Effeithiau tonnau electromagnetig ar firysau pathogenig a mecanweithiau cysylltiedig: Adolygiad yn y Journal of Virology

Mae heintiau firaol pathogenig wedi dod yn broblem iechyd cyhoeddus o bwys ledled y byd. Gall firysau heintio'r holl organebau cellog ac achosi graddau amrywiol o anaf a difrod, gan arwain at afiechyd a hyd yn oed marwolaeth. Gyda mynychder firysau pathogenig iawn fel syndrom anadlol acíwt difrifol coronafirws 2 (SARS-COV-2), mae angen datblygu dulliau effeithiol a diogel ar frys i anactifadu firysau pathogenig. Mae dulliau traddodiadol ar gyfer anactifadu firysau pathogenig yn ymarferol ond mae ganddynt rai cyfyngiadau. Gyda nodweddion pŵer treiddgar uchel, cyseiniant corfforol a dim llygredd, mae tonnau electromagnetig wedi dod yn strategaeth bosibl ar gyfer anactifadu firysau pathogenig ac yn denu sylw cynyddol. Mae'r erthygl hon yn darparu trosolwg o gyhoeddiadau diweddar ar effaith tonnau electromagnetig ar firysau pathogenig a'u mecanweithiau, yn ogystal â'r rhagolygon ar gyfer defnyddio tonnau electromagnetig ar gyfer anactifadu firysau pathogenig, yn ogystal â syniadau a dulliau newydd ar gyfer anactifadu o'r fath.
Mae llawer o firysau yn lledaenu'n gyflym, yn parhau am amser hir, yn bathogenig iawn a gallant achosi epidemigau byd -eang a risgiau iechyd difrifol. Mae atal, canfod, profi, dileu a thrin yn gamau allweddol i atal y firws rhag lledaenu. Mae dileu firysau pathogenig yn gyflym ac yn effeithlon yn cynnwys dileu proffylactig, amddiffynnol a ffynhonnell. Mae anactifadu firysau pathogenig trwy ddinistr ffisiolegol i leihau eu heintusrwydd, eu pathogenigrwydd a'u gallu atgenhedlu yn ddull effeithiol o'u dileu. Gall dulliau traddodiadol, gan gynnwys tymheredd uchel, cemegolion ac ymbelydredd ïoneiddio, anactifadu firysau pathogenig yn effeithiol. Fodd bynnag, mae gan y dulliau hyn rai cyfyngiadau o hyd. Felly, mae angen datblygu strategaethau arloesol o hyd ar gyfer anactifadu firysau pathogenig.
Mae gan allyriad tonnau electromagnetig fanteision pŵer treiddgar uchel, gwres cyflym ac unffurf, cyseiniant gyda micro -organebau a rhyddhau plasma, a disgwylir iddo ddod yn ddull ymarferol ar gyfer firysau pathogenig anactif [1,2,3]. Dangoswyd gallu tonnau electromagnetig i anactifadu firysau pathogenig yn y ganrif ddiwethaf [4]. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r defnydd o donnau electromagnetig ar gyfer anactifadu firysau pathogenig wedi denu sylw cynyddol. Mae'r erthygl hon yn trafod effaith tonnau electromagnetig ar firysau pathogenig a'u mecanweithiau, a all fod yn ganllaw defnyddiol ar gyfer ymchwil sylfaenol a chymhwysol.
Gall nodweddion morffolegol firysau adlewyrchu swyddogaethau fel goroesi a heintusrwydd. Dangoswyd y gall tonnau electromagnetig, yn enwedig tonnau electromagnetig amledd uchel iawn (UHF) ac amledd uchel uchel (EHF), amharu ar forffoleg firysau.
Defnyddir bacteriophage MS2 (MS2) yn aml mewn amrywiol feysydd ymchwil megis gwerthuso diheintio, modelu cinetig (dyfrllyd), a nodweddu biolegol moleciwlau firaol [5, 6]. Canfu Wu fod microdonnau ar 2450 MHz a 700 W wedi achosi agregu a chrebachu sylweddol o namau dyfrol MS2 ar ôl 1 munud o arbelydru uniongyrchol [1]. Ar ôl ymchwilio ymhellach, gwelwyd toriad yn wyneb y phage MS2 hefyd [7]. Kaczmarczyk [8] ataliadau agored o samplau o goronafirws 229E (COV-229E) i donnau milimedr gydag amledd o 95 GHz a dwysedd pŵer o 70 i 100 w/cm2 am 0.1 s. Gellir dod o hyd i dyllau mawr yng nghragen sfferig garw'r firws, sy'n arwain at golli ei gynnwys. Gall dod i gysylltiad â thonnau electromagnetig fod yn ddinistriol i ffurfiau firaol. Fodd bynnag, nid yw newidiadau mewn priodweddau morffolegol, megis siâp, diamedr a llyfnder arwyneb, ar ôl dod i gysylltiad â'r firws ag ymbelydredd electromagnetig yn hysbys. Felly, mae'n bwysig dadansoddi'r berthynas rhwng nodweddion morffolegol ac anhwylderau swyddogaethol, a all ddarparu dangosyddion gwerthfawr a chyfleus ar gyfer asesu anactifadu firws [1].
