao tần (UHF) và siêu cao tần (EHF), có thể phá vỡ hình thái của vi rút.
Thể thực khuẩn MS2 (MS2) thường được sử dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau như đánh giá khử trùng, mô hình động học (dung dịch nước) và đặc tính sinh học của các phân tử virus [5, 6].Wu phát hiện ra rằng vi sóng ở 2450 MHz và 700 W gây ra sự kết tụ và co rút đáng kể của các phage thủy sinh MS2 sau 1 phút chiếu xạ trực tiếp [1].Sau khi nghiên cứu sâu hơn, một vết nứt trên bề mặt của thể thực khuẩn MS2 cũng được quan sát thấy [7].Kaczmarczyk [8] đã phơi nhiễm huyền phù của các mẫu vi-rút corona 229E (CoV-229E) với sóng milimet có tần số 95 GHz và mật độ năng lượng từ 70 đến 100 W/cm2 trong 0,1 giây.Các lỗ lớn có thể được tìm thấy trong lớp vỏ hình cầu thô ráp của vi rút, dẫn đến việc mất các chất bên trong.Tiếp xúc với sóng điện từ có thể phá hủy các dạng virus.Tuy nhiên, những thay đổi về đặc tính hình thái, chẳng hạn như hình dạng, đường kính và độ nhẵn bề mặt, sau khi tiếp xúc với vi rút bằng bức xạ điện từ vẫn chưa được biết.Do đó, điều quan trọng là phải phân tích mối quan hệ giữa các đặc điểm hình thái và rối loạn chức năng, có thể cung cấp các chỉ số có giá trị và thuận tiện để đánh giá sự bất hoạt của virus [1].
Cấu trúc virus thường bao gồm một axit nucleic bên trong (RNA hoặc DNA) và một capsid bên ngoài.Axit nucleic xác định đặc tính di truyền và sao chép của virus.Capsid là lớp ngoài cùng của các tiểu đơn vị protein được sắp xếp đều đặn, là giàn giáo cơ bản và thành phần kháng nguyên của các hạt virus, đồng thời bảo vệ axit nucleic.Hầu hết các loại virus có cấu trúc vỏ bao gồm lipid và glycoprotein.Ngoài ra, các protein vỏ xác định tính đặc hiệu của các thụ thể và đóng vai trò là kháng nguyên chính mà hệ thống miễn dịch của vật chủ có thể nhận ra.Cấu trúc hoàn chỉnh đảm bảo tính toàn vẹn và ổn định di truyền của virus.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sóng điện từ, đặc biệt là sóng điện từ UHF, có thể làm hỏng RNA của virus gây bệnh.Wu [1] tiếp xúc trực tiếp môi trường nước của virus MS2 với vi sóng 2450 MHz trong 2 phút và phân tích các gen mã hóa protein A, protein capsid, protein sao chép và protein phân cắt bằng điện di trên gel và phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược.RT-PCR).Những gen này bị phá hủy dần dần với mật độ năng lượng ngày càng tăng và thậm chí biến mất ở mật độ năng lượng cao nhất.Ví dụ, sự biểu hiện của gen protein A (934 bp) giảm đáng kể sau khi tiếp xúc với sóng điện từ có công suất 119 và 385 W và biến mất hoàn toàn khi mật độ năng lượng tăng lên 700 W. Những dữ liệu này chỉ ra rằng sóng điện từ có thể, tùy thuộc vào liều lượng, phá hủy cấu trúc của axit nucleic của vi rút.
Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng tác động của sóng điện từ đối với protein của virus gây bệnh chủ yếu dựa trên tác động nhiệt gián tiếp của chúng đối với các chất trung gian và tác động gián tiếp của chúng đối với quá trình tổng hợp protein do phá hủy axit nucleic [1, 3, 8, 9].Tuy nhiên, hiệu ứng nhiệt cũng có thể thay đổi tính phân cực hoặc cấu trúc của protein virus [1, 10, 11].Tác động trực tiếp của sóng điện từ lên các protein cấu trúc/phi cấu trúc cơ bản như protein capsid, protein vỏ hoặc protein gai của virus gây bệnh vẫn cần được nghiên cứu thêm.Gần đây, người ta đã đề xuất rằng 2 phút bức xạ điện từ ở tần số 2,45 GHz với công suất 700 W có thể tương tác với các phần khác nhau của điện tích protein thông qua sự hình thành các điểm nóng và điện trường dao động thông qua các hiệu ứng điện từ thuần túy [12].
