Электромагниттік толқындардың патогендік вирустарға және олармен байланысты механизмдерге әсері: вирусология журналына шолу

Патогендік вирустық инфекциялар бүкіл әлемде денсаулық сақтаудың басты проблемасына айналды. Вирустар барлық жасушалық ағзаларды жұқтыруы мүмкін және әртүрлі дәрежедегі жарақаттар мен зақым келтіруі мүмкін, бұл ауруға және тіпті өлімге әкеледі. Ауыр жедел респираторлық синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2) сияқты жоғары патогенді вирустардың таралуына байланысты патогендік вирустарды инактивациялаудың тиімді және қауіпсіз әдістерін тез арада әзірлеу қажеттілігі туындайды. Патогендік вирустарды инактивациялаудың дәстүрлі әдістері практикалық, бірақ кейбір шектеулері бар. Жоғары ену қуаты, физикалық резонанс және ластанусыз сипаттамалары бар электромагниттік толқындар патогендік вирустарды инактивациялаудың әлеуетті стратегиясына айналды және барған сайын назар аудартады. Бұл мақалада электромагниттік толқындардың патогендік вирустарға әсері және олардың механизмдері туралы соңғы жарияланымдарға шолу, сондай-ақ патогендік вирустарды инактивациялау үшін электромагниттік толқындарды пайдалану перспективалары, сондай-ақ мұндай инактивациялаудың жаңа идеялары мен әдістері қарастырылған.
Көптеген вирустар тез таралады, ұзақ уақыт сақталады, жоғары патогенді болып табылады және жаһандық эпидемиялар мен ауыр денсаулыққа қауіп төндіруі мүмкін. Алдын алу, анықтау, тестілеу, жою және емдеу вирустың таралуын тоқтатудың негізгі қадамдары болып табылады. Патогендік вирустарды тез және тиімді жою профилактикалық, қорғаныстық және көзді жоюды қамтиды. Патогенді вирустарды физиологиялық деструкция арқылы олардың жұқпалылығын, патогенділігін және репродуктивті қабілетін төмендету үшін инактивациялау оларды жоюдың тиімді әдісі болып табылады. Дәстүрлі әдістер, соның ішінде жоғары температура, химиялық заттар және иондаушы сәулелер патогендік вирустарды тиімді түрде инактивациялай алады. Дегенмен, бұл әдістер әлі де кейбір шектеулерге ие. Сондықтан патогендік вирустарды инактивациялаудың инновациялық стратегияларын әзірлеудің өзекті қажеттілігі әлі де бар.
Электромагниттік толқындардың эмиссиясы жоғары енетін қуаттылық, жылдам және біркелкі қыздыру, микроорганизмдермен резонанстық және плазманы босатудың артықшылықтарына ие және патогендік вирустарды инактивациялаудың практикалық әдісі болады деп күтілуде [1,2,3]. Электромагниттік толқындардың патогендік вирустарды инактивациялау қабілеті өткен ғасырда көрсетілді [4]. Соңғы жылдары патогенді вирустарды инактивациялау үшін электромагниттік толқындарды қолдану үлкен назар аударып отыр. Бұл мақалада электромагниттік толқындардың патогендік вирустарға әсері және олардың механизмдері қарастырылады, олар іргелі және қолданбалы зерттеулер үшін пайдалы нұсқаулық бола алады.
Вирустардың морфологиялық сипаттамалары өмір сүру және жұқтыру сияқты функцияларды көрсете алады. Электромагниттік толқындар, әсіресе ультра жоғары жиілікті (UHF) және ультра жоғары жиілікті (EHF) электромагниттік толқындар, вирустардың морфологиясын бұзуы мүмкін екендігі көрсетілді.
Бактериофаг MS2 (MS2) дезинфекцияны бағалау, кинетикалық модельдеу (сулы) және вирустық молекулалардың биологиялық сипаттамасы сияқты әртүрлі зерттеу салаларында жиі қолданылады [5, 6]. Ву 2450 МГц және 700 Вт жиіліктегі микротолқындар MS2 су фагтарының агрегациясын және 1 минуттық тікелей сәулеленуден кейін айтарлықтай жиырылуын тудыратынын анықтады [1]. Қосымша зерттеулерден кейін MS2 фагының бетінде де үзіліс байқалды [7]. Качмарчик [8] 229E (CoV-229E) коронавирус үлгілерінің суспензияларын 0,1 с ішінде 95 ГГц жиілігі және 70-тен 100 Вт/см2 қуат тығыздығымен миллиметрлік толқындарға әсер етті. Вирустың өрескел сфералық қабығында үлкен тесіктерді табуға болады, бұл оның мазмұнын жоғалтуға әкеледі. Электромагниттік толқындардың әсері вирустық формаларды бұзуы мүмкін. Бірақ электромагниттік сәулеленумен вирус әсер еткеннен кейін пішіні, диаметрі және бетінің тегістігі сияқты морфологиялық қасиеттерінің өзгеруі белгісіз. Сондықтан морфологиялық белгілер мен функционалдық бұзылулар арасындағы байланысты талдау маңызды, бұл вирус инактивациясын бағалау үшін құнды және ыңғайлы көрсеткіштерді бере алады [1].