Mae'r strwythur firaol fel arfer yn cynnwys asid niwclëig mewnol (RNA neu DNA) a capsid allanol. Mae asidau niwclëig yn pennu priodweddau genetig a dyblygu firysau. Y capsid yw'r haen allanol o is -unedau protein wedi'u trefnu'n rheolaidd, sgaffaldiau sylfaenol ac gydran antigenig gronynnau firaol, ac mae hefyd yn amddiffyn asidau niwcleig. Mae gan y mwyafrif o firysau strwythur amlen sy'n cynnwys lipidau a glycoproteinau. Yn ogystal, mae proteinau amlen yn pennu penodoldeb y derbynyddion ac yn gweithredu fel y prif antigenau y gall system imiwnedd y gwesteiwr eu hadnabod. Mae'r strwythur cyflawn yn sicrhau cywirdeb a sefydlogrwydd genetig y firws.
Mae ymchwil wedi dangos y gall tonnau electromagnetig, yn enwedig tonnau electromagnetig UHF, niweidio RNA firysau sy'n achosi afiechydon. Datgelodd Wu [1] amgylchedd dyfrllyd y firws MS2 yn uniongyrchol i ficrodonnau 2450 MHz am 2 funud a dadansoddi'r genynnau sy'n amgodio protein A, protein capsid, protein replicase, a phrotein hollt trwy electrofforesis gel ac adwaith cadwyn polymeras trawsgrifio gwrthdroi. RT-PCR). Dinistriwyd y genynnau hyn yn raddol gyda dwysedd pŵer cynyddol a diflannodd hyd yn oed ar y dwysedd pŵer uchaf. Er enghraifft, gostyngodd mynegiant y genyn protein A (934 bp) yn sylweddol ar ôl dod i gysylltiad â thonnau electromagnetig gyda phŵer o 119 a 385 W a diflannu'n llwyr pan gynyddwyd y dwysedd pŵer i 700 W. Mae'r data hyn yn dangos y gall tonnau electromagnetig, Yn dibynnu ar y dos, dinistriwch strwythur asidau niwclëig firysau.
Mae astudiaethau diweddar wedi dangos bod effaith tonnau electromagnetig ar broteinau firaol pathogenig yn seiliedig yn bennaf ar eu heffaith thermol anuniongyrchol ar gyfryngwyr a'u heffaith anuniongyrchol ar synthesis protein oherwydd dinistrio asidau niwclëig [1, 3, 8, 9]. Fodd bynnag, gall effeithiau athermig hefyd newid polaredd neu strwythur proteinau firaol [1, 10, 11]. Mae angen astudio pellach ar effaith uniongyrchol tonnau electromagnetig ar broteinau strwythurol/an-strwythurol sylfaenol fel proteinau capsid, proteinau amlen neu broteinau pigyn firysau pathogenig. Awgrymwyd yn ddiweddar y gall 2 funud o ymbelydredd electromagnetig ar amledd o 2.45 GHz gyda phŵer o 700 W ryngweithio â ffracsiynau gwahanol o wefrau protein trwy ffurfio mannau poeth a chaeau trydan oscillaidd trwy effeithiau electromagnetig yn unig [12].