Vỏ bọc của virus gây bệnh có liên quan chặt chẽ đến khả năng lây nhiễm hoặc gây bệnh.Một số nghiên cứu đã báo cáo rằng sóng điện từ UHF và vi sóng có thể phá hủy vỏ của vi rút gây bệnh.Như đã đề cập ở trên, các lỗ riêng biệt có thể được phát hiện trong vỏ virus của coronavirus 229E sau 0,1 giây tiếp xúc với sóng milimet 95 GHz ở mật độ năng lượng từ 70 đến 100 W/cm2 [8].Hiệu ứng truyền năng lượng cộng hưởng của sóng điện từ có thể gây ra đủ căng thẳng để phá hủy cấu trúc của lớp vỏ virus.Đối với virus có màng bao, sau khi màng bao bị vỡ khả năng lây nhiễm hoặc một số hoạt tính thường giảm hoặc mất hẳn [13, 14].Yang [13] đã cho vi-rút cúm H3N2 (H3N2) và vi-rút cúm H1N1 (H1N1) tiếp xúc với vi sóng ở tốc độ 8,35 GHz, 320 W/m² và 7 GHz, 308 W/m², tương ứng, trong 15 phút.Để so sánh tín hiệu RNA của virus gây bệnh tiếp xúc với sóng điện từ và mô hình phân mảnh được đông lạnh và rã đông ngay lập tức trong nitơ lỏng trong vài chu kỳ, RT-PCR đã được thực hiện.Kết quả cho thấy tín hiệu RNA của hai mô hình rất phù hợp.Những kết quả này chỉ ra rằng cấu trúc vật lý của virus bị phá vỡ và cấu trúc vỏ bọc bị phá hủy sau khi tiếp xúc với bức xạ vi sóng.
Hoạt động của virus có thể được đặc trưng bởi khả năng lây nhiễm, sao chép và phiên mã.Khả năng lây nhiễm hoặc hoạt động của vi-rút thường được đánh giá bằng cách đo hiệu giá vi-rút bằng cách sử dụng xét nghiệm mảng bám, liều gây nhiễm trung bình trong nuôi cấy mô (TCID50) hoặc hoạt động của gen báo cáo luciferase.Nhưng nó cũng có thể được đánh giá trực tiếp bằng cách phân lập vi rút sống hoặc bằng cách phân tích kháng nguyên vi rút, mật độ hạt vi rút, khả năng sống sót của vi rút, v.v.
Đã có báo cáo rằng sóng điện từ UHF, SHF và EHF có thể trực tiếp vô hiệu hóa các sol khí vi-rút hoặc vi-rút trong nước.Wu [1] tiếp xúc với sol khí thể thực khuẩn MS2 được tạo ra bởi máy xông khí dung trong phòng thí nghiệm với sóng điện từ có tần số 2450 MHz và công suất 700 W trong 1,7 phút, trong khi tỷ lệ sống sót của thể thực khuẩn MS2 chỉ là 8,66%.Tương tự như sol khí vi-rút MS2, 91,3% dung dịch nước MS2 bị bất hoạt trong vòng 1,5 phút sau khi tiếp xúc với cùng một liều lượng sóng điện từ.Ngoài ra, khả năng vô hiệu hóa vi-rút MS2 của bức xạ điện từ có mối tương quan thuận với mật độ năng lượng và thời gian tiếp xúc.Tuy nhiên, khi hiệu quả hủy kích hoạt đạt đến giá trị tối đa, hiệu quả hủy kích hoạt không thể được cải thiện bằng cách tăng thời gian phơi sáng hoặc tăng mật độ công suất.Ví dụ: vi-rút MS2 có tỷ lệ sống sót tối thiểu từ 2,65% đến 4,37% sau khi tiếp xúc với sóng điện từ 2450 MHz và 700 W và không tìm thấy thay đổi đáng kể nào khi thời gian tiếp xúc tăng lên.Siddharta [3] đã chiếu xạ huyền phù nuôi cấy tế bào có chứa vi rút viêm gan C (HCV)/vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người