中文网站
Sjúkdómsvaldandi veirusýkingar eru orðnar stórt lýðheilsuvandamál um allan heim. Veirur geta sýkt allar frumulífverur og valdið mismiklum meiðslum og skaða, sem leiðir til sjúkdóma og jafnvel dauða. Með útbreiðslu mjög sjúkdómsvaldandi veira eins og alvarlegs bráða öndunarfærasjúkdóms kórónaveiru 2 (SARS-CoV-2) er brýn þörf á að þróa árangursríkar og öruggar aðferðir til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar. Hefðbundnar aðferðir til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar eru hagnýtar en hafa sínar takmarkanir. Með eiginleikum mikils gegndræpis, líkamlegrar ómunar og engri mengun hafa rafsegulbylgjur orðið möguleg aðferð til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar og vekja sífellt meiri athygli. Þessi grein veitir yfirlit yfir nýlegar ritrýndar greinar um áhrif rafsegulbylgna á sjúkdómsvaldandi veirur og verkunarháttur þeirra, sem og horfur á notkun rafsegulbylgna til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar, sem og nýjar hugmyndir og aðferðir til slíkrar óvirkjunar.
Margar veirur dreifast hratt, eru viðvarandi í langan tíma, eru mjög sjúkdómsvaldandi og geta valdið heimsfaröldrum og alvarlegri heilsufarsáhættu. Forvarnir, greining, prófanir, útrýming og meðferð eru lykilatriði til að stöðva útbreiðslu veirunnar. Hröð og skilvirk útrýming sjúkdómsvaldandi veira felur í sér fyrirbyggjandi, verndandi og upprunalega útrýmingu. Óvirkjun sjúkdómsvaldandi veira með lífeðlisfræðilegri eyðingu til að draga úr smithæfni þeirra, sjúkdómshæfni og æxlunargetu er áhrifarík aðferð til að útrýma þeim. Hefðbundnar aðferðir, þar á meðal háhitastig, efni og jónandi geislun, geta á áhrifaríkan hátt gert sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar. Hins vegar hafa þessar aðferðir enn nokkrar takmarkanir. Því er enn brýn þörf á að þróa nýstárlegar aðferðir til að óvirkja sjúkdómsvaldandi veirur.
Útgeislun rafsegulbylgna hefur þá kosti að vera mikill gegndræpi, hraður og jafnt hiti, með ómun við örverur og losun plasma og er búist við að hún verði hagnýt aðferð til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar [1,2,3]. Hæfni rafsegulbylgna til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar var sýnd fram á á síðustu öld [4]. Á undanförnum árum hefur notkun rafsegulbylgna til að gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkar vakið aukna athygli. Þessi grein fjallar um áhrif rafsegulbylgna á sjúkdómsvaldandi veirur og verkunarháttum þeirra, sem getur þjónað sem gagnleg leiðarvísir fyrir grunn- og hagnýtar rannsóknir.
Formfræðileg einkenni veira geta endurspeglað virkni eins og lifun og smithæfni. Það hefur verið sýnt fram á að rafsegulbylgjur, sérstaklega rafsegulbylgjur með ofurháa tíðni (UHF) og ofurháa tíðni (EHF), geta truflað formgerð veira.
Bakteríufagi MS2 (MS2) er oft notaður á ýmsum rannsóknarsviðum eins og sótthreinsunarmati, hreyfifræðilíkönum (vatnskenndum) og líffræðilegri greiningu veirusameinda [5, 6]. Wu komst að því að örbylgjur við 2450 MHz og 700 W ollu samloðun og verulegri rýrnun MS2 vatnsfaga eftir 1 mínútu af beinni geislun [1]. Eftir frekari rannsóknir sást einnig brot á yfirborði MS2 fagsins [7]. Kaczmarczyk [8] útsetti sviflausnir af sýnum af kórónuveirunni 229E (CoV-229E) fyrir millímetrabylgjum með tíðni 95 GHz og aflþéttleika 70 til 100 W/cm2 í 0,1 sekúndu. Stór göt má finna í grófu kúlulaga skel veirunnar, sem leiðir til taps á innihaldi hennar. Útsetning fyrir rafsegulbylgjum getur verið skaðleg fyrir veiruform. Hins vegar eru breytingar á formfræðilegum eiginleikum, svo sem lögun, þvermál og sléttleika yfirborðs, eftir útsetningu fyrir rafsegulgeislun veirunnar óþekktar. Þess vegna er mikilvægt að greina tengslin milli formfræðilegra einkenna og virknisröskunar, sem getur veitt verðmætar og þægilegar vísbendingar til að meta óvirkjun veira [1].