Mae cysylltiad agos rhwng amlen firws pathogenig â'i allu i heintio neu achosi afiechyd. Mae sawl astudiaeth wedi nodi y gall UHF a thonnau electromagnetig microdon ddinistrio cregyn firysau sy'n achosi afiechydon. Fel y soniwyd uchod, gellir canfod tyllau penodol yn amlen firaol coronafirws 229E ar ôl dod i gysylltiad 0.1 eiliad i'r don filimedr 95 GHz ar ddwysedd pŵer o 70 i 100 w/cm2 [8]. Gall effaith trosglwyddo egni soniarus tonnau electromagnetig achosi digon o straen i ddinistrio strwythur yr amlen firws. Ar gyfer firysau wedi'u gorchuddio, ar ôl torri'r amlen, mae heintusrwydd neu rywfaint o weithgaredd fel arfer yn lleihau neu'n cael ei golli yn llwyr [13, 14]. Datgelodd Yang [13] y firws ffliw H3N2 (H3N2) a firws ffliw H1N1 (H1N1) i ficrodonnau ar 8.35 GHz, 320 w/m² a 7 GHz, 308 w/m², yn y drefn honno, am 15 munud. Er mwyn cymharu'r signalau RNA o firysau pathogenig sy'n agored i donnau electromagnetig a model tameidiog wedi'i rewi a'i ddadmer ar unwaith mewn nitrogen hylifol ar gyfer sawl cylch, perfformiwyd RT-PCR. Dangosodd y canlyniadau fod signalau RNA y ddau fodel yn gyson iawn. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod tarfu ar strwythur corfforol y firws a bod strwythur yr amlen yn cael ei ddinistrio ar ôl dod i gysylltiad ag ymbelydredd microdon.
Gall gweithgaredd firws gael ei nodweddu gan ei allu i heintio, dyblygu a thrawsgrifio. Mae heintusrwydd neu weithgaredd firaol fel arfer yn cael ei asesu trwy fesur titers firaol gan ddefnyddio profion plac, dos canolrif diwylliant meinwe (TCID50), neu weithgaredd genynnau gohebydd luciferase. Ond gellir ei asesu hefyd yn uniongyrchol trwy ynysu firws byw neu drwy ddadansoddi antigen firaol, dwysedd gronynnau firaol, goroesiad firws, ac ati.
Adroddwyd y gall tonnau electromagnetig UHF, SHF ac EHF anactifadu erosolau firaol yn uniongyrchol neu firysau a gludir gan ddŵr. Wu [1] Aerosol bacteriophage MS2 agored a gynhyrchwyd gan nebulizer labordy i donnau electromagnetig gydag amledd o 2450 MHz a phwer o 700 W am 1.7 munud, tra mai dim ond 8.66%oedd cyfradd goroesi bacteriophage MS2. Yn debyg i aerosol firaol MS2, anactifadwyd 91.3% o MS2 dyfrllyd o fewn 1.5 munud ar ôl dod i gysylltiad â'r un dos o donnau electromagnetig. Yn ogystal, roedd cydberthynas gadarnhaol rhwng gallu ymbelydredd electromagnetig i anactifadu'r firws MS2 â dwysedd pŵer ac amser amlygiad. Fodd bynnag, pan fydd yr effeithlonrwydd dadactifadu yn cyrraedd ei werth uchaf, ni ellir gwella'r effeithlonrwydd dadactifadu trwy gynyddu'r amser amlygiad neu gynyddu'r dwysedd pŵer. Er enghraifft, roedd gan y firws MS2 gyfradd oroesi leiaf o 2.65% i 4.37% ar ôl dod i gysylltiad â 2450 MHz a 700 W tonnau electromagnetig, ac ni ddarganfuwyd unrhyw newidiadau sylweddol gydag amser amlygiad cynyddol. Siddharta [3] Arbelydru ataliad diwylliant celloedd sy'n cynnwys firws hepatitis C (HCV)/firws diffyg imiwnedd dynol Math 1 (HIV-1) gyda thonnau electromagnetig ar amledd o 2450 MHz a phwer o 360 W. Fe wnaethant ddarganfod bod titers firws yn gostwng yn sylweddol Ar ôl 3 munud o amlygiad, gan nodi bod ymbelydredd tonnau electromagnetig yn effeithiol yn erbyn HCV a Heintusrwydd HIV-1 ac yn helpu i atal trosglwyddo'r firws hyd yn oed pan fydd yn agored gyda'i gilydd. Wrth arbelydru diwylliannau celloedd HCV ac ataliadau HIV-1 gyda thonnau electromagnetig pŵer isel gydag amledd o 2450 MHz, 90 W neu 180 W, dim newid yn y titer firws, a bennir gan y gweithgaredd gohebydd luciferase, a newid sylweddol mewn heintusrwydd firaol arsylwyd. Yn 600 ac 800 W am 1 munud, ni ostyngodd heintusrwydd y ddau firws yn sylweddol, y credir ei fod yn gysylltiedig â phŵer ymbelydredd tonnau electromagnetig ac amser yr amlygiad i dymheredd critigol.