loại 1 (HIV-1) bằng sóng điện từ ở tần số 2450 MHz và công suất 360 W. Họ nhận thấy rằng hiệu giá vi rút giảm đáng kể sau 3 phút tiếp xúc, cho thấy rằng bức xạ sóng điện từ có hiệu quả chống lại sự lây nhiễm HCV và HIV-1 và giúp ngăn ngừa sự lây truyền của vi-rút ngay cả khi tiếp xúc cùng nhau.Khi chiếu xạ nuôi cấy tế bào HCV và huyền phù HIV-1 bằng sóng điện từ công suất thấp có tần số 2450 MHz, 90 W hoặc 180 W, không có thay đổi về hiệu giá vi rút, được xác định bởi hoạt động của trình báo cáo luciferase và sự thay đổi đáng kể về khả năng lây nhiễm của vi rút đã được quan sát.ở 600 và 800 W trong 1 phút, khả năng lây nhiễm của cả hai loại vi-rút không giảm đáng kể, điều này được cho là có liên quan đến sức mạnh của bức xạ sóng điện từ và thời gian tiếp xúc với nhiệt độ tới hạn.
Kaczmarczyk [8] lần đầu tiên chứng minh khả năng gây chết người của sóng điện từ EHF đối với vi rút gây bệnh trong nước vào năm 2021. Họ đã cho các mẫu vi rút corona 229E hoặc vi rút bại liệt (PV) tiếp xúc với sóng điện từ ở tần số 95 GHz và mật độ năng lượng từ 70 đến 100 W/cm2 trong 2 giây.Hiệu suất bất hoạt của hai loại virus gây bệnh lần lượt là 99,98% và 99,375%.điều này chỉ ra rằng sóng điện từ EHF có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực vô hiệu hóa virus.
Hiệu quả của UHF vô hiệu hóa virus cũng đã được đánh giá trong các phương tiện truyền thông khác nhau như sữa mẹ và một số vật liệu thường được sử dụng trong nhà.Các nhà nghiên cứu đã cho mặt nạ gây mê bị nhiễm adenovirus (ADV), virus bại liệt loại 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) và rhovovirus (RHV) với bức xạ điện từ ở tần số 2450 MHz và công suất 720 watt.Họ báo cáo rằng các xét nghiệm tìm kháng nguyên ADV và PV-1 trở nên âm tính, và các chuẩn độ HV-1, PIV-3 và RHV giảm xuống 0, cho thấy tất cả các loại vi-rút đã bị vô hiệu hóa hoàn toàn sau 4 phút tiếp xúc [15, 16].Elhafi [17] tiếp xúc trực tiếp các miếng gạc bị nhiễm vi rút viêm phế quản truyền nhiễm gia cầm (IBV), vi rút viêm phổi gia cầm (APV), vi rút bệnh Newcastle (NDV) và vi rút cúm gia cầm (AIV) với lò vi sóng 2450 MHz, 900 W.mất khả năng lây nhiễm của chúng.Trong số đó, APV và IBV cũng được phát hiện trong nuôi cấy các cơ quan khí quản thu được từ phôi gà thế hệ thứ 5.Mặc dù không phân lập được virus nhưng vẫn phát hiện được axit nucleic của virus bằng RT-PCR.Ben-Shoshan [18] tiếp xúc trực tiếp sóng điện từ 2450 MHz, 750 W với 15 mẫu sữa mẹ dương tính với cytomegalovirus (CMV) trong 30 giây.Phát hiện kháng nguyên bằng Shell-Vial cho thấy CMV bị vô hiệu hóa hoàn toàn.Tuy nhiên, ở 500 W, 2 trong số 15 mẫu không đạt được sự khử hoạt tính hoàn toàn, điều này cho thấy mối tương quan thuận giữa hiệu suất khử hoạt tính và sức mạnh của sóng điện từ.