Veirubyggingin samanstendur venjulega af innri kjarnsýru (RNA eða DNA) og ytri kapsíð. Kjarnsýrur ákvarða erfðafræðilega eiginleika og fjölgunareiginleika veira. Kapsíðið er ytra lag reglulega raðaðra próteineininga, grunngrind og mótefnavakaþáttur veiruagna og verndar einnig kjarnsýrur. Flestar veirur hafa hjúpsbyggingu sem samanstendur af lípíðum og glýkópróteinum. Að auki ákvarða hjúpsprótein sértækni viðtakanna og þjóna sem helstu mótefnavakar sem ónæmiskerfi hýsilsins getur þekkt. Heildarbyggingin tryggir heilleika og erfðafræðilegan stöðugleika veirunnar.
Rannsóknir hafa sýnt að rafsegulbylgjur, sérstaklega UHF rafsegulbylgjur, geta skaðað RNA sjúkdómsvaldandi veira. Wu [1] setti vatnsumhverfi MS2 veirunnar beint í 2450 MHz örbylgjuofna í 2 mínútur og greindi genin sem kóða fyrir prótein A, kapsíðprótein, eftirlíkingarprótein og klofnunarprótein með gelrafdrætti og öfugri umritunarpólýmerasakeðjuverkun (RT-PCR). Þessi gen eyðilögðust smám saman með aukinni aflþéttleika og hurfu jafnvel við hæsta aflþéttleika. Til dæmis minnkaði tjáning prótein A gensins (934 bp) verulega eftir útsetningu fyrir rafsegulbylgjum með afli 119 og 385 W og hvarf alveg þegar aflþéttleikinn var aukinn í 700 W. Þessi gögn benda til þess að rafsegulbylgjur geti, eftir skammti, eyðilagt uppbyggingu kjarnsýra veira.
Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að áhrif rafsegulbylgna á sjúkdómsvaldandi veiruprótein byggjast aðallega á óbeinum hitaáhrifum þeirra á miðlara og óbeinum áhrifum þeirra á próteinmyndun vegna eyðingar kjarnsýra [1, 3, 8, 9]. Hins vegar geta hitaáhrif einnig breytt pólun eða uppbyggingu veirupróteina [1, 10, 11]. Bein áhrif rafsegulbylgna á grundvallar byggingarprótein/óbyggingarprótein eins og kapsíðprótein, hjúpsprótein eða gaddaprótein sjúkdómsvaldandi veira þarfnast frekari rannsókna. Nýlega hefur verið lagt til að 2 mínútna rafsegulgeislun á tíðninni 2,45 GHz með afli 700 W geti haft samskipti við mismunandi hlutfall próteinhleðslu með myndun heitra bletta og sveiflna í rafsegulsviðum eingöngu með rafseguláhrifum [12].