Yn gyntaf, dangosodd Kaczmarczyk [8] farwolaethau tonnau electromagnetig EHF yn erbyn firysau pathogenig a gludir gan ddŵr yn 2021. Fe wnaethant ddatgelu samplau o goronafirws 229E neu poliovirws (PV) i donnau electromagnetig ar amledd o 95 ghz a dseritity a 70 Ghz a phwer am 2 eiliad. Effeithlonrwydd anactifadu'r ddau firws pathogenig oedd 99.98% a 99.375%, yn y drefn honno. sy'n dangos bod gan donnau electromagnetig EHF ragolygon cymwysiadau eang ym maes anactifadu firws.
Mae effeithiolrwydd anactifadu firysau UHF hefyd wedi'i werthuso mewn amryw gyfryngau megis llaeth y fron a rhai deunyddiau a ddefnyddir yn gyffredin yn y cartref. Roedd yr ymchwilwyr yn agored i fasgiau anesthesia wedi'u halogi ag adenofirws (ADV), poliovirws math 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) a rhinoofirws (rhV) i ymbelydredd electromagnetig ar amledd 2450 MHz a phwer o 720 wat. Fe wnaethant adrodd bod profion ar gyfer antigenau ADV a PV-1 wedi dod yn negyddol, a gostyngodd titers HV-1, PIV-3, a RhV i sero, gan nodi anactifad llwyr yr holl firysau ar ôl 4 munud o amlygiad [15, 16]. Datgelodd Elhafi [17] swabiau yn uniongyrchol wedi'u heintio â firws broncitis heintus adar (IBV), niwmofirws adar (APV), firws clefyd Newcastle (NDV), a firws ffliw adar (AIV) i gopa 2450 MHz, 900 W microdon. colli eu heintusrwydd. Yn eu plith, canfuwyd APV ac IBV hefyd mewn diwylliannau o organau tracheal a gafwyd o embryonau cyw y 5ed genhedlaeth. Er na ellid ynysu'r firws, roedd RT-PCR yn canfod yr asid niwclëig firaol o hyd. Datgelodd Ben-Shoshan [18] 2450 MHz yn uniongyrchol, 750 W tonnau electromagnetig i 15 sampl llaeth y fron positif cytomegalofirws (CMV) am 30 eiliad. Dangosodd canfod antigen gan gragen-fial anactifadu CMV yn llwyr. Fodd bynnag, ar 500 W, ni chyflawnodd 2 allan o 15 sampl anactifad llwyr, sy'n dangos cydberthynas gadarnhaol rhwng yr effeithlonrwydd anactifadu a phwer tonnau electromagnetig.
Mae'n werth nodi hefyd bod Yang [13] wedi rhagweld yr amledd soniarus rhwng tonnau electromagnetig a firysau yn seiliedig ar fodelau corfforol sefydledig. Roedd ataliad o ronynnau firws H3N2 â dwysedd o 7.5 × 1014 m-3, a gynhyrchwyd gan gelloedd arennau cŵn Madin Darby sy'n sensitif i firws (MDCK), yn agored i donnau electromagnetig ar amledd o 8 GHz a phwer o 820 W/m² am 15 munud. Mae lefel anactifadu'r firws H3N2 yn cyrraedd 100%. Fodd bynnag, ar drothwy damcaniaethol o 82 w/m2, dim ond 38% o'r firws H3N2 a anactifadwyd, gan awgrymu bod effeithlonrwydd anactifadu firws wedi'i gyfryngu gan EM yn gysylltiedig yn agos â dwysedd pŵer. Yn seiliedig ar yr astudiaeth hon, cyfrifodd Barbora [14] yr ystod amledd soniarus (8.5-20 GHz) rhwng tonnau electromagnetig a SARS-COV-2 a daeth i'r casgliad bod 7.5 × 1014 m-3 o SARS-COV- 2 yn agored i donnau electromagnetig tonnau tonnau tonnau electromagnetig gydag amledd o 10-17 GHz a dwysedd pŵer o 14.5 ± 1 w/m2 am oddeutu 15 munud yn arwain at ddadactifadu 100%. Dangosodd astudiaeth ddiweddar gan Wang [19] mai amleddau soniarus SARS-COV-2 yw 4 a 7.5 GHz, gan gadarnhau bodolaeth amleddau soniarus yn annibynnol ar diter firws.