Вирустық құрылым әдетте ішкі нуклеин қышқылынан (РНҚ немесе ДНҚ) және сыртқы капсидтен тұрады. Нуклеин қышқылдары вирустардың генетикалық және репликациялық қасиеттерін анықтайды. Капсид - жүйелі түрде орналасқан ақуыз суббірліктерінің сыртқы қабаты, вирустық бөлшектердің негізгі тірегі және антигендік компоненті, сонымен қатар нуклеин қышқылдарын қорғайды. Вирустардың көпшілігінде липидтер мен гликопротеидтерден тұратын қабықша құрылымы болады. Сонымен қатар, конверт ақуыздары рецепторлардың ерекшелігін анықтайды және иесінің иммундық жүйесі тани алатын негізгі антигендер ретінде қызмет етеді. Толық құрылым вирустың тұтастығын және генетикалық тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
Зерттеулер көрсеткендей, электромагниттік толқындар, әсіресе UHF электромагниттік толқындар ауру тудыратын вирустардың РНҚ-сын зақымдауы мүмкін. Ву [1] MS2 вирусының сулы ортасын 2 минут бойы 2450 МГц микротолқындарға тікелей әсер етті және гельдік электрофорез және кері транскрипциялық полимеразды тізбекті реакция арқылы А протеинін, капсид ақуызын, репликаз протеинін және ыдырау ақуызын кодтайтын гендерді талдады. RT-ПТР). Бұл гендер қуат тығыздығының жоғарылауымен біртіндеп жойылды және тіпті ең жоғары қуат тығыздығында жоғалып кетті. Мысалы, 119 және 385 Вт қуаттағы электромагниттік толқындардың әсерінен кейін ақуыз А генінің экспрессиясы (934 б.б.) айтарлықтай төмендеді және қуат тығыздығы 700 Вт-қа дейін ұлғайған кезде толығымен жойылды. Бұл деректер электромагниттік толқындар дозаға байланысты вирустардың нуклеин қышқылдарының құрылымын бұзуы мүмкін екенін көрсетеді.
Соңғы зерттеулер электромагниттік толқындардың патогенді вирустық ақуыздарға әсері негізінен олардың медиаторларға жанама термиялық әсеріне және нуклеин қышқылдарының бұзылуына байланысты белок синтезіне жанама әсеріне негізделгенін көрсетті [1, 3, 8, 9]. Дегенмен, атермиялық әсерлер вирустық ақуыздардың полярлығын немесе құрылымын да өзгерте алады [1, 10, 11]. Электромагниттік толқындардың капсид белоктары, қабықша белоктары немесе патогендік вирустардың спик белоктары сияқты іргелі құрылымдық/құрылымдық емес ақуыздарға тікелей әсері әлі де қосымша зерттеуді қажет етеді. Жақында 2 минуттық 2,45 ГГц жиіліктегі 700 Вт қуаттылықтағы электромагниттік сәулелену таза электромагниттік әсерлер арқылы ыстық нүктелер мен тербелмелі электр өрістерінің пайда болуы арқылы ақуыз зарядтарының әртүрлі фракцияларымен әрекеттесе алады деген болжам жасалды [12].