Hjúpur sjúkdómsvaldandi veiru er nátengdur getu hennar til að smita eða valda sjúkdómum. Nokkrar rannsóknir hafa sýnt að UHF og örbylgjurafsegulbylgjur geta eyðilagt skeljar sjúkdómsvaldandi veira. Eins og áður hefur komið fram má greina greinileg göt í veiruhjúpi kórónuveirunnar 229E eftir 0,1 sekúndu útsetningu fyrir 95 GHz millímetra bylgju við aflþéttleika 70 til 100 W/cm2 [8]. Áhrif ómsveifluorkuflutnings rafsegulbylgna geta valdið nægilegu álagi til að eyðileggja uppbyggingu veiruhjúpsins. Fyrir hjúpaðar veirur, eftir að hjúpurinn rofnar, minnkar smitgeta eða einhver virkni venjulega eða hverfur alveg [13, 14]. Yang [13] útsetti H3N2 (H3N2) inflúensuveiruna og H1N1 (H1N1) inflúensuveiruna fyrir örbylgjum við 8,35 GHz, 320 W/m² og 7 GHz, 308 W/m², í 15 mínútur. Til að bera saman RNA merki sjúkdómsvaldandi veira sem verða fyrir rafsegulbylgjum og sundurleits líkans sem fryst var og síðan þiðið strax í fljótandi köfnunarefni í nokkrar lotur, var RT-PCR framkvæmd. Niðurstöðurnar sýndu að RNA merki líkananna tveggja eru mjög samræmd. Þessar niðurstöður benda til þess að efnisleg uppbygging veirunnar raskist og hjúpsbygging hennar eyðileggist eftir útsetningu fyrir örbylgjugeislun.
Virkni veiru er hægt að einkenna út frá getu hennar til að sýkja, fjölga sér og umrita. Smitvirkni eða virkni veiru er venjulega metin með því að mæla veirutítra með því að nota plakkpróf, miðgildi sýkingarskammts í vefjarækt (TCID50) eða virkni lúsiferasa fréttaritara. En það er einnig hægt að meta hana beint með því að einangra lifandi veiru eða með því að greina veirumótefnavaka, þéttleika veiruagna, lifun veiru o.s.frv.
Greint hefur verið frá því að UHF, SHF og EHF rafsegulbylgjur geti beint gert veiruúða eða vatnsbornar veirur óvirkar. Wu [1] útsetti MS2 bakteríufágaúða, sem myndaður var með rannsóknarstofuúða, fyrir rafsegulbylgjum með tíðnina 2450 MHz og afli 700 W í 1,7 mínútur, en lifunarhlutfall MS2 bakteríufága var aðeins 8,66%. Líkt og með MS2 veiruúða var 91,3% af vatnskenndu MS2 óvirkjað innan 1,5 mínútna eftir útsetningu fyrir sama skammti af rafsegulbylgjum. Að auki var geta rafsegulgeislunar til að óvirkja MS2 veiruna jákvætt tengd aflþéttleika og útsetningartíma. Hins vegar, þegar afvirkjunarnýtnin nær hámarksgildi, er ekki hægt að bæta afvirkjunarnýtnina með því að auka útsetningartímann eða auka aflþéttleikann. Til dæmis hafði MS2 veiran lágmarkslifunarhlutfall upp á 2,65% til 4,37% eftir útsetningu fyrir 2450 MHz og 700 W rafsegulbylgjum, og engar marktækar breytingar fundust með auknum útsetningartíma. Siddharta [3] geislaði frumuræktunarlausn sem innihélt lifrarbólgu C veiru (HCV)/alnæmisbrestsveiru af gerð 1 (HIV-1) með rafsegulbylgjum á tíðninni 2450 MHz og með afli 360 W. Þeir komust að því að veirutítrar lækkuðu verulega eftir 3 mínútna útsetningu, sem bendir til þess að rafsegulbylgjugeislun sé áhrifarík gegn HCV og HIV-1 smiti og hjálpi til við að koma í veg fyrir smit, jafnvel þegar þær eru útsettar saman. Þegar HCV frumuræktanir og HIV-1 sviflausnir voru geislaðar með rafsegulbylgjum með lágum afli með tíðninni 2450 MHz, 90 W eða 180 W, sást engin breyting á veirutítra, ákvarðað með lúsiferasa fréttaritaravirkni, og marktæk breyting á veirusmitvirkni. Við 600 og 800 W í 1 mínútu minnkaði smitvirkni beggja veiranna ekki marktækt, sem talið er tengjast afli rafsegulbylgjugeislunarinnar og tíma við mikilvægan hita.