I gloi, gallwn ddweud y gall tonnau electromagnetig effeithio ar erosolau ac ataliadau, yn ogystal â gweithgaredd firysau ar arwynebau. Canfuwyd bod cysylltiad agos rhwng effeithiolrwydd anactifadu ag amlder a phwer tonnau electromagnetig a'r cyfrwng a ddefnyddir ar gyfer twf y firws. Yn ogystal, mae amleddau electromagnetig sy'n seiliedig ar gyseiniannau corfforol yn bwysig iawn ar gyfer anactifadu firws [2, 13]. Hyd yn hyn, mae effaith tonnau electromagnetig ar weithgaredd firysau pathogenig wedi canolbwyntio'n bennaf ar newid heintusrwydd. Oherwydd y mecanwaith cymhleth, mae sawl astudiaeth wedi nodi effaith tonnau electromagnetig ar ddyblygu a thrawsgrifio firysau pathogenig.
Mae'r mecanweithiau y mae tonnau electromagnetig yn anactifadu firysau yn gysylltiedig yn agos â'r math o firws, amlder a phwer tonnau electromagnetig, ac amgylchedd twf y firws, ond maent yn parhau i fod heb eu harchwilio i raddau helaeth. Mae ymchwil ddiweddar wedi canolbwyntio ar fecanweithiau trosglwyddo egni soniarus thermol, athermal a strwythurol.
Deellir yr effaith thermol fel cynnydd yn y tymheredd a achosir gan gylchdro cyflym, gwrthdrawiad a ffrithiant moleciwlau pegynol mewn meinweoedd o dan ddylanwad tonnau electromagnetig. Oherwydd yr eiddo hwn, gall tonnau electromagnetig godi tymheredd y firws uwchlaw trothwy goddefgarwch ffisiolegol, gan achosi marwolaeth y firws. Fodd bynnag, ychydig o foleciwlau pegynol sy'n cynnwys firysau, sy'n awgrymu bod effeithiau thermol uniongyrchol ar firysau yn brin [1]. I'r gwrthwyneb, mae llawer mwy o foleciwlau pegynol yn y cyfrwng a'r amgylchedd, fel moleciwlau dŵr, sy'n symud yn unol â'r maes trydan eiledol wedi'i gyffroi gan donnau electromagnetig, gan gynhyrchu gwres trwy ffrithiant. Yna trosglwyddir y gwres i'r firws i godi ei dymheredd. Pan ragwelir y trothwy goddefgarwch, mae asidau niwclëig a phroteinau yn cael eu dinistrio, sydd yn y pen draw yn lleihau heintusrwydd a hyd yn oed yn anactifadu'r firws.
Mae sawl grŵp wedi nodi y gall tonnau electromagnetig leihau heintusrwydd firysau trwy amlygiad thermol [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] ataliadau agored o goronafirws 229e i donnau electromagnetig ar amledd o 95 GHz gyda dwysedd pŵer o 70 i 100 w/cm² ar gyfer 0.2-0.7 s. Dangosodd y canlyniadau fod cynnydd tymheredd o 100 ° C yn ystod y broses hon wedi cyfrannu at ddinistrio morffoleg y firws a llai o weithgaredd firws. Gellir esbonio'r effeithiau thermol hyn trwy weithred tonnau electromagnetig ar y moleciwlau dŵr cyfagos. Siddharta [3] Arbelydru ataliad diwylliant celloedd sy'n cynnwys HCV o wahanol genoteipiau, gan gynnwys GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A a GT7A, gyda thonnau electromagnetig ar amledd o 2450 Mhz a 180 MHZ a 180 MHZ a 180 MHZ a 18 W, 600 W ac 800 Maw gyda chynnydd yn Gostyngodd tymheredd y cyfrwng diwylliant celloedd o 26 ° C i 92 ° C, ymbelydredd electromagnetig heintusrwydd y firws neu anactifadu'r firws yn llwyr. Ond roedd HCV yn agored i donnau electromagnetig am gyfnod byr ar bŵer isel (90 neu 180 W, 3 munud) neu bŵer uwch (600 neu 800 W, 1 munud), tra na chafwyd cynnydd sylweddol yn y tymheredd a newid sylweddol yn y Ni welwyd firws yn heintusrwydd na gweithgaredd.
Mae'r canlyniadau uchod yn dangos bod effaith thermol tonnau electromagnetig yn ffactor allweddol sy'n dylanwadu ar heintusrwydd neu weithgaredd firysau pathogenig. Yn ogystal, mae nifer o astudiaethau wedi dangos bod effaith thermol ymbelydredd electromagnetig yn anactifadu firysau pathogenig yn fwy effeithiol na UV-C a gwres confensiynol [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Yn ogystal ag effeithiau thermol, gall tonnau electromagnetig hefyd newid polaredd moleciwlau fel proteinau microbaidd ac asidau niwclëig, gan achosi i'r moleciwlau gylchdroi a dirgrynu, gan arwain at lai o hyfywedd neu hyd yn oed farwolaeth [10]. Credir bod newid polaredd tonnau electromagnetig yn gyflym yn achosi polareiddio protein, sy'n arwain at droelli a chrymedd y strwythur protein ac, yn y pen draw, at ddadnatureiddio protein [11].