Патогендік вирустың қабығы оның жұқтыру немесе ауру тудыруы қабілетімен тығыз байланысты. Бірнеше зерттеулер UHF және микротолқынды электромагниттік толқындар ауру тудыратын вирустардың қабығын жоя алатынын хабарлады. Жоғарыда айтылғандай, 70-тен 100 Вт/см2 қуат тығыздығында 95 ГГц миллиметрлік толқынға 0,1 секунд әсер еткеннен кейін 229E коронавирусының вирустық қабығында айқын тесіктерді анықтауға болады [8]. Электромагниттік толқындардың резонанстық энергияны тасымалдау әсері вирус қабықшасының құрылымын бұзу үшін жеткілікті кернеуді тудыруы мүмкін. Конверттелген вирустар үшін конверт жарылғаннан кейін инфекциялық немесе кейбір белсенділік әдетте төмендейді немесе толығымен жоғалады [13, 14]. Ян [13] H3N2 (H3N2) тұмау вирусын және H1N1 (H1N1) тұмау вирусын тиісінше 8,35 ГГц, 320 Вт/м² және 7 ГГц, 308 Вт/м² микротолқындарға 15 минут бойы әсер етті. Электромагниттік толқындардың әсеріне ұшыраған патогендік вирустардың РНҚ сигналдарын және сұйық азотта бірнеше цикл бойы мұздатылған және бірден еріген фрагменттелген модельді салыстыру үшін RT-ПТР орындалды. Нәтижелер екі модельдің РНҚ сигналдары өте үйлесімді екенін көрсетті. Бұл нәтижелер микротолқынды сәулелену әсерінен вирустың физикалық құрылымының бұзылғанын және конверт құрылымының бұзылғанын көрсетеді.
Вирустың белсенділігін оның жұқтыру, репликациялау және транскрипциялау қабілетімен сипаттауға болады. Вирустық жұқпалылық немесе белсенділік әдетте бляшка талдауларын, тін культурасының орташа инфекциялық дозасын (TCID50) немесе люцифераза репортер генінің белсенділігін пайдаланып вирус титрлерін өлшеу арқылы бағаланады. Бірақ оны тірі вирусты оқшаулау немесе вирустық антигенді, вирус бөлшектерінің тығыздығын, вирустың өмір сүруін және т.б. талдау арқылы тікелей бағалауға болады.
UHF, SHF және EHF электромагниттік толқындары вирустық аэрозольдерді немесе судағы вирустарды тікелей инактивациялауы мүмкін екендігі хабарланды. Ву [1] зертханалық небулайзер арқылы жасалған MS2 бактериофагының аэрозольына 2450 МГц жиілігі және қуаты 700 Вт электромагниттік толқындарды 1,7 минут бойы әсер етті, ал MS2 бактериофагының өмір сүру деңгейі небәрі 8,66% болды. MS2 вирустық аэрозольіне ұқсас, MS2 сулы 91,3% электромагниттік толқындардың бірдей дозасының әсерінен кейін 1,5 минут ішінде инактивацияланды. Сонымен қатар, электромагниттік сәулеленудің MS2 вирусын инактивациялау қабілеті қуат тығыздығымен және әсер ету уақытымен оң корреляцияланды. Дегенмен, өшіру тиімділігі ең жоғары мәнге жеткенде, экспозиция уақытын ұлғайту немесе қуат тығыздығын арттыру арқылы өшіру тиімділігін жақсарту мүмкін емес. Мысалы, MS2 вирусы 2450 МГц және 700 Вт электромагниттік толқындардың әсерінен кейін 2,65%-дан 4,37%-ға дейін өмір сүрудің минималды жылдамдығына ие болды және әсер ету уақытының ұлғаюымен айтарлықтай өзгерістер табылмады. Сиддхарта [3] құрамында С гепатиті вирусы (HCV)/адамның иммун тапшылығы вирусының 1 типі (АИТВ-1) бар жасуша культурасының суспензиясын 2450 МГц жиіліктегі және 360 Вт қуаттағы электромагниттік толқындармен сәулелендіріп жіберді. Олар HIV-CV және HIV-магниттік толқындарына қарсы тиімді әсер ететін вирус титрлерінің 3 минуттан кейін айтарлықтай төмендегенін анықтады. жұқпалы және бірге әсер еткенде де вирустың берілуін болдырмауға көмектеседі. HCV жасуша дақылдарын және АИВ-1 суспензияларын 2450 МГц, 90 Вт немесе 180 Вт жиіліктегі төмен қуатты электромагниттік толқындармен сәулелендіру кезінде люцифераза репортер белсенділігімен анықталатын вирус титрінің өзгерісі және вирус жұқпалылығының айтарлықтай өзгеруі байқалды. 600 және 800 Вт 1 минут ішінде екі вирустың да жұқпалылығы айтарлықтай төмендеген жоқ, бұл электромагниттік толқын сәулеленуінің қуатына және температураның сыни әсер ету уақытына байланысты деп есептеледі.