Kaczmarczyk [8] sýndi fyrst fram á banvænleika EHF rafsegulbylgna gegn vatnsbornum sjúkdómsvaldandi veirum árið 2021. Þeir sýndu af kórónuveirunni 229E eða lömunarveiru (PV) rafsegulbylgjur á tíðninni 95 GHz og aflþéttleikanum 70 til 100 W/cm2 í 2 sekúndur. Óvirkjunarhagkvæmni þessara tveggja sjúkdómsvaldandi veira var 99,98% og 99,375%, talið í sömu röð, sem bendir til þess að EHF rafsegulbylgjur hafi víðtæka möguleika á notkun á sviði óvirkjunar veira.
Árangur þess að óvirkja veirur með UHF hefur einnig verið metinn í ýmsum miðlum eins og brjóstamjólk og sumum efnum sem almennt eru notuð á heimilum. Rannsakendurnir urðu fyrir rafsegulgeislun á tíðninni 2450 MHz og 720 watta, þar sem svæfingargrímur sem mengaðar voru af adenóveiru (ADV), lömunarveiru af gerð 1 (PV-1), herpesveiru 1 (HV-1) og rhinoveiru (RHV). Þeir greindu frá því að prófanir á ADV og PV-1 mótefnavökum reyndust neikvæðar og HV-1, PIV-3 og RHV títrar féllu niður í núll, sem bendir til algjörrar óvirkjunar allra veira eftir 4 mínútna útsetningu [15, 16]. Elhafi [17] urðu fyrir örbylgjuofni með 2450 MHz, 900 W örbylgjuofni sem smituðust af fuglaberkjubólguveiru (IBV), fuglapneumoveiru (APV), Newcastle-veikiveiru (NDV) og fuglaflensuveiru (AIV) beint. Meðal þeirra greindust APV og IBV einnig í ræktun barkakýlislíffæra úr kjúklingafósturvísum af 5. kynslóð. Þótt ekki hafi tekist að einangra veiruna, greindist kjarnsýran í veirunni samt sem áður með RT-PCR. Ben-Shoshan [18] sýndi 15 brjóstamjólkursýni með cytomegalovirus (CMV) jákvæðum 2450 MHz og 750 W rafsegulbylgjum beint í 30 sekúndur. Greining mótefnavaka með Shell-Vial sýndi fram á algjöra óvirkjun CMV. Hins vegar, við 500 W, náðu 2 af 15 sýnum ekki fullkominni óvirkjun, sem bendir til jákvæðrar fylgni milli óvirkjunarvirkni og afls rafsegulbylgnanna.
Einnig er vert að taka fram að Yang [13] spáði fyrir um ómsveiflutíðni milli rafsegulbylgna og veira út frá viðurkenndum eðlisfræðilegum líkönum. Sviflausn af H3N2 veiruögnum með eðlisþyngd upp á 7,5 × 1014 m-3, framleidd af veirunæmum Madin Darby hundanýrnafrumum (MDCK), var beint útsett fyrir rafsegulbylgjum á tíðninni 8 GHz og afli upp á 820 W/m² í 15 mínútur. Óvirkjunarstig H3N2 veirunnar nær 100%. Hins vegar, við fræðilegt þröskuld upp á 82 W/m², voru aðeins 38% af H3N2 veirunni óvirkjuð, sem bendir til þess að skilvirkni rafsegulbylgju-miðlaðrar óvirkjunar veirunnar sé nátengd aflþéttleika. Byggt á þessari rannsókn reiknaði Barbora [14] út ómsveiflutíðnibilið (8,5–20 GHz) milli rafsegulbylgna og SARS-CoV-2 og komst að þeirri niðurstöðu að 7,5 × 1014 m-3 af SARS-CoV-2 sem verður fyrir rafsegulbylgjum. Bylgja með tíðnina 10-17 GHz og aflþéttleika 14,5 ± 1 W/m2 í um það bil 15 mínútur mun leiða til 100% óvirkjunar. Nýleg rannsókn eftir Wang [19] sýndi að ómsveiflutíðnin í SARS-CoV-2 er 4 og 7,5 GHz, sem staðfestir tilvist ómsveiflutíðna óháð veiruþéttni.
