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 fawr ledled y byd. Gall firysau heintio pob organeb cellog ac achosi graddau amrywiol o anafiadau a difrod, gan arwain at afiechyd a hyd yn oed farwolaeth. Gyda nifer yr achosion o firysau pathogenig iawn fel coronafirws syndrom anadlol acíwt difrifol 2 (SARS-CoV-2), mae angen datblygu dulliau effeithiol a diogel i anactifadu firysau pathogenig ar fyrder. Mae dulliau traddodiadol ar gyfer anactifadu firysau pathogenig yn ymarferol ond mae ganddynt rai cyfyngiadau. Gyda nodweddion pŵer treiddiol 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 rhoi 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'n lledaenu'n gyflym, yn parhau am amser hir, yn bathogenaidd iawn a gallant achosi epidemigau byd-eang a risgiau iechyd difrifol. Mae atal, canfod, profi, dileu a thrin yn gamau allweddol i atal lledaeniad y firws. Mae dileu firysau pathogenig yn gyflym ac yn effeithlon yn cynnwys dileu proffylactig, amddiffynnol a ffynhonnell. Mae anactifadu firysau pathogenig trwy ddinistrio ffisiolegol i leihau eu heintiad, eu pathogenedd a'u gallu atgenhedlu yn ddull effeithiol o'u dileu. Gall dulliau traddodiadol, gan gynnwys tymheredd uchel, cemegau ac ymbelydredd ïoneiddio, anactifadu firysau pathogenig yn effeithiol. Fodd bynnag, mae gan y dulliau hyn rai cyfyngiadau o hyd. Felly, mae angen dybryd o hyd i ddatblygu strategaethau arloesol ar gyfer anactifadu firysau pathogenig.
Mae gan allyriad tonnau electromagnetig fanteision pŵer treiddiol uchel, gwresogi cyflym ac unffurf, cyseiniant micro-organebau a rhyddhau plasma, a disgwylir iddo ddod yn ddull ymarferol ar gyfer anactifadu firysau pathogenig [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 goroesiad a heintiad. Dangoswyd y gall tonnau electromagnetig, yn enwedig tonnau electromagnetig amledd uchel iawn (UHF) a thonnau electromagnetig amledd uchel iawn (EHF), amharu ar morffoleg 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 microdonau yn 2450 MHz a 700 W yn achosi agregu a chrebachu sylweddol o phages dyfrol MS2 ar ôl 1 munud o arbelydru uniongyrchol [1]. Ar ôl ymchwilio ymhellach, gwelwyd toriad yn wyneb y phage MS2 hefyd [7]. Datgelodd Kaczmarczyk [8] ataliadau o samplau o coronafirws 229E (CoV-229E) i donnau milimetr 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 bod yn agored i donnau 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 chapsid allanol. Mae asidau niwcleig yn pennu priodweddau genetig ac atgynhyrchu firysau. Y capsid yw'r haen allanol o is-unedau protein a drefnir yn rheolaidd, y sgaffaldiau sylfaenol ac elfen antigenig gronynnau firaol, ac mae hefyd yn amddiffyn asidau niwclëig. Mae gan y rhan fwyaf o firysau strwythur amlen sy'n cynnwys lipidau a glycoproteinau. Yn ogystal, mae proteinau amlen yn pennu penodoldeb y derbynyddion ac yn gwasanaethu 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 clefydau. Datgelodd Wu [1] amgylchedd dyfrllyd firws MS2 yn uniongyrchol i 2450 MHz microdon am 2 funud a dadansoddodd y genynnau amgodio protein A, protein capsid, protein replicase, a phrotein holltiad trwy electrofforesis gel a thrawsgrifio gwrthdro adwaith cadwyn polymeras. 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 â phŵer o 119 a 385 W a diflannodd yn llwyr pan gynyddwyd y dwysedd pŵer i 700 W. Mae'r data hyn yn dangos y gall tonnau electromagnetig, yn dibynnu ar y dos, dinistrio strwythur yr asidau niwclëig o 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 astudiaeth bellach o hyd i effaith uniongyrchol tonnau electromagnetig ar broteinau strwythurol/anstrwythurol 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 gwahanol ffracsiynau o daliadau protein trwy ffurfio mannau poeth a meysydd trydan oscillaidd trwy effeithiau electromagnetig pur [12].