Cũng cần lưu ý rằng Yang [13] đã dự đoán tần số cộng hưởng giữa sóng điện từ và virus dựa trên các mô hình vật lý đã được thiết lập.Một huyền phù của các hạt vi rút H3N2 với mật độ 7,5 × 1014 m-3, được tạo ra bởi các tế bào thận của chó Madin Darby nhạy cảm với vi rút (MDCK), được tiếp xúc trực tiếp với sóng điện từ ở tần số 8 GHz và công suất 820 W/m² trong 15 phút.Mức độ vô hiệu hóa virus H3N2 đạt 100%.Tuy nhiên, ở ngưỡng lý thuyết là 82 W/m2, chỉ có 38% vi-rút H3N2 bị bất hoạt, điều này cho thấy hiệu quả của quá trình bất hoạt vi-rút qua trung gian EM có liên quan chặt chẽ với mật độ năng lượng.Dựa trên nghiên cứu này, Barbora [14] đã tính toán dải tần số cộng hưởng (8,5–20 GHz) giữa sóng điện từ và SARS-CoV-2 và kết luận rằng 7,5 × 1014 m-3 của SARS-CoV-2 tiếp xúc với sóng điện từ A wave với tần số 10-17 GHz và mật độ năng lượng 14,5 ± 1 W/m2 trong khoảng 15 phút sẽ dẫn đến tắt 100%.Một nghiên cứu gần đây của Wang [19] cho thấy tần số cộng hưởng của SARS-CoV-2 là 4 và 7,5 GHz, xác nhận sự tồn tại của tần số cộng hưởng độc lập với hiệu giá vi rút.
Tóm lại, chúng ta có thể nói rằng sóng điện từ có thể ảnh hưởng đến bình xịt và huyền phù, cũng như hoạt động của vi rút trên bề mặt.Người ta phát hiện ra rằng hiệu quả của việc vô hiệu hóa có liên quan chặt chẽ với tần số và sức mạnh của sóng điện từ và môi trường được sử dụng cho sự phát triển của vi rút.Ngoài ra, tần số điện từ dựa trên cộng hưởng vật lý rất quan trọng đối với việc vô hiệu hóa virus [2, 13].Cho đến nay, ảnh hưởng của sóng điện từ đến hoạt động của virus gây bệnh chủ yếu tập trung vào việc thay đổi khả năng lây nhiễm.Do cơ chế phức tạp, một số nghiên cứu đã báo cáo tác động của sóng điện từ đối với sự sao chép và phiên mã của virus gây bệnh.
Các cơ chế mà sóng điện từ làm bất hoạt vi-rút có liên quan chặt chẽ với loại vi-rút, tần số và sức mạnh của sóng điện từ cũng như môi trường phát triển của vi-rút, nhưng phần lớn vẫn chưa được khám phá.Nghiên cứu gần đây đã tập trung vào các cơ chế truyền năng lượng cộng hưởng nhiệt, nhiệt và cấu trúc.
Hiệu ứng nhiệt được hiểu là sự gia tăng nhiệt độ gây ra bởi sự quay với tốc độ cao, sự va chạm và ma sát của các phân tử phân cực trong các mô dưới tác động của sóng điện từ.Do tính chất này, sóng điện từ có thể làm tăng nhiệt độ của virus lên trên ngưỡng chịu đựng sinh lý, gây chết virus.Tuy nhiên, virus chứa ít phân tử phân cực, điều này cho thấy rằng các tác động nhiệt trực tiếp lên virus là rất hiếm [1].Ngược lại, có nhiều phân tử phân cực hơn trong môi trường và môi trường, chẳng hạn như các phân tử nước, chuyển động theo điện trường xoay chiều được kích thích bởi sóng điện từ, tạo ra nhiệt thông qua ma sát.Sau đó, nhiệt được truyền đến vi-rút để tăng nhiệt độ của nó.Khi vượt quá ngưỡng chịu đựng, axit nucleic và protein bị phá hủy, điều này cuối cùng làm giảm khả năng lây nhiễm và thậm chí làm bất hoạt vi rút.