Að lokum má segja að rafsegulbylgjur geti haft áhrif á úðabrúsa og sviflausnir, sem og virkni veira á yfirborðum. Kom í ljós að virkni óvirkjunar er nátengd tíðni og krafti rafsegulbylgna og miðlinum sem notaður er til vaxtar veirunnar. Að auki eru rafsegulbylgjur sem byggjast á eðlisfræðilegri ómun mjög mikilvægar fyrir óvirkjun veira [2, 13]. Hingað til hefur áhrif rafsegulbylgna á virkni sjúkdómsvaldandi veira aðallega beinst að því að breyta smithæfni. Vegna flókins verkunarháttar hafa nokkrar rannsóknir greint frá áhrifum rafsegulbylgna á fjölgun og umritun sjúkdómsvaldandi veira.
Aðferðirnar sem rafsegulbylgjur nota til að gera veirur óvirkar eru nátengdar tegund veirunnar, tíðni og styrk rafsegulbylgnanna og vaxtarumhverfi veirunnar, en eru enn að mestu órannsakaðar. Nýlegar rannsóknir hafa einbeitt sér að aðferðum varma-, hitaleysis- og byggingarlegrar orkuflutnings.
Varmaáhrif eru skilgreind sem hækkun á hitastigi sem orsakast af hraðsnúningi, árekstri og núningi pólsameinda í vefjum undir áhrifum rafsegulbylgna. Vegna þessa eiginleika geta rafsegulbylgjur hækkað hitastig veirunnar yfir þröskuld lífeðlisfræðilegs þols, sem veldur dauða veirunnar. Hins vegar innihalda veirur fáar pólsameindir, sem bendir til þess að bein varmaáhrif á veirur séu sjaldgæf [1]. Þvert á móti eru mun fleiri pólsameindir í miðlinum og umhverfinu, svo sem vatnssameindir, sem hreyfast í samræmi við víxlrafsviðið sem rafsegulbylgjur örva og mynda hita með núningi. Hitinn flyst síðan til veirunnar til að hækka hitastig hennar. Þegar þolþröskuldurinn er yfirstiginn eyðileggjast kjarnsýrur og prótein, sem að lokum dregur úr smitgetu og jafnvel óvirkjar veiruna.
Nokkrar rannsóknarhópar hafa greint frá því að rafsegulbylgjur geti dregið úr smithæfni veira með hitauppstreymi [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] útsetti sviflausnir af kórónuveirunni 229E fyrir rafsegulbylgjum á tíðninni 95 GHz með aflþéttleika upp á 70 til 100 W/cm² í 0,2-0,7 sekúndur. Niðurstöðurnar sýndu að 100°C hitastigshækkun við þetta ferli stuðlaði að eyðileggingu á lögun veirunnar og minnkaði virkni hennar. Þessi hitauppstreymisáhrif má skýra með áhrifum rafsegulbylgna á nærliggjandi vatnssameindir. Siddharta [3] geislaði frumuræktunarsviflausnir sem innihéldu HCV af mismunandi arfgerðum, þar á meðal GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a og GT7a, með rafsegulbylgjum á tíðninni 2450 MHz og afli 90 W og 180 W, 360 W, 600 W og 800 Tue. Með hækkun hitastigs frumuræktunarmiðilsins úr 26°C í 92°C minnkaði rafsegulgeislun smithæfni veirunnar eða gerði hana alveg óvirka. En HCV var útsett fyrir rafsegulbylgjum í stuttan tíma við lágan kraft (90 eða 180 W, 3 mínútur) eða hærri kraft (600 eða 800 W, 1 mínúta), en engin marktæk hækkun varð á hitastigi og engin marktæk breyting varð á smithæfni eða virkni veirunnar.
Ofangreindar niðurstöður benda til þess að hitaáhrif rafsegulbylgna séu lykilþáttur sem hefur áhrif á smithæfni eða virkni sjúkdómsvaldandi veira. Þar að auki hafa fjölmargar rannsóknir sýnt að hitaáhrif rafsegulgeislunar gera sjúkdómsvaldandi veirur óvirkari á áhrifaríkari hátt en UV-C og hefðbundin upphitun [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Auk áhrifa frá hitauppstreymi geta rafsegulbylgjur einnig breytt pólun sameinda eins og örverupróteina og kjarnsýra, sem veldur því að sameindirnar snúast og titra, sem leiðir til minnkaðrar lífvænleika eða jafnvel dauða [10]. Talið er að hröð breyting á pólun rafsegulbylgna valdi próteinpólun, sem leiðir til snúnings og sveigju próteinbyggingarinnar og að lokum til denatúrunar próteina [11].