Mae cysylltiad agos rhwng amlen firws pathogenig a'i allu i heintio neu achosi afiechyd. Mae sawl astudiaeth wedi nodi y gall tonnau electromagnetig UHF a microdon ddinistrio cregyn firysau sy'n achosi clefydau. Fel y soniwyd uchod, gellir canfod tyllau gwahanol yn amlen firaol coronafirws 229E ar ôl amlygiad 0.1 eiliad i'r don milimetr 95 GHz ar ddwysedd pŵer o 70 i 100 W / cm2 [8]. Gall effaith trosglwyddo ynni soniarus tonnau electromagnetig achosi digon o straen i ddinistrio strwythur yr amlen firws. Ar gyfer firysau wedi'u hamgáu, ar ôl i'r amlen rwygo, mae heintiad neu ryw weithgaredd fel arfer yn lleihau neu'n cael ei golli'n llwyr [13, 14]. Datgelodd Yang [13] 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 signalau RNA firysau pathogenig sy'n agored i donnau electromagnetig a model tameidiog wedi'i rewi a'i ddadmer ar unwaith mewn nitrogen hylifol am sawl cylch, perfformiwyd RT-PCR. Dangosodd y canlyniadau fod signalau RNA y ddau fodel yn gyson iawn. Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod strwythur ffisegol y firws yn cael ei amharu 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, atgynhyrchu a thrawsgrifio. Mae heintiad neu weithgaredd firaol fel arfer yn cael ei asesu trwy fesur titerau firaol gan ddefnyddio profion plac, dos heintus canolrif meithriniad meinwe (TCID50), neu weithgaredd genynnau gohebydd luciferase. Ond gellir ei asesu'n uniongyrchol hefyd 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'n uniongyrchol erosolau firaol neu firysau a gludir gan ddŵr. Amlygodd Wu [1] erosol bacteriophage MS2 a gynhyrchir gan nebulizer labordy i donnau electromagnetig gydag amledd o 2450 MHz a phŵer o 700 W am 1.7 munud, tra bod cyfradd goroesi bacteriophage MS2 yn ddim ond 8.66%. Yn debyg i erosol firaol MS2, anactifwyd 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 datguddio. 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 fach iawn o 2.65% i 4.37% ar ôl dod i gysylltiad â thonnau electromagnetig 2450 MHz a 700 W, ac ni chanfuwyd unrhyw newidiadau sylweddol gydag amser amlygiad cynyddol. Arbelydrodd Siddharta [3] ataliad meithriniad celloedd yn cynnwys firws hepatitis C (HCV) / firws diffyg imiwnedd dynol math 1 (HIV-1) gyda thonnau electromagnetig ar amledd o 2450 MHz a phŵer o 360 W. Canfuwyd bod titers firws wedi gostwng yn sylweddol ar ôl 3 munud o amlygiad, sy'n nodi bod ymbelydredd tonnau electromagnetig yn effeithiol yn erbyn heintiad HCV a 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 â thonnau electromagnetig pŵer isel gydag amlder o 2450 MHz, 90 W neu 180 W, dim newid yn y titer firws, a bennir gan weithgaredd y gohebydd luciferase, a newid sylweddol mewn heintiad firaol arsylwyd. ar 600 a 800 W am 1 munud, ni wnaeth heintiad y ddau firws ostwng yn sylweddol, y credir ei fod yn gysylltiedig â phŵer ymbelydredd tonnau electromagnetig ac amser amlygiad tymheredd critigol.
Dangosodd Kaczmarczyk [8] am y tro cyntaf farwolaeth tonnau electromagnetig EHF yn erbyn firysau pathogenig a gludir gan ddŵr yn 2021. Fe wnaethant ddatgelu samplau o coronafirws 229E neu poliofeirws (PV) i donnau electromagnetig ar amledd o 95 GHz a dwysedd pŵer o 70 i 100 W/cm2 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 cymhwyso eang ym maes anactifadu firws.