Качмарчик [8] алғаш рет 2021 жылы судағы патогендік вирустарға қарсы EHF электромагниттік толқындарының өлімге қабілеттілігін көрсетті. Олар коронавирус 229E немесе полиовирус (PV) үлгілерін 95 ГГц жиіліктегі және 70-102 Вт/с қуат тығыздығымен электромагниттік толқындарға әсер етті. Екі патогенді вирустың инактивация тиімділігі сәйкесінше 99,98% және 99,375% құрады. бұл EHF электромагниттік толқындарының вирус инактивациясы саласында кең қолдану перспективалары бар екенін көрсетеді.
Вирустарды UHF инактивациясының тиімділігі емшек сүті және үйде жиі қолданылатын кейбір материалдар сияқты әртүрлі орталарда да бағаланды. Зерттеушілер аденовируспен (ADV), 1 типті полиовируспен (PV-1), герпесвирус 1 (HV-1) және риновируспен (RHV) ластанған анестезия маскаларын 2450 МГц жиілікте және 720 ватт қуатта электромагниттік сәулеленуге ұшыратты. Олар ADV және PV-1 антигендеріне сынақтар теріс болып, HV-1, PIV-3 және RHV титрлері нөлге дейін төмендегенін хабарлады, бұл 4 минуттық әсерден кейін барлық вирустардың толық инактивациялануын көрсетеді [15, 16]. Эльхафи [17] құстардың инфекциялық бронхит вирусы (IBV), құс пневмовирусы (APV), Ньюкасл ауруы вирусы (NDV) және құс тұмауы вирусы (AIV) жұқтырған тампондарды 2450 МГц, 900 Вт микротолқынды пешке тікелей әсер етті. жұқпалылығын жоғалтады. Олардың ішінде 5-ші ұрпақтың балапан эмбриондарынан алынған трахея мүшелерінің культураларында АПВ және IBV қосымша анықталды. Вирусты бөліп алу мүмкін болмаса да, вирустық нуклеин қышқылы әлі де RT-ПТР арқылы анықталды. Бен-Шошан [18] 2450 МГц, 750 Вт электромагниттік толқындарды 15 цитомегаловирус (CMV) оң емшек сүтінің үлгілеріне 30 секунд бойы тікелей әсер етті. Shell-Vial арқылы антигенді анықтау CMV толық инактивациясын көрсетті. Дегенмен, 500 Вт-та 15 үлгінің 2-і толық инактивацияға қол жеткізе алмады, бұл инактивация тиімділігі мен электромагниттік толқындардың қуаты арасындағы оң корреляцияны көрсетеді.
Сондай-ақ Янг [13] белгіленген физикалық модельдер негізінде электромагниттік толқындар мен вирустар арасындағы резонанстық жиілікті болжағанын атап өткен жөн. Вирусқа сезімтал Мадин Дарби ит бүйрек жасушалары (MDCK) шығаратын тығыздығы 7,5 × 1014 м-3 H3N2 вирусы бөлшектерінің суспензиясы 15 минут бойы 8 ГГц жиіліктегі және 820 Вт/м² қуаттылықтағы электромагниттік толқындарға тікелей әсер етті. H3N2 вирусының инактивация деңгейі 100%-ға жетеді. Дегенмен, 82 Вт/м2 теориялық шектерде H3N2 вирусының тек 38%-ы ғана инактивацияланды, бұл ЭМ-делдалдық вирус инактивациясының тиімділігі қуат тығыздығымен тығыз байланысты екенін көрсетеді. Осы зерттеудің негізінде Барбора [14] электромагниттік толқындар мен SARS-CoV-2 арасындағы резонанстық жиілік диапазонын (8,5–20 ГГц) есептеп, 7,5 × 1014 м-3 SARS-CoV-2 электромагниттік толқындардың әсеріне ұшырайды деген қорытындыға келді. Вт/м2 шамамен 15 минут ішінде 100% ажыратылады. Ванг [19] жақында жүргізген зерттеуі SARS-CoV-2 резонанстық жиіліктері 4 және 7,5 ГГц екенін көрсетті, бұл вирус титріне тәуелсіз резонанстық жиіліктердің бар екенін растайды.
Қорытындылай келе, электромагниттік толқындар аэрозольдар мен суспензияларға, сондай-ақ беттердегі вирустардың белсенділігіне әсер етуі мүмкін деп айта аламыз. Инактивацияның тиімділігі электромагниттік толқындардың жиілігі мен қуатымен және вирустың өсуі үшін қолданылатын ортамен тығыз байланысты екені анықталды. Сонымен қатар, физикалық резонанстарға негізделген электромагниттік жиіліктер вирусты инактивациялау үшін өте маңызды [2, 13]. Осы уақытқа дейін электромагниттік толқындардың патогендік вирустардың белсенділігіне әсері негізінен жұқпалылықты өзгертуге бағытталған. Күрделі механизмге байланысты бірнеше зерттеулер электромагниттік толқындардың патогендік вирустардың репликациясына және транскрипциясына әсері туралы хабарлады.