Một số nhóm đã báo cáo rằng sóng điện từ có thể làm giảm khả năng lây nhiễm của vi-rút thông qua tiếp xúc với nhiệt [1, 3, 8].Kaczmarczyk [8] đã phơi nhiễm huyền phù của coronavirus 229E với sóng điện từ ở tần số 95 GHz với mật độ năng lượng từ 70 đến 100 W/cm² trong 0,2-0,7 giây.Kết quả cho thấy nhiệt độ tăng 100°C trong quá trình này đã góp phần phá hủy hình thái của vi rút và làm giảm hoạt động của vi rút.Những hiệu ứng nhiệt này có thể được giải thích bằng tác động của sóng điện từ lên các phân tử nước xung quanh.Siddharta [3] đã chiếu xạ huyền phù nuôi cấy tế bào chứa HCV thuộc các kiểu gen khác nhau, bao gồm GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a và GT7a, bằng sóng điện từ ở tần số 2450 MHz và công suất 90 W và 180 W, 360 W, 600 W và 800 Thứ ba Với sự gia tăng nhiệt độ của môi trường nuôi cấy tế bào từ 26°C đến 92°C, bức xạ điện từ làm giảm khả năng lây nhiễm của vi-rút hoặc vô hiệu hóa hoàn toàn vi-rút.Nhưng HCV tiếp xúc với sóng điện từ trong thời gian ngắn ở công suất thấp (90 hoặc 180 W, 3 phút) hoặc công suất cao hơn (600 hoặc 800 W, 1 phút), trong khi không có sự gia tăng đáng kể về nhiệt độ và thay đổi đáng kể về nhiệt độ. virus đã không được quan sát lây nhiễm hoặc hoạt động.
Kết quả trên cho thấy hiệu ứng nhiệt của sóng điện từ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến khả năng lây nhiễm hoặc hoạt động của virus gây bệnh.Ngoài ra, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu ứng nhiệt của bức xạ điện từ làm bất hoạt virus gây bệnh hiệu quả hơn so với UV-C và sưởi ấm thông thường [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Ngoài tác dụng nhiệt, sóng điện từ còn có thể làm thay đổi tính phân cực của các phân tử như protein và axit nucleic của vi sinh vật, khiến các phân tử quay và dao động, dẫn đến giảm khả năng sống sót hoặc thậm chí tử vong [10].Người ta tin rằng sự chuyển đổi nhanh chóng các cực của sóng điện từ gây ra sự phân cực protein, dẫn đến sự xoắn và độ cong của cấu trúc protein và cuối cùng là sự biến tính protein [11].
Tác dụng phi nhiệt của sóng điện từ đối với sự bất hoạt của virus vẫn còn gây tranh cãi, nhưng hầu hết các nghiên cứu đều cho kết quả khả quan [1, 25].Như chúng tôi đã đề cập ở trên, sóng điện từ có thể trực tiếp xuyên qua lớp vỏ protein của vi rút MS2 và phá hủy axit nucleic của vi rút.Ngoài ra, sol khí vi-rút MS2 nhạy cảm hơn nhiều với sóng điện từ so với MS2 dạng nước.Do các phân tử ít phân cực hơn, chẳng hạn như các phân tử nước, trong môi trường xung quanh sol khí của vi rút MS2, hiệu ứng nhiệt có thể đóng vai trò chính trong việc vô hiệu hóa vi rút qua trung gian sóng điện từ [1].
Hiện tượng cộng hưởng đề cập đến xu hướng của một hệ thống vật lý hấp thụ nhiều năng lượng hơn từ môi trường ở tần số và bước sóng tự nhiên của nó.Hiện tượng cộng hưởng xảy ra ở nhiều nơi trong tự nhiên.Được biết, virus cộng hưởng với vi sóng có cùng tần số ở chế độ lưỡng cực âm giới hạn, một hiện tượng cộng hưởng [2, 13, 26].Các phương thức tương tác cộng hưởng giữa sóng điện từ và vi-rút đang ngày càng thu hút nhiều sự chú ý.Ảnh hưởng của việc truyền năng lượng cộng hưởng cấu trúc hiệu quả (SRET) từ sóng điện từ sang dao động âm khép kín (CAV) ở vi-rút có thể dẫn đến vỡ màng vi-rút do các rung động lõi-capsid đối lập.Ngoài ra, hiệu quả tổng thể của SRET có liên quan đến bản chất của môi trường, trong đó kích thước và độ pH của hạt virus xác định tần số cộng hưởng và sự hấp thụ năng lượng tương ứng [2, 13, 19].