Mae effaith nonthermal tonnau electromagnetig ar anactifadu firws yn parhau i fod yn ddadleuol, ond mae'r mwyafrif o astudiaethau wedi dangos canlyniadau cadarnhaol [1, 25]. Fel y soniasom uchod, gall tonnau electromagnetig dreiddio'n uniongyrchol i brotein amlen y firws MS2 a dinistrio asid niwclëig y firws. Yn ogystal, mae erosolau firws MS2 yn llawer mwy sensitif i donnau electromagnetig nag MS2 dyfrllyd. Oherwydd llai o foleciwlau pegynol, fel moleciwlau dŵr, yn yr amgylchedd sy'n amgylchynu aerosolau firws MS2, gall effeithiau athermig chwarae rhan allweddol mewn anactifadu firws electromagnetig wedi'i gyfryngu gan donnau [1].
Mae ffenomen cyseiniant yn cyfeirio at duedd system gorfforol i amsugno mwy o egni o'i amgylchedd ar ei amledd naturiol a'i donfedd. Mae cyseiniant yn digwydd mewn sawl man ym myd natur. Mae'n hysbys bod firysau'n atseinio â microdonnau o'r un amledd mewn modd dipole acwstig cyfyngedig, ffenomen cyseiniant [2, 13, 26]. Mae dulliau rhyngweithio soniarus rhwng ton electromagnetig a firws yn denu mwy a mwy o sylw. Gall effaith trosglwyddo egni cyseiniant strwythurol effeithlon (SRET) o donnau electromagnetig i osgiliadau acwstig caeedig (CAV) mewn firysau arwain at rwygo'r bilen firaol oherwydd dirgryniadau capsid craidd gwrthwynebol. Yn ogystal, mae effeithiolrwydd cyffredinol SRET yn gysylltiedig â natur yr amgylchedd, lle mae maint a pH y gronyn firaol yn pennu amledd soniarus ac amsugno egni, yn y drefn honno [2, 13, 19].
Mae effaith cyseiniant corfforol tonnau electromagnetig yn chwarae rhan allweddol wrth anactifadu firysau wedi'u gorchuddio, sydd wedi'u hamgylchynu gan bilen bilayer wedi'i hymgorffori mewn proteinau firaol. Canfu'r ymchwilwyr fod dadactifadu H3N2 gan donnau electromagnetig ag amledd o 6 GHz a dwysedd pŵer o 486 w/m² yn cael ei achosi yn bennaf gan rwygo corfforol y gragen oherwydd yr effaith gyseinio [13]. Cynyddodd tymheredd yr ataliad H3N2 dim ond 7 ° C ar ôl 15 munud o amlygiad, fodd bynnag, ar gyfer anactifadu'r firws H3N2 dynol trwy wresogi thermol, mae angen tymheredd uwch na 55 ° C [9]. Gwelwyd ffenomenau tebyg ar gyfer firysau fel SARS-COV-2 a H3N1 [13, 14]. Yn ogystal, nid yw anactifadu firysau gan donnau electromagnetig yn arwain at ddiraddio genomau RNA firaol [1,13,14]. Felly, hyrwyddwyd anactifadu'r firws H3N2 gan gyseiniant corfforol yn hytrach nag amlygiad thermol [13].
O'i gymharu ag effaith thermol tonnau electromagnetig, mae angen paramedrau dos is ar anactifadu firysau trwy gyseiniant corfforol, sy'n is na'r safonau diogelwch microdon a sefydlwyd gan y Sefydliad Peirianwyr Trydanol ac Electroneg (IEEE) [2, 13]. Mae'r amledd soniarus a'r dos pŵer yn dibynnu ar briodweddau ffisegol y firws, megis maint gronynnau ac hydwythedd, a gellir targedu pob firws o fewn yr amledd soniarus yn effeithiol ar gyfer anactifadu. Oherwydd y gyfradd dreiddiad uchel, mae absenoldeb ymbelydredd ïoneiddio, a diogelwch da, anactifadu firws a gyfryngir gan effaith athermig CPET yn addawol ar gyfer trin afiechydon malaen dynol a achosir gan firysau pathogenig [14, 26].