Áhrif rafsegulbylgna á óvirkjun veira eru enn umdeild, en flestar rannsóknir hafa sýnt jákvæðar niðurstöður [1, 25]. Eins og við nefndum hér að ofan geta rafsegulbylgjur farið beint inn í hjúpprótein MS2 veirunnar og eyðilagt kjarnsýru veirunnar. Þar að auki eru MS2 veiruúðar mun næmari fyrir rafsegulbylgjum en vatnskennd MS2. Vegna minna skautaðra sameinda, svo sem vatnssameinda, í umhverfinu sem umlykur MS2 veiruúða, geta hitauppstreymi gegnt lykilhlutverki í rafsegulbylgjumiðluðum óvirkjun veira [1].
Fyrirbærið ómun vísar til tilhneigingar efnislegs kerfis til að taka upp meiri orku úr umhverfi sínu á eigin tíðni og bylgjulengd. Ómun á sér stað víða í náttúrunni. Það er vitað að veirur óma við örbylgjur á sömu tíðni í takmörkuðum hljóðtvípólaham, sem er ómunarfyrirbæri [2, 13, 26]. Ómunarháttar víxlverkunar rafsegulbylgju og veiru vekja sífellt meiri athygli. Áhrif skilvirkrar byggingarlegrar ómunarorkuflutnings (SRET) frá rafsegulbylgjum til lokaðra hljóðsveiflna (CAV) í veirum geta leitt til rofs á veiruhimnu vegna andstæðra titringa í kjarna og hylkis. Að auki tengist heildaráhrif SRET eðli umhverfisins, þar sem stærð og sýrustig veiruagnarinnar ákvarða ómunartíðni og orkuupptöku, talið í sömu röð [2, 13, 19].
Áhrif rafsegulbylgna með eðlisfræðilegri ómun gegna lykilhlutverki í óvirkjun hjúpaðra veira, sem eru umkringdar tvílaga himnu sem er innbyggð í veiruprótein. Rannsakendurnir komust að því að óvirkjun H3N2 með rafsegulbylgjum með tíðni 6 GHz og aflþéttleika 486 W/m² stafaði aðallega af eðlisfræðilegri rofi skeljarinnar vegna ómunaráhrifa [13]. Hitastig H3N2 sviflausnarinnar jókst aðeins um 7°C eftir 15 mínútna útsetningu, en til að óvirkja H3N2 veiruna í mönnum með hitaupphitun þarf hitastig yfir 55°C [9]. Svipuð fyrirbæri hafa sést fyrir veirur eins og SARS-CoV-2 og H3N1 [13, 14]. Að auki leiðir óvirkjun veira með rafsegulbylgjum ekki til niðurbrots á erfðamengjum veirunnar [1,13,14]. Þannig var óvirkjun H3N2 veirunnar ýtt undir með eðlisfræðilegri ómun frekar en hitaupphitun [13].
Í samanburði við hitaáhrif rafsegulbylgna krefst óvirkjun veira með eðlisfræðilegri ómun lægri skammta, sem eru undir öryggisstöðlum örbylgju sem Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) hefur sett [2, 13]. Ómunartíðnin og aflskammturinn eru háðir eðliseiginleikum veirunnar, svo sem agnastærð og teygjanleika, og allar veirur innan ómunartíðnarinnar er hægt að beita á áhrifaríkan hátt til óvirkjunar. Vegna mikils gegndræpishraða, fjarveru jónandi geislunar og góðs öryggis er óvirkjun veira, miðluð með hitaáhrifum CPET, efnileg til meðferðar á illkynja sjúkdómum hjá mönnum af völdum sjúkdómsvaldandi veira [14, 26].