Hiệu ứng cộng hưởng vật lý của sóng điện từ đóng một vai trò quan trọng trong việc vô hiệu hóa các vi-rút có vỏ bọc, được bao quanh bởi một màng hai lớp được nhúng trong các protein của vi-rút.Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc vô hiệu hóa H3N2 bằng sóng điện từ có tần số 6 GHz và mật độ năng lượng 486 W/m² chủ yếu là do sự vỡ vật lý của lớp vỏ do hiệu ứng cộng hưởng [13].Nhiệt độ của huyền phù H3N2 chỉ tăng 7°C sau 15 phút tiếp xúc, tuy nhiên, để vô hiệu hóa vi rút H3N2 ở người bằng cách đun nóng nhiệt, nhiệt độ trên 55°C là cần thiết [9].Các hiện tượng tương tự đã được quan sát thấy đối với các loại vi rút như SARS-CoV-2 và H3N1 [13, 14].Ngoài ra, việc vô hiệu hóa vi rút bằng sóng điện từ không dẫn đến sự suy giảm bộ gen RNA của vi rút [1,13,14].Do đó, việc vô hiệu hóa vi rút H3N2 được thúc đẩy bằng cộng hưởng vật lý hơn là tiếp xúc với nhiệt [13].
So với hiệu ứng nhiệt của sóng điện từ, việc vô hiệu hóa virus bằng cộng hưởng vật lý đòi hỏi các thông số liều thấp hơn, dưới tiêu chuẩn an toàn vi sóng do Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) thiết lập [2, 13].Tần số cộng hưởng và liều lượng năng lượng phụ thuộc vào các đặc tính vật lý của vi-rút, chẳng hạn như kích thước hạt và độ đàn hồi, đồng thời tất cả vi-rút trong tần số cộng hưởng đều có thể được nhắm mục tiêu vô hiệu hóa một cách hiệu quả.Do tốc độ thâm nhập cao, không có bức xạ ion hóa và độ an toàn tốt, quá trình khử hoạt tính của vi rút qua trung gian hiệu ứng nhiệt của CPET hứa hẹn sẽ điều trị các bệnh ác tính ở người do vi rút gây bệnh gây ra [14, 26].
Dựa trên việc thực hiện vô hiệu hóa virus trong pha lỏng và trên bề mặt của các phương tiện khác nhau, sóng điện từ có thể xử lý hiệu quả các sol khí của virus [1, 26], đây là một bước đột phá và có tầm quan trọng lớn trong việc kiểm soát sự lây truyền của virus. vi-rút và ngăn chặn sự lây truyền vi-rút trong xã hội.bệnh dịch.Hơn nữa, việc khám phá ra các đặc tính cộng hưởng vật lý của sóng điện từ có tầm quan trọng rất lớn trong lĩnh vực này.Miễn là biết được tần số cộng hưởng của một loại virion và sóng điện từ cụ thể, tất cả các loại virus trong dải tần số cộng hưởng của vết thương đều có thể được nhắm mục tiêu, điều này không thể đạt được bằng các phương pháp khử hoạt tính của virus truyền thống [13,14,26].Vô hiệu hóa virus bằng điện từ là một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn, có giá trị và tiềm năng nghiên cứu, ứng dụng rất lớn.