Электромагниттік толқындардың вирустарды инактивациялау механизмдері вирустың түріне, электромагниттік толқындардың жиілігі мен қуатына және вирустың өсу ортасына тығыз байланысты, бірақ негізінен зерттелмеген. Соңғы зерттеулер жылулық, атермиялық және құрылымдық резонанстық энергияны тасымалдау механизмдеріне бағытталған.
Жылу эффектісі деп электромагниттік толқындардың әсерінен ұлпалардағы полярлы молекулалардың жоғары жылдамдықпен айналуы, соқтығысуы және үйкелісі нәтижесінде пайда болатын температураның жоғарылауы түсініледі. Осы қасиетіне байланысты электромагниттік толқындар вирустың температурасын физиологиялық төзімділік шегінен жоғары көтеріп, вирустың өлуіне себепші болады. Дегенмен, вирустардың құрамында полярлы молекулалар аз, бұл вирустарға тікелей термиялық әсерлердің сирек болатынын көрсетеді [1]. Керісінше, ортада және қоршаған ортада электромагниттік толқындар қозғайтын айнымалы электр өрісіне сәйкес қозғалатын, үйкеліс арқылы жылу тудыратын су молекулалары сияқты полярлы молекулалар әлдеқайда көп. Содан кейін жылу оның температурасын көтеру үшін вирусқа беріледі. Төзімділік шегінен асқан кезде нуклеин қышқылдары мен ақуыздар жойылады, бұл ақыр соңында инфекцияны азайтады және тіпті вирусты белсендіреді.
Бірнеше топтар электромагниттік толқындар термиялық әсер ету арқылы вирустардың жұқпалылығын төмендететінін хабарлады [1, 3, 8]. Качмарчик [8] 229E коронавирусының суспензияларын 0,2-0,7 с ішінде 70-тен 100 Вт/см² қуат тығыздығымен 95 ГГц жиіліктегі электромагниттік толқындарға әсер етті. Нәтижелер бұл процесс кезінде температураның 100°C жоғарылауы вирус морфологиясының бұзылуына және вирус белсенділігінің төмендеуіне ықпал еткенін көрсетті. Бұл жылу әсерлерін қоршаған су молекулаларына электромагниттік толқындардың әсерімен түсіндіруге болады. Сиддхарта [3] GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a және GT7a қоса алғанда, әртүрлі генотиптердің HCV құрамындағы жасуша дақылының суспензияларын сәулелендіріп, 2450 МГц жиіліктегі электромагниттік толқындармен және қуаты 90 Вт, 160 Вт және 680 Вт, Сс Жасуша қоректік ортасының температурасының 26°С-тан 92°С-қа дейін жоғарылауымен электромагниттік сәулелену вирустың жұқпалылығын төмендетті немесе вирусты толығымен инактивациялады. Бірақ HCV аз қуатта (90 немесе 180 Вт, 3 минут) немесе одан жоғары қуатта (600 немесе 800 Вт, 1 минут) қысқа уақыт бойы электромагниттік толқындардың әсеріне ұшырады, ал температураның айтарлықтай жоғарылауы болмады және вирустың айтарлықтай өзгеруі инфекциялық немесе белсенділік байқалмады.
Жоғарыда келтірілген нәтижелер электромагниттік толқындардың жылулық әсері патогенді вирустардың инфекциялық қабілетіне немесе белсенділігіне әсер ететін негізгі фактор екенін көрсетеді. Сонымен қатар, көптеген зерттеулер электромагниттік сәулеленудің термиялық әсері патогендік вирустарды УК-С және әдеттегі қыздыруға қарағанда тиімдірек белсендіретінін көрсетті [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Жылулық әсерлерден басқа, электромагниттік толқындар микробтық ақуыздар мен нуклеин қышқылдары сияқты молекулалардың полярлығын өзгертіп, молекулалардың айналуын және дірілдеуін тудыруы мүмкін, бұл өміршеңдіктің төмендеуіне немесе тіпті өлімге әкеледі [10]. Электромагниттік толқындардың полярлығының жылдам ауысуы ақуыздың поляризациясын тудырады, бұл белок құрылымының бұралуына және қисаюына және ақыр соңында ақуыздың денатурациясына әкеледі деп саналады [11].