Með því að nota óvirkjunaraðferðir fyrir veirur í vökvaformi og á yfirborði ýmissa miðla geta rafsegulbylgjur tekist á við veiruúða á áhrifaríkan hátt [1, 26], sem er bylting og mjög mikilvægt til að stjórna útbreiðslu veirunnar og koma í veg fyrir útbreiðslu hennar í samfélaginu. Ennfremur er uppgötvun á eðlisfræðilegum eiginleikum rafsegulbylgna mjög mikilvæg á þessu sviði. Svo lengi sem ómsveiflutíðni tiltekinnar veiru og rafsegulbylgjur eru þekktar er hægt að miða á allar veirur innan ómsveiflutíðnisviðs sársins, sem ekki er hægt að ná með hefðbundnum aðferðum til að óvirkja veirur [13,14,26]. Rafsegulóvirkjun veira er efnileg rannsókn með mikið rannsóknar- og hagnýtt gildi og möguleika.
Í samanburði við hefðbundna tækni til að drepa veirur hafa rafsegulbylgjur eiginleika einfalda, árangursríka og hagnýta umhverfisvernd við veirueyðingu vegna einstakra eðliseiginleika sinna [2, 13]. Hins vegar eru mörg vandamál eftir. Í fyrsta lagi er nútímaþekking takmörkuð við eðliseiginleika rafsegulbylgna og ekki hefur verið lýst hvernig orkunotkun við útsendingu rafsegulbylgna virkar [10, 27]. Örbylgjur, þar á meðal millímetrabylgjur, hafa verið mikið notaðar til að rannsaka óvirkjun veira og aðferðir hennar, en rannsóknir á rafsegulbylgjum á öðrum tíðnum, sérstaklega á tíðnum frá 100 kHz til 300 MHz og frá 300 GHz til 10 THz, hafa ekki verið birtar. Í öðru lagi hefur ekki verið skýrt hvernig rafsegulbylgjur drepa sjúkdómsvaldandi veirur og aðeins kúlulaga og stönglaga veirur hafa verið rannsakaðar [2]. Að auki eru veiruagnir litlar, frumulausar, stökkbreytast auðveldlega og dreifast hratt, sem getur komið í veg fyrir óvirkjun veira. Rafsegulbylgjutækni þarf enn að bæta til að sigrast á hindruninni við að óvirkja sjúkdómsvaldandi veirur. Að lokum veldur mikil frásog geislunarorku af völdum pólsameinda í miðlinum, svo sem vatnssameinda, orkutapi. Þar að auki geta nokkrir óþekktir ferlar í veirum haft áhrif á virkni SRET [28]. SRET áhrifin geta einnig breytt veirunni til að aðlagast umhverfi sínu, sem leiðir til viðnáms gegn rafsegulbylgjum [29].
Í framtíðinni þarf að bæta enn frekar tækni til að gera veirur óvirkar með rafsegulbylgjum. Grundvallarvísindarannsóknir ættu að miða að því að skýra hvernig rafsegulbylgjur gera veirur óvirkar. Til dæmis ætti að skýra kerfisbundið hvernig orku veira nýtir sér þegar þær verða fyrir rafsegulbylgjum, ítarlegan verkunarhátt sem drepur sjúkdómsvaldandi veirur án hita og verkunarhátt SRET-áhrifa milli rafsegulbylgna og ýmissa gerða veira. Hagnýtar rannsóknir ættu að einbeita sér að því hvernig koma megi í veg fyrir óhóflega frásog geislunarorku af völdum pólsameinda, rannsaka áhrif rafsegulbylgna af mismunandi tíðni á ýmsar sjúkdómsvaldandi veirur og rannsaka áhrif rafsegulbylgna án hita við eyðingu sjúkdómsvaldandi veira án hita.
Rafsegulbylgjur hafa orðið efnileg aðferð til að óvirkja sjúkdómsvaldandi veirur. Rafsegulbylgjutækni hefur þá kosti að vera lítil mengun, lágur kostur og skilvirk í óvirkjun sýklaveira, sem getur yfirstigið takmarkanir hefðbundinnar vírusvarnartækni. Hins vegar er þörf á frekari rannsóknum til að ákvarða færibreytur rafsegulbylgjutækni og skýra hvernig veirur óvirkjast.