So với công nghệ diệt virus truyền thống, sóng điện từ có các đặc tính bảo vệ môi trường đơn giản, hiệu quả, thiết thực khi tiêu diệt virus do các đặc tính vật lý độc đáo của nó [2, 13].Tuy nhiên, nhiều vấn đề vẫn còn.Đầu tiên, kiến ​​thức hiện đại chỉ giới hạn ở các tính chất vật lý của sóng điện từ và cơ chế sử dụng năng lượng trong quá trình phát xạ sóng điện từ chưa được tiết lộ [10, 27].Sóng vi ba, bao gồm cả sóng milimet, đã được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu quá trình khử hoạt tính của vi rút và cơ chế của nó, tuy nhiên, các nghiên cứu về sóng điện từ ở các tần số khác, đặc biệt là ở các tần số từ 100 kHz đến 300 MHz và từ 300 GHz đến 10 THz, chưa được báo cáo.Thứ hai, cơ chế tiêu diệt virus gây bệnh bằng sóng điện từ chưa được làm sáng tỏ, mới chỉ nghiên cứu virus hình cầu và hình que [2].Ngoài ra, các hạt vi rút nhỏ, không có tế bào, dễ biến đổi và lây lan nhanh chóng, có thể ngăn chặn quá trình khử hoạt tính của vi rút.Công nghệ sóng điện từ vẫn cần được cải tiến để vượt qua rào cản bất hoạt virus gây bệnh.Cuối cùng, sự hấp thụ cao năng lượng bức xạ bởi các phân tử phân cực trong môi trường, chẳng hạn như các phân tử nước, dẫn đến tổn thất năng lượng.Ngoài ra, hiệu quả của SRET có thể bị ảnh hưởng bởi một số cơ chế chưa được xác định ở virus [28].Hiệu ứng SRET cũng có thể sửa đổi virus để thích nghi với môi trường của nó, dẫn đến khả năng chống lại sóng điện từ [29].
Trong tương lai, công nghệ vô hiệu hóa virus bằng sóng điện từ cần được cải tiến hơn nữa.Nghiên cứu khoa học cơ bản nên nhằm mục đích làm sáng tỏ cơ chế vô hiệu hóa virus bằng sóng điện từ.Ví dụ, cơ chế sử dụng năng lượng của vi-rút khi tiếp xúc với sóng điện từ, cơ chế chi tiết của hành động phi nhiệt tiêu diệt vi-rút gây bệnh và cơ chế tác động SRET giữa sóng điện từ và các loại vi-rút cần được làm sáng tỏ một cách có hệ thống.Nghiên cứu ứng dụng nên tập trung vào cách ngăn chặn sự hấp thụ quá mức năng lượng bức xạ của các phân tử phân cực, nghiên cứu tác động của sóng điện từ có tần số khác nhau đối với các loại vi rút gây bệnh khác nhau và nghiên cứu tác dụng phi nhiệt của sóng điện từ trong việc tiêu diệt vi rút gây bệnh.
Sóng điện từ đã trở thành một phương pháp đầy hứa hẹn để vô hiệu hóa virus gây bệnh.Công nghệ sóng điện từ có ưu điểm là ô nhiễm thấp, chi phí thấp và hiệu quả bất hoạt vi rút gây bệnh cao, có thể khắc phục những hạn chế của công nghệ chống vi rút truyền thống.Tuy nhiên, cần nghiên cứu thêm để xác định các thông số của công nghệ sóng điện từ và làm sáng tỏ cơ chế vô hiệu hóa virus.
Một liều bức xạ sóng điện từ nhất định có thể phá hủy cấu trúc và hoạt động của nhiều loại virus gây bệnh.Hiệu quả của việc vô hiệu hóa vi-rút có liên quan chặt chẽ đến tần suất, mật độ năng lượng và thời gian tiếp xúc.Ngoài ra, các cơ chế tiềm năng bao gồm các hiệu ứng cộng hưởng nhiệt, nhiệt và cấu trúc của quá trình truyền năng lượng.So với các công nghệ chống vi-rút truyền thống, việc vô hiệu hóa vi-rút dựa trên sóng điện từ có ưu điểm là đơn giản, hiệu quả cao và ô nhiễm thấp.Do đó, vô hiệu hóa vi rút qua trung gian sóng điện từ đã trở thành một kỹ thuật chống vi rút đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong tương lai.