Yn seiliedig ar weithredu anactifadu firysau yn y cyfnod hylif ac ar wyneb amrywiol gyfryngau, gall tonnau electromagnetig ddelio yn effeithiol ag erosolau firaol [1, 26], sy'n ddatblygiad firws ac atal trosglwyddo'r firws mewn cymdeithas. epidemig. Ar ben hynny, mae darganfod priodweddau cyseiniant ffisegol tonnau electromagnetig yn bwysig iawn yn y maes hwn. Cyn belled â bod amledd soniarus virion penodol a thonnau electromagnetig yn hysbys, gellir targedu pob firws o fewn ystod amledd soniarus y clwyf, na ellir eu cyflawni gyda dulliau anactifadu firws traddodiadol [13,14,26]. Mae anactifadu firysau electromagnetig yn ymchwil addawol gydag ymchwil wych a gwerth a photensial cymhwysol.
O'i gymharu â thechnoleg lladd firws traddodiadol, mae gan donnau electromagnetig nodweddion diogelu'r amgylchedd syml, effeithiol, ymarferol wrth ladd firysau oherwydd ei briodweddau ffisegol unigryw [2, 13]. Fodd bynnag, erys llawer o broblemau. Yn gyntaf, mae gwybodaeth fodern wedi'i chyfyngu i briodweddau ffisegol tonnau electromagnetig, ac ni ddatgelwyd mecanwaith y defnydd o ynni yn ystod allyrru tonnau electromagnetig [10, 27]. Defnyddiwyd microdonnau, gan gynnwys tonnau milimedr, yn helaeth i astudio anactifadu firws a'i fecanweithiau, fodd bynnag, ni adroddwyd ar astudiaethau o donnau electromagnetig ar amleddau eraill, yn enwedig ar amleddau o 100 kHz i 300 MHz ac o 300 GHz i 10 THz. Yn ail, nid yw'r mecanwaith o ladd firysau pathogenig gan donnau electromagnetig wedi'i egluro, a dim ond firysau sfferig a siâp gwialen sydd wedi'u hastudio [2]. Yn ogystal, mae gronynnau firws yn fach, yn rhydd o gell, yn treiglo'n hawdd, ac yn lledaenu'n gyflym, a all atal anactifadu firws. Mae angen gwella technoleg tonnau electromagnetig o hyd i oresgyn y rhwystr o firysau pathogenig sy'n anactif. Yn olaf, mae amsugno uchel o egni pelydrol gan foleciwlau pegynol yn y cyfrwng, fel moleciwlau dŵr, yn arwain at golli egni. Yn ogystal, gall sawl mecanwaith anhysbys mewn firysau effeithio ar effeithiolrwydd SRET [28]. Gall yr effaith SRET hefyd addasu'r firws i addasu i'w amgylchedd, gan arwain at wrthwynebiad i donnau electromagnetig [29].
Yn y dyfodol, mae angen gwella technoleg anactifadu firws gan ddefnyddio tonnau electromagnetig ymhellach. Dylai ymchwil wyddonol sylfaenol gael ei hanelu at egluro mecanwaith anactifadu firws gan donnau electromagnetig. Er enghraifft, dylai'r mecanwaith o ddefnyddio egni firysau pan fyddant yn agored i donnau electromagnetig, y mecanwaith manwl o weithredu nad ydynt yn thermol sy'n lladd firysau pathogenig, a mecanwaith yr effaith SRET rhwng tonnau electromagnetig a gwahanol fathau o firysau gael eu hegluro'n systematig. Dylai ymchwil gymhwysol ganolbwyntio ar sut i atal amsugno gormod o egni ymbelydredd gan foleciwlau pegynol, astudio effaith tonnau electromagnetig o wahanol amleddau ar firysau pathogenig amrywiol, ac astudio effeithiau annibynnol tonnau electromagnetig wrth ddinistrio firysau pathogenig.
Mae tonnau electromagnetig wedi dod yn ddull addawol ar gyfer anactifadu firysau pathogenig. Mae gan dechnoleg tonnau electromagnetig fanteision llygredd isel, cost isel, ac effeithlonrwydd anactifadu firws pathogen uchel, a all oresgyn cyfyngiadau technoleg gwrth-firws draddodiadol. Fodd bynnag, mae angen ymchwil pellach i bennu paramedrau technoleg tonnau electromagnetig ac egluro mecanwaith anactifadu firws.