Ákveðinn skammtur af rafsegulbylgjum getur eyðilagt uppbyggingu og virkni margra sjúkdómsvaldandi veira. Skilvirkni óvirkjunar veira er nátengd tíðni, aflþéttleika og útsetningartíma. Að auki eru mögulegar aðferðir meðal annars varma-, hita- og byggingarómunaráhrif orkuflutnings. Í samanburði við hefðbundna veirueyðandi tækni hefur rafsegulbylgjumiðluð veiruóvirkjun þá kosti að vera einfaldur, skilvirkur og mengaður aðferð lítillar. Þess vegna hefur rafsegulbylgjumiðluð veiruóvirkjun orðið efnileg veirueyðandi tækni til framtíðarnota.
U Yu. Áhrif örbylgjugeislunar og kalds plasma á virkni lífrænna úða og tengdra ferla. Peking-háskóli. árið 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC o.fl. Ómun tvípólatenging örbylgjuofna og takmarkaðar hljóðsveiflur í bakúloveirum. Vísindaleg skýrsla 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, o.fl. Örbylgjuóvirkjun HCV og HIV: ný aðferð til að koma í veg fyrir smit veirunnar meðal sprautufíkla. Vísindaskýrsla 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Rannsókn og tilraunaathugun á mengun sjúkrahússkjala með örbylgjuofnssótthreinsun [J] Chinese Medical Journal. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Forrannsókn á óvirkjunarferli og virkni natríumdíklórísósýanats gegn bakteríufáganum MS2. Sichuan-háskóli. 2007.
Yang Li Forrannsókn á óvirkjunaráhrifum og verkunarháttum o-ftaldehýðs á bakteríufágann MS2. Sichuan-háskóli. 2007.
Wu Ye, frú Yao. Óvirkjun loftborns veiru á staðnum með örbylgjugeislun. Chinese Science Bulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. o.fl. Kórónuveirur og lömunarveirur eru viðkvæmar fyrir stuttum púlsum af W-band hringrásargeislun. Bréf um umhverfisefnafræði. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, o.fl. Óvirkjun inflúensuveiru fyrir rannsóknir á mótefnavaka og ónæmismælingar gegn svipgerðum neúramínidasahemlum. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, o.fl. Yfirlit yfir ófrjósemisaðgerð í örbylgjuofni. Guangdong örnæringarvísindi. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Óvarmabundin líffræðileg áhrif örbylgjuofna á matvælaörverur og örbylgjuofnsófrjóvgunartækni [JJ Southwestern Nationalities University (Náttúruvísindaútgáfa). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Próteinafnbreyting SARS-CoV-2 við hitastýrða örbylgjugeislun. Vísindaskýrsla 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, o.fl. Skilvirk flutningur á byggingarlegri ómsveiflu frá örbylgjum til takmarkaðra hljóðsveiflna í veirum. Vísindaleg skýrsla 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Markviss veirulyfjameðferð með ójónandi geislameðferð við SARS-CoV-2 og undirbúningur fyrir veirufaraldur: aðferðir, aðferðir og starfshættir fyrir klíníska notkun. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Örbylgjuofnsóthreinsun og þættir sem hafa áhrif á hana. Kínverska læknatímaritið. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Lifun örvera í örbylgjuofnum. Þú getur J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Meðferð með örbylgjuofni eða sjálfsofnun eyðileggur smithæfni berkjubólguveiru og fuglapneumoveiru, en gerir kleift að greina þær með öfugri umritunarpólýmerasakeðjuverkun. Poultry disease. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Útrýming cýtómegalóveiru úr brjóstamjólk með örbylgjuofni: tilraunarannsókn. brjóstagjafarlyf. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, o.fl. Örbylgjuómun frásog SARS-CoV-2 veirunnar. Vísindaskýrsla 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, o.fl. UV-C (254 nm) banvænn skammtur af SARS-CoV-2. Ljósgreining Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, o.fl. Hröð og fullkomin óvirkjun SARS-CoV-2 með útfjólubláum geislum (UV-C). Vísindaskýrsla 2020; 10(1):22421.
Birtingartími: 21. október 2022
Persónuverndarstillingar