Вирус инактивациясына электромагниттік толқындардың термиялық емес әсері даулы болып қала береді, бірақ көптеген зерттеулер оң нәтиже көрсетті [1, 25]. Жоғарыда айтқанымыздай, электромагниттік толқындар MS2 вирусының конверттік ақуызына тікелей еніп, вирустың нуклеин қышқылын жоя алады. Сонымен қатар, MS2 вирусының аэрозольдері судағы MS2-ге қарағанда электромагниттік толқындарға әлдеқайда сезімтал. MS2 вирусының аэрозольдерін қоршап тұрған ортада су молекулалары сияқты полярлы молекулалардың азырақ болуына байланысты, атермиялық әсерлер электромагниттік толқын арқылы вирус инактивациясында шешуші рөл атқаруы мүмкін [1].
Резонанс құбылысы физикалық жүйенің табиғи жиілікте және толқын ұзындығында қоршаған ортадан көбірек энергияны жұту үрдісін білдіреді. Резонанс табиғаттың көптеген жерлерінде кездеседі. Вирустар шектеулі акустикалық диполь режимінде бірдей жиіліктегі микротолқындармен резонанс жасайтыны белгілі, бұл резонанс құбылысы [2, 13, 26]. Электромагниттік толқын мен вирустың өзара әрекеттесуінің резонанстық режимдері барған сайын назар аудартады. Вирустардағы электромагниттік толқындардан жабық акустикалық тербелістерге (CAV) тиімді құрылымдық резонансты энергияны тасымалдаудың (SRET) әсері қарама-қарсы ядро-капсид тербелістеріне байланысты вирустық мембрананың жарылуына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, SRET жалпы тиімділігі қоршаған ортаның табиғатымен байланысты, мұнда вирустық бөлшектің мөлшері мен рН сәйкесінше резонанстық жиілікті және энергияны сіңіруді анықтайды [2, 13, 19].
Электромагниттік толқындардың физикалық резонансты әсері вирустық ақуыздарға енгізілген қос қабатты мембранамен қоршалған қабықшалы вирустарды инактивациялауда шешуші рөл атқарады. Зерттеушілер H3N2 жиілігі 6 ГГц және қуаттың тығыздығы 486 Вт/м² электромагниттік толқындар арқылы өшуі негізінен резонанстық әсерге байланысты қабықтың физикалық жарылуымен байланысты екенін анықтады [13]. H3N2 суспензиясының температурасы 15 минуттық әсерден кейін небәрі 7°С-қа көтерілді, алайда адамның H3N2 вирусын термиялық қыздыру арқылы инактивациялау үшін 55°С жоғары температура қажет [9]. Ұқсас құбылыстар SARS-CoV-2 және H3N1 сияқты вирустар үшін де байқалды [13, 14]. Сонымен қатар, электромагниттік толқындар арқылы вирустарды инактивациялау вирустық РНҚ геномдарының деградациясына әкелмейді [1,13,14]. Осылайша, H3N2 вирусының инактивациясына термиялық әсерден гөрі физикалық резонанс ықпал етті [13].
Электромагниттік толқындардың жылу эффектісімен салыстырғанда, физикалық резонанс арқылы вирустарды инактивациялау электр және электроника инженерлері институты (IEEE) белгілеген микротолқынды қауіпсіздік стандарттарынан төмен доза параметрлерін талап етеді [2, 13]. Резонанстық жиілік пен қуат дозасы вирустың бөлшектердің өлшемі мен икемділігі сияқты физикалық қасиеттеріне байланысты және резонанстық жиіліктегі барлық вирустарды инактивациялауға тиімді бағыттауға болады. Жоғары ену жылдамдығына, иондаушы сәулеленудің болмауына және жақсы қауіпсіздікке байланысты, CPET-тің атермиялық әсері арқылы жүзеге асырылатын вирус инактивациясы патогендік вирустардан туындаған адамның қатерлі ауруларын емдеу үшін перспективалы болып табылады [14, 26].
Сұйық фазада және әртүрлі орталардың бетінде вирустарды инактивациялауды жүзеге асыру негізінде электромагниттік толқындар вирустық аэрозольдермен тиімді күресе алады [1, 26], бұл серпіліс болып табылады және вирустың таралуын бақылау және вирустың қоғамда таралуын болдырмау үшін үлкен маңызы бар. эпидемия. Оның үстіне бұл салада электромагниттік толқындардың физикалық резонанстық қасиеттерін ашудың маңызы зор. Белгілі бір вирионның және электромагниттік толқындардың резонанстық жиілігі белгілі болғанша, жараның резонансты жиілік диапазонындағы барлық вирустарды нысанаға алуға болады, бұл вирусты инактивациялаудың дәстүрлі әдістерімен қол жеткізу мүмкін емес [13,14,26]. Вирустарды электромагниттік инактивациялау үлкен зерттеулер мен қолданбалы құндылығы мен әлеуеті бар перспективалы зерттеу болып табылады.