Mae effeithiolrwydd anactifadu firysau UHF hefyd wedi'i werthuso mewn amrywiol gyfryngau megis llaeth y fron a rhai deunyddiau a ddefnyddir yn gyffredin yn y cartref. Datgelodd yr ymchwilwyr fasgiau anesthesia wedi'u halogi ag adenofirws (ADV), poliofeirws math 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) a rhinofeirws (RHV) i ymbelydredd electromagnetig ar amledd o 2450 MHz a phŵer o 720 wat. Dywedasant fod profion ar gyfer antigenau ADV a PV-1 wedi dod yn negyddol, a bod titerau HV-1, PIV-3, a RHV wedi gostwng i sero, gan nodi anactifadu'r holl firws yn llwyr ar ôl 4 munud o amlygiad [15, 16]. Datgelodd Elhafi [17] swabiau'n uniongyrchol wedi'u heintio â firws broncitis heintus adar (IBV), niwmoffirws adar (APV), firws clefyd Newcastle (NDV), a firws ffliw adar (AIV) i popty microdon 2450 MHz, 900 W. colli eu heintiad. 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 yr asid niwclëig firaol yn dal i gael ei ganfod gan RT-PCR. Datgelodd Ben-Shoshan [18] tonnau electromagnetig 2450 MHz, 750 W yn uniongyrchol i 15 o samplau llaeth y fron cytomegalovirws (CMV) positif am 30 eiliad. Roedd canfod antigen gan Shell-Vial yn dangos anactifadu CMV yn llwyr. Fodd bynnag, ar 500 W, ni chyflawnodd 2 allan o 15 sampl anactifadu llwyr, sy'n dangos cydberthynas gadarnhaol rhwng effeithlonrwydd anactifadu a phŵer tonnau electromagnetig.
Mae'n werth nodi hefyd bod Yang [13] yn rhagweld yr amledd soniarus rhwng tonnau electromagnetig a firysau yn seiliedig ar fodelau ffisegol sefydledig. Roedd ataliad o ronynnau firws H3N2 gyda dwysedd o 7.5 × 1014 m-3, a gynhyrchwyd gan gelloedd arennau cŵn Madin Darby sy'n sensitif i firws (MDCK), yn agored yn uniongyrchol i donnau electromagnetig ar amledd o 8 GHz a phŵer 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 anactifwyd, sy'n awgrymu bod cysylltiad agos rhwng effeithlonrwydd anactifadu firws a gyfryngir gan EM a 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 A ton gydag amledd o 10-17 GHz a dwysedd pŵer o 14.5 ± 1 W/m2 am tua 15 munud o ganlyniad mewn 100% dadactifadu. 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 titer 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 ac amlder a phwer tonnau electromagnetig a'r cyfrwng a ddefnyddir ar gyfer twf y firws. Yn ogystal, mae amleddau electromagnetig yn 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 heintio. Oherwydd y mecanwaith cymhleth, mae sawl astudiaeth wedi nodi effaith tonnau electromagnetig ar atgynhyrchu a thrawsgrifio firysau pathogenig.
Mae'r mecanweithiau y mae tonnau electromagnetig yn anactifadu firysau yn perthyn yn agos i'r math o firws, amlder a phŵer tonnau electromagnetig, ac amgylchedd twf y firws, ond nid ydynt wedi'u harchwilio i raddau helaeth. Mae ymchwil diweddar wedi canolbwyntio ar fecanweithiau trosglwyddo egni soniarus thermol, anthermol a strwythurol.
Deellir yr effaith thermol fel cynnydd mewn tymheredd a achosir gan gylchdroi 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, megis moleciwlau dŵr, sy'n symud yn unol â'r maes trydan eiledol wedi'i gyffroi gan donnau electromagnetig, gan gynhyrchu gwres trwy ffrithiant. Yna caiff y gwres ei drosglwyddo i'r firws i godi ei dymheredd. Pan eir y tu hwnt i'r trothwy goddefgarwch, caiff asidau niwclëig a phroteinau eu dinistrio, sydd yn y pen draw yn lleihau heintiad a hyd yn oed yn anactifadu'r firws.
Mae sawl grŵp wedi adrodd y gall tonnau electromagnetig leihau heintiad firysau trwy amlygiad thermol [1, 3, 8]. Datgelodd Kaczmarczyk [8] ataliadau o coronafirws 229E i donnau electromagnetig ar amledd o 95 GHz gyda dwysedd pŵer o 70 i 100 W / cm² am 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 weithgarwch firws. Gellir esbonio'r effeithiau thermol hyn gan weithred tonnau electromagnetig ar y moleciwlau dŵr cyfagos. Siddharta [3] ataliadau diwylliant celloedd arbelydru 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 phŵer o 90 W, 360 W a 180 W W, 600 W a 800 Maw Gyda cynnydd yn nhymheredd y cyfrwng meithrin celloedd o 26 ° C i 92 ° C, roedd ymbelydredd electromagnetig yn lleihau heintiad y firws neu wedi 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 nad oedd unrhyw gynnydd sylweddol yn y tymheredd a newid sylweddol yn y ni welwyd firws heintusrwydd na gweithgaredd.