Gall dos penodol o ymbelydredd tonnau electromagnetig ddinistrio strwythur a gweithgaredd llawer o firysau pathogenig. Mae cysylltiad agos rhwng effeithlonrwydd anactifadu firws ag amlder, dwysedd pŵer ac amser amlygiad. Yn ogystal, mae mecanweithiau posibl yn cynnwys effeithiau cyseiniant thermol, athermal a strwythurol trosglwyddo egni. O'i gymharu â thechnolegau gwrthfeirysol traddodiadol, mae gan anactifadu firws tonnau electromagnetig fanteision symlrwydd, effeithlonrwydd uchel a llygredd isel. Felly, mae anactifadu firws electromagnetig wedi'i gyfryngu gan donnau wedi dod yn dechneg gwrthfeirysol addawol ar gyfer cymwysiadau yn y dyfodol.
U yu. Dylanwad ymbelydredd microdon a phlasma oer ar weithgaredd bioaerosol a mecanweithiau cysylltiedig. Prifysgol Peking. Blwyddyn 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen YE, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Cyplu dipole soniarus microdonnau ac osgiliadau acwstig cyfyngedig mewn bacwlofirysau. Adroddiad Gwyddonol 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Anactifadu Microdon HCV a HIV: Dull newydd o atal trosglwyddo'r firws ymhlith defnyddwyr cyffuriau sy'n chwistrellu. Adroddiad Gwyddonol 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Ymchwilio ac arsylwi arbrofol ar halogi dogfennau ysbyty trwy ddiheintio microdon [J] Cyfnodolyn Meddygol Tsieineaidd. 1987; 4: 221-2.
Astudiaeth ragarweiniol Sun Wei o fecanwaith anactifadu ac effeithiolrwydd sodiwm dichloroisocyanate yn erbyn bacteriophage MS2. Prifysgol Sichuan. 2007.
Astudiaeth ragarweiniol Yang li o effaith anactifadu a mecanwaith gweithredu O-phthalaldehyde ar facteriophage MS2. Prifysgol Sichuan. 2007.
Wu Ye, Ms Yao. Anactifadu firws yn yr awyr yn y fan a'r lle gan ymbelydredd microdon. Bwletin Gwyddoniaeth Tsieineaidd. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Mae coronaviruses a poliovirysau yn sensitif i gorbys byr o ymbelydredd seicotron band-W. Llythyr ar gemeg amgylcheddol. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Anactifadu firws ffliw ar gyfer astudiaethau antigenigrwydd a phrofion gwrthiant i atalyddion neuraminidase ffenotypig. Cyfnodolyn Microbioleg Glinigol. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Trosolwg o sterileiddio microdon. Gwyddoniaeth Microfaetholion Guangdong. 2013; 20 (6): 67-70.
Li jizhi. Effeithiau biolegol nonthermal microdonnau ar ficro -organebau bwyd a thechnoleg sterileiddio microdon [Prifysgol Cenedligrwydd JJ De -orllewinol (Rhifyn Gwyddoniaeth Naturiol). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-COV-2 Protein pigyn dadnatureiddio ar arbelydru microdon athermig. Adroddiad Gwyddonol 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Trosglwyddo egni soniarus strwythurol effeithlon o ficrodonnau i osgiliadau acwstig cyfyngedig mewn firysau. Adroddiad Gwyddonol 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Therapi gwrthfeirysol wedi'i dargedu gan ddefnyddio therapi ymbelydredd nad yw'n ïoneiddio ar gyfer SARS-COV-2 a pharatoi ar gyfer pandemig firaol: dulliau, dulliau, a nodiadau ymarfer ar gyfer cymhwysiad clinigol. PLOS un. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang huiming. Sterileiddio microdon a ffactorau sy'n ei ddylanwadu. Cyfnodolyn Meddygol Tsieineaidd. 1993; (04): 246-51.
Tudalen WJ, Martin WG Goroesi Microbau mewn Ffyrnau Microdon. Gallwch j micro -organebau. 1978; 24 (11): 1431-3.
Mae Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Microdon neu driniaeth awtoclaf yn dinistrio heintusrwydd firws broncitis heintus a niwmofirws adar, ond yn caniatáu iddynt gael eu canfod gan ddefnyddio adwaith cadwyn polymeras transcriptase gwrthdroi. Clefyd Dofednod. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Dileu microdon cytomegalofirws o laeth y fron: astudiaeth beilot. meddygaeth bwydo ar y fron. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih Sr, et al. Amsugno cyseiniant microdon y firws SARS-COV-2. Adroddiad Gwyddonol 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, ac ati UV-C (254 nm) Dos angheuol o SARS-COV-2. Diagnosteg Ysgafn Photodyne Ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M, ac ati. Anactifadu SARS-COV-2 yn gyflym ac yn llwyr gan UV-C. Adroddiad Gwyddonol 2020; 10 (1): 22421.