Вирустарды жоюдың дәстүрлі технологиясымен салыстырғанда электромагниттік толқындар өзінің бірегей физикалық қасиеттеріне байланысты вирустарды жою кезінде қарапайым, тиімді, практикалық қоршаған ортаны қорғау сипаттамаларына ие [2, 13]. Дегенмен, көптеген мәселелер әлі де бар. Біріншіден, қазіргі заманғы білім электромагниттік толқындардың физикалық қасиеттерімен шектеледі, ал электромагниттік толқындарды шығару кезінде энергияны пайдалану механизмі ашылмаған [10, 27]. Микротолқындар, соның ішінде миллиметрлік толқындар вирус инактивациясын және оның механизмдерін зерттеу үшін кеңінен қолданылды, алайда басқа жиіліктердегі, әсіресе 100 кГц-тен 300 МГц-ке дейінгі және 300 ГГц-тен 10 ТГц-ке дейінгі жиіліктердегі электромагниттік толқындарды зерттеу туралы хабарланбаған. Екіншіден, электромагниттік толқындар арқылы патогенді вирустарды жою механизмі анықталмаған, тек сфералық және таяқша тәрізді вирустар зерттелген [2]. Сонымен қатар, вирус бөлшектері кішкентай, жасушасыз, мутацияға оңай және тез таралады, бұл вирустың инактивациясын болдырмайды. Патогендік вирустарды инактивациялау кедергісін жеңу үшін электромагниттік толқын технологиясын әлі де жетілдіру қажет. Ақырында, су молекулалары сияқты ортадағы полярлық молекулалардың сәулелену энергиясын жоғары сіңіруі энергияның жоғалуына әкеледі. Сонымен қатар, SRET тиімділігіне вирустардағы бірнеше анықталмаған механизмдер әсер етуі мүмкін [28]. SRET әсері сонымен бірге вирусты қоршаған ортаға бейімделу үшін өзгерте алады, нәтижесінде электромагниттік толқындарға төзімділік пайда болады [29].
Болашақта электромагниттік толқындар арқылы вирустарды инактивациялау технологиясын одан әрі жетілдіру қажет. Іргелі ғылыми зерттеулер вирустың электромагниттік толқындар арқылы инактивациялану механизмін түсіндіруге бағытталуы керек. Мысалы, электромагниттік толқындар әсерінен вирустардың энергиясын пайдалану механизмі, патогенді вирустарды өлтіретін термиялық емес әрекеттің егжей-тегжейлі механизмі және электромагниттік толқындар мен вирустардың әртүрлі түрлері арасындағы SRET әсерінің механизмі жүйелі түрде анықталуы керек. Қолданбалы зерттеулер полярлық молекулалардың сәулелену энергиясын шамадан тыс сіңіру жолын болдырмауға, әртүрлі жиіліктегі электромагниттік толқындардың әртүрлі патогендік вирустарға әсерін зерттеуге және патогенді вирустарды жоюдағы электромагниттік толқындардың жылулық емес әсерін зерттеуге бағытталуы керек.
Электромагниттік толқындар патогендік вирустарды инактивациялаудың перспективалы әдісі болды. Электромагниттік толқын технологиясы төмен ластану, арзан баға және патогенді вирусты инактивациялау тиімділігінің жоғары артықшылықтарына ие, бұл дәстүрлі антивирустық технологияның шектеулерін жеңе алады. Дегенмен, электромагниттік толқын технологиясының параметрлерін анықтау және вирус инактивациясының механизмін түсіндіру үшін қосымша зерттеулер қажет.
Электромагниттік толқындық сәулеленудің белгілі бір дозасы көптеген патогендік вирустардың құрылымы мен белсенділігін бұзуы мүмкін. Вирус инактивациясының тиімділігі жиілікке, қуат тығыздығына және әсер ету уақытына тығыз байланысты. Сонымен қатар, потенциалды механизмдерге энергияны тасымалдаудың жылулық, атермиялық және құрылымдық резонанстық әсерлері жатады. Дәстүрлі вирусқа қарсы технологиялармен салыстырғанда, электромагниттік толқын негізінде вирус инактивациясының қарапайымдылығы, жоғары тиімділігі және төмен ластануы артықшылығы бар. Сондықтан электромагниттік толқын арқылы вирусты инактивациялау болашақ қолданбалар үшін перспективті вирусқа қарсы әдіске айналды.