Mae'r canlyniadau uchod yn dangos bod effaith thermol tonnau electromagnetig yn ffactor allweddol sy'n dylanwadu ar heintiad neu weithgaredd firysau pathogenig. Yn ogystal, mae nifer o astudiaethau wedi dangos bod effaith thermol ymbelydredd electromagnetig yn anactifadu firysau pathogenig yn fwy effeithiol nag UV-C a gwresogi confensiynol [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Yn ogystal ag effeithiau thermol, gall tonnau electromagnetig hefyd newid polaredd moleciwlau megis proteinau microbaidd ac asidau niwclëig, gan achosi'r moleciwlau i gylchdroi a dirgrynu, gan arwain at lai o hyfywedd neu hyd yn oed farwolaeth [10]. Credir bod newid cyflym polaredd tonnau electromagnetig 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 anthermol tonnau electromagnetig ar anactifadu firws yn parhau i fod yn ddadleuol, ond mae'r rhan fwyaf 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 o amgylch aerosolau firws MS2, gall effeithiau athermig chwarae rhan allweddol mewn anactifadu firws electromagnetig trwy gyfrwng tonnau [1].
Mae ffenomen cyseiniant yn cyfeirio at duedd system ffisegol i amsugno mwy o egni o'i hamgylchedd ar ei hamledd a'i thonfedd naturiol. Mae cyseiniant yn digwydd mewn llawer o leoedd ym myd natur. Mae'n hysbys bod firysau'n atseinio â microdonau o'r un amledd mewn modd deupol 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 sy'n gwrthwynebu. Yn ogystal, mae effeithiolrwydd cyffredinol SRET yn gysylltiedig â natur yr amgylchedd, lle mae maint a pH y gronyn firaol yn pennu amlder 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 hamgáu, sydd wedi'u hamgylchynu gan bilen haen ddeuol sydd 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 wedi'i achosi'n bennaf gan rwygiad ffisegol y gragen oherwydd yr effaith cyseiniant [13]. Cynyddodd tymheredd yr ataliad H3N2 7 ° C yn unig 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]. Mae ffenomenau tebyg wedi'u harsylwi 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 anactifadu firysau trwy gyseiniant corfforol yn gofyn am baramedrau dos is, sy'n is na'r safonau diogelwch microdon a sefydlwyd gan Sefydliad y Peirianwyr Trydanol ac Electroneg (IEEE) [2, 13]. Mae'r amlder soniarus a'r dos pŵer yn dibynnu ar briodweddau ffisegol y firws, megis maint gronynnau ac elastigedd, a gellir targedu pob firws o fewn yr amledd soniarus yn effeithiol ar gyfer anactifadu. Oherwydd y gyfradd dreiddiad uchel, absenoldeb ymbelydredd ïoneiddio, a diogelwch da, mae anactifadu firws wedi'i gyfryngu 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 cyfryngau amrywiol, gall tonnau electromagnetig ddelio'n effeithiol ag aerosolau firaol [1, 26], sy'n ddatblygiad arloesol ac yn bwysig iawn ar gyfer rheoli trosglwyddiad y 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 amlder soniarus virion penodol a thonnau electromagnetig yn hysbys, gellir targedu pob firws o fewn ystod amledd soniarus y clwyf, na ellir ei gyflawni gyda dulliau anactifadu firws traddodiadol [13,14,26]. Mae anactifadu firysau yn 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 ac 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 nid yw'r mecanwaith o ddefnyddio ynni yn ystod allyrru tonnau electromagnetig wedi'i ddatgelu [10, 27]. Mae microdonnau, gan gynnwys tonnau milimetr, wedi'u defnyddio'n helaeth i astudio anactifadu firws a'i fecanweithiau, fodd bynnag, ni adroddwyd 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 gelloedd, 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 anactifadu firysau pathogenig. 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 nifer o fecanweithiau anhysbys mewn firysau effeithio ar effeithiolrwydd SRET [28]. Gall effaith SRET hefyd addasu'r firws i addasu i'w amgylchedd, gan arwain at ymwrthedd i donnau electromagnetig [29].