U Dư.Ảnh hưởng của bức xạ vi sóng và plasma lạnh đối với hoạt động của sol khí sinh học và các cơ chế liên quan.Đại học Bắc Kinh.Năm 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al.Sự kết hợp lưỡng cực cộng hưởng của vi sóng và dao động âm thanh hạn chế trong baculoviruses.Báo cáo khoa học 2017;7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al.Vô hiệu hóa HCV và HIV bằng vi sóng: một cách tiếp cận mới để ngăn chặn sự lây truyền của vi-rút ở những người tiêm chích ma túy.Báo cáo khoa học 2016;6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL.Điều tra và quan sát thực nghiệm về sự nhiễm bẩn tài liệu bệnh viện do khử trùng bằng lò vi sóng [J] Tạp chí Y học Trung Quốc.1987;4:221-2.
Sun Wei Nghiên cứu sơ bộ về cơ chế khử hoạt tính và hiệu quả của natri dichloroisocyanate chống lại vi khuẩn MS2.Đại học Tứ Xuyên.2007.
Yang Li Nghiên cứu sơ bộ về tác dụng khử hoạt tính và cơ chế hoạt động của o-phthalaldehyde đối với vi khuẩn MS2.Đại học Tứ Xuyên.2007.
Ngô Diệp, cô Yao.Vô hiệu hóa vi-rút trong không khí tại chỗ bằng bức xạ vi sóng.Bản tin Khoa học Trung Quốc.2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al.Vi-rút corona và vi-rút bại liệt rất nhạy cảm với các xung ngắn của bức xạ cyclotron dải W.Thư về hóa học môi trường.2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al.Bất hoạt vi-rút cúm để nghiên cứu tính kháng nguyên và xét nghiệm kháng thuốc đối với các chất ức chế neuraminidase kiểu hình.Tạp chí Vi sinh lâm sàng.2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al.Tổng quan về tiệt trùng bằng lò vi sóng.Khoa học vi chất dinh dưỡng Quảng Đông.2013;20(6):67-70.
Lý Kế Chi.Tác dụng sinh học phi nhiệt của lò vi sóng đối với vi sinh vật trong thực phẩm và công nghệ khử trùng bằng vi sóng [Đại học các quốc gia Tây Nam JJ (Ấn bản khoa học tự nhiên).2006;6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Sự biến tính protein tăng đột biến của SARS-CoV-2 khi chiếu xạ vi sóng nhiệt.Báo cáo khoa học 2021;11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al.Truyền năng lượng cộng hưởng cấu trúc hiệu quả từ vi sóng sang dao động âm thanh hạn chế ở virus.Báo cáo khoa học 2015;5:18030.
Barbora A, Minnes R. Liệu pháp kháng vi-rút nhắm mục tiêu sử dụng liệu pháp bức xạ không ion hóa cho SARS-CoV-2 và chuẩn bị cho đại dịch vi-rút: phương pháp, phương pháp và ghi chú thực hành cho ứng dụng lâm sàng.XIN MỘT.2021;16(5):e0251780.
Dương Huệ Minh.Khử trùng bằng lò vi sóng và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.Tạp chí Y học Trung Quốc.1993;(04):246-51.
Trang WJ, Martin WG Sự sống sót của vi khuẩn trong lò vi sóng.Bạn có thể vi sinh vật J.1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Xử lý bằng lò vi sóng hoặc nồi hấp phá hủy khả năng lây nhiễm của vi rút viêm phế quản truyền nhiễm và vi rút viêm phổi gia cầm, nhưng cho phép phát hiện chúng bằng phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược.bệnh gia cầm.2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Loại bỏ vi rút cytomegalovirus khỏi sữa mẹ: một nghiên cứu thí điểm.thuốc cho con bú.2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, et al.Sự hấp thụ cộng hưởng vi sóng của virus SARS-CoV-2.Báo cáo khoa học 2022;12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, v.v. UV-C (254 nm) liều gây chết người của SARS-CoV-2.Chẩn đoán ánh sáng Photodyne Ther.2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, v.v. Vô hiệu hóa nhanh chóng và hoàn toàn SARS-CoV-2 bằng UV-C.Báo cáo Khoa học 2020;10(1):22421.