У Ю. Микротолқынды сәулеленудің және суық плазманың биоаэрозоль белсенділігіне әсері және онымен байланысты механизмдер. Пекин университеті. 2013 жыл.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Микротолқындардың резонанстық дипольді қосылысы және бакуловирустардағы шектеулі акустикалық тербелістер. Ғылыми есеп 2017; 7(1):4611.
Сиддхарта А, Пфаендер С, Маласса А, Доеррбекер Дж, Анггакусума, Энгельман М, т.б. HCV және АҚТҚ-ны микротолқынды инактивациялау: инъекциялық есірткі тұтынушылар арасында вирустың таралуын болдырмаудың жаңа тәсілі. Ғылыми есеп 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Микротолқынды пеште дезинфекциялау арқылы аурухана құжаттарының ластануын зерттеу және эксперименттік бақылау [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Сун Вэй Натрий дихлоризоцианатының MS2 бактериофагына қарсы инактивация механизмі мен тиімділігін алдын ала зерттеу. Сычуань университеті. 2007.
Ян Ли О-фталалдегидтің MS2 бактериофагына инактивациялау әсері мен әсер ету механизмін алдын ала зерттеу. Сычуань университеті. 2007.
Ву Йэ, Яо ханым. Микротолқынды сәулелену арқылы ауадағы вирусты in situ инактивациялау. Қытай ғылыми бюллетень. 2014;59(13):1438-45.
Качмарчик Л.С., Марсай К.С., Шевченко С., Пилософ М., Леви Н., Эйнат М. және т.б. Коронавирустар мен полиовирустар W диапазонындағы циклотрондық сәулеленудің қысқа импульстарына сезімтал. Экологиялық химия туралы хат. 2021;19(6):3967-72.
Йонгес М, Лю В.М., ван дер Врис Е, Якоби Р, Пронк I, Бог С, т.б. Антигендік зерттеулер және фенотиптік нейроминидаза тежегіштеріне төзімділік талдаулары үшін тұмау вирусын инактивациялау. Клиникалық микробиология журналы. 2010;48(3):928-40.
Цзоу Синьцзи, Чжан Лицзя, Лю Юцзя, Ли Ю, Чжан Цзя, Лин Фуцзя және т.б. Микротолқынды стерилизацияға шолу. Гуандун микронутриенттер туралы ғылым. 2013;20(6):67-70.
Ли Джижи. Микротолқындардың тағамдық микроорганизмдерге термиялық емес биологиялық әсері және микротолқынды пеште зарарсыздандыру технологиясы [JJ Southwestern Nationalities University (Nature Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Афаги П, Лаполла М.А., Ганди К. SARS-CoV-2 атермиялық микротолқынды сәулелену кезінде ақуыздың денатурациясын арттырады. Ғылыми есеп 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR және т.б. Микротолқындардан вирустардағы шектеулі акустикалық тербелістерге тиімді құрылымдық резонанстық энергияны беру. Ғылыми есеп 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2 үшін иондалмаған сәулелік терапияны қолданатын мақсатты вирусқа қарсы терапия және вирустық пандемияға дайындық: клиникалық қолдану үшін әдістер, әдістер және практикалық ескертулер. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Ян Хуиминг. Микротолқынды стерилизация және оған әсер ететін факторлар. Қытай медициналық журналы. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Микротолқынды пештердегі микробтардың өмір сүруі. Сіз J Microorganisms аласыз. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Микротолқынды пешпен немесе автоклавпен емдеу инфекциялық бронхит вирусының және құс пневмовирусының инфекциялық қасиетін жояды, бірақ оларды кері транскриптазалық полимеразды тізбекті реакцияны қолдану арқылы анықтауға мүмкіндік береді. құс ауруы. 2004;33(3):303-6.
Бен-Шошан М., Мандел Д., Любезки Р., Доллберг С., Мимуни ФБ Микротолқынды пеште емшек сүтінен цитомегаловирусты жою: пилоттық зерттеу. емшек сүтімен емдеуге арналған дәрі. 2016;11:186-7.
Ван ПДж, Панг Ю.Х., Хуан СЫ, Фан Дж.Т., Чан СЫ, Ших СР және т.б. SARS-CoV-2 вирусының микротолқынды резонансты сіңіруі. Ғылыми есеп 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH және т.б. SARS-CoV-2 өлімге әкелетін UV-C (254 нм). Жарық диагностикасы Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, және т. Ғылыми есеп 2020; 10(1):22421.