Yn y dyfodol, mae angen gwella ymhellach y dechnoleg o anactifadu firws gan ddefnyddio tonnau electromagnetig. Dylai ymchwil wyddonol sylfaenol gael ei anelu at egluro mecanwaith anactifadu firws gan donnau electromagnetig. Er enghraifft, dylid egluro'n systematig y mecanwaith o ddefnyddio egni firysau pan fyddant yn agored i donnau electromagnetig, y mecanwaith manwl o weithredu nad yw'n thermol sy'n lladd firysau pathogenig, a mecanwaith yr effaith SRET rhwng tonnau electromagnetig a gwahanol fathau o firysau. Dylai ymchwil gymhwysol ganolbwyntio ar sut i atal moleciwlau pegynol rhag amsugno egni ymbelydredd yn ormodol, astudio effaith tonnau electromagnetig o wahanol amleddau ar wahanol firysau pathogenig, ac astudio effeithiau anthermol 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 traddodiadol. Fodd bynnag, mae angen ymchwil bellach 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 effeithlonrwydd anactifadu firws yn gysylltiedig yn agos ag amlder, dwysedd pŵer, ac amser amlygiad. Yn ogystal, mae mecanweithiau posibl yn cynnwys effeithiau cyseiniant thermol, anthermol a strwythurol trosglwyddo ynni. 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 trwy gyfrwng tonnau 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. flwyddyn 2013.
Dydd Sul CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Cyplu deupol soniarus rhwng microdonau 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 HCV a HIV mewn microdon: dull newydd o atal trosglwyddo'r firws ymhlith defnyddwyr cyffuriau sy'n chwistrellu. Adroddiad gwyddonol 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Cân YL, Qv HL. Ymchwiliad ac Arsylwi Arbrofol i Halogi Dogfennau Ysbytai gan Ddiheintio Microdon [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Astudiaeth ragarweiniol o fecanwaith anweithredol ac effeithiolrwydd sodiwm dichloroisocyanad yn erbyn bacterioffag MS2. Prifysgol Sichuan. 2007.
Yang Li Astudiaeth ragarweiniol o effaith anactifadu a mecanwaith gweithredu o-phthalaldehyde ar bacterioffag 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 coronafirysau a pholiofeirysau yn sensitif i guriadau byr o ymbelydredd cyclotron 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 y ffliw ar gyfer astudiaethau antigenigedd a phrofion ymwrthedd i atalyddion niwraminidase ffenotypig. Journal of Clinical Microbiology. 2010; 48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Trosolwg o sterileiddio microdon. Gwyddoniaeth microfaethynnau Guangdong. 2013; 20(6):67-70.
Li Jizhi. Effeithiau Biolegol Anthermol Microdonnau ar Ficro-organebau Bwyd a Thechnoleg Sterileiddio Microdon [JJ Prifysgol Cenedligrwydd De-orllewin (Argraffiad Gwyddoniaeth Naturiol). 2006; 6:1219-22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 dadnatureiddio protein pigyn ar arbelydru microdon athermig. Adroddiad gwyddonol 2021; 11(1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, et al. Trosglwyddiad ynni 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 defnydd clinigol. PLOS Un. 2021; 16(5): e0251780.
Yang Huiming. Sterileiddio microdon a ffactorau sy'n dylanwadu arno. Cyfnodolyn Meddygol Tsieineaidd. 1993;(04):246-51.
Tudalen WJ, Martin WG Goroesiad microbau mewn poptai microdon. Gallwch J Micro-organebau. 1978; 24(11): 1431-3.
Mae Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Triniaeth microdon neu awtoclaf yn dinistrio haint firws broncitis heintus a niwmoffirws adar, ond mae'n caniatáu iddynt gael eu canfod gan ddefnyddio adwaith cadwyn polymeras transcriptase gwrthdro. clefyd dofednod. 2004; 33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Dileu sytomegalofirws o laeth y fron mewn microdon: astudiaeth beilot. meddyginiaeth 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 o'r 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 marwol 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 cyflym a chyflawn o SARS-CoV-2 gan UV-C. Adroddiad Gwyddonol 2020; 10(1): 22421.