Dampak gelombang elektromagnetik terhadap virus patogen dan mekanisme terkait: tinjauan dalam Jurnal Virologi

Infeksi virus patogen telah menjadi masalah kesehatan masyarakat yang besar di seluruh dunia. Virus dapat menginfeksi semua organisme seluler dan menyebabkan berbagai tingkat cedera dan kerusakan, yang menyebabkan penyakit dan bahkan kematian. Dengan prevalensi virus yang sangat patogen seperti sindrom pernapasan akut berat coronavirus 2 (SARS-CoV-2), ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan metode yang efektif dan aman untuk menonaktifkan virus patogen. Metode tradisional untuk menonaktifkan virus patogen praktis tetapi memiliki beberapa keterbatasan. Dengan karakteristik daya tembus yang tinggi, resonansi fisik dan tidak ada polusi, gelombang elektromagnetik telah menjadi strategi potensial untuk menonaktifkan virus patogen dan semakin menarik perhatian. Artikel ini memberikan ikhtisar publikasi terbaru tentang dampak gelombang elektromagnetik pada virus patogen dan mekanismenya, serta prospek penggunaan gelombang elektromagnetik untuk menonaktifkan virus patogen, serta ide dan metode baru untuk menonaktifkan tersebut.
Banyak virus yang menyebar dengan cepat, bertahan dalam jangka waktu yang lama, sangat patogenik, dan dapat menyebabkan epidemi global serta risiko kesehatan yang serius. Pencegahan, deteksi, pengujian, pemberantasan, dan pengobatan merupakan langkah-langkah kunci untuk menghentikan penyebaran virus. Pemberantasan virus patogenik yang cepat dan efisien meliputi pencegahan, perlindungan, dan pemberantasan sumber. Inaktivasi virus patogenik melalui penghancuran fisiologis untuk mengurangi daya infeksi, patogenisitas, dan kapasitas reproduksinya merupakan metode yang efektif untuk memberantasnya. Metode tradisional, termasuk suhu tinggi, bahan kimia, dan radiasi pengion, dapat secara efektif menonaktifkan virus patogenik. Akan tetapi, metode ini masih memiliki beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, masih ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan strategi inovatif untuk inaktivasi virus patogenik.
Emisi gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan berupa daya tembus tinggi, pemanasan cepat dan seragam, resonansi dengan mikroorganisme dan pelepasan plasma, dan diharapkan menjadi metode praktis untuk menonaktifkan virus patogen [1,2,3]. Kemampuan gelombang elektromagnetik untuk menonaktifkan virus patogen telah dibuktikan pada abad terakhir [4]. Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan gelombang elektromagnetik untuk menonaktifkan virus patogen telah menarik perhatian yang semakin meningkat. Artikel ini membahas pengaruh gelombang elektromagnetik terhadap virus patogen dan mekanismenya, yang dapat menjadi panduan yang berguna untuk penelitian dasar dan terapan.
Karakteristik morfologi virus dapat mencerminkan fungsi seperti kelangsungan hidup dan daya infeksi. Telah dibuktikan bahwa gelombang elektromagnetik, terutama gelombang elektromagnetik frekuensi ultra tinggi (UHF) dan frekuensi ultra tinggi (EHF), dapat mengganggu morfologi virus.
Bakteriofag MS2 (MS2) sering digunakan dalam berbagai bidang penelitian seperti evaluasi desinfeksi, pemodelan kinetik (air), dan karakterisasi biologis molekul virus [5, 6]. Wu menemukan bahwa gelombang mikro pada 2450 MHz dan 700 W menyebabkan agregasi dan penyusutan yang signifikan dari fag akuatik MS2 setelah 1 menit penyinaran langsung [1]. Setelah penyelidikan lebih lanjut, kerusakan pada permukaan fag MS2 juga diamati [7]. Kaczmarczyk [8] memaparkan suspensi sampel virus corona 229E (CoV-229E) ke gelombang milimeter dengan frekuensi 95 GHz dan kerapatan daya 70 hingga 100 W/cm2 selama 0,1 detik. Lubang besar dapat ditemukan pada cangkang virus yang bulat dan kasar, yang menyebabkan hilangnya isinya. Paparan gelombang elektromagnetik dapat merusak bentuk virus. Namun, perubahan sifat morfologi, seperti bentuk, diameter, dan kehalusan permukaan, setelah terpapar virus dengan radiasi elektromagnetik tidak diketahui. Oleh karena itu, penting untuk menganalisis hubungan antara ciri morfologi dan gangguan fungsional, yang dapat memberikan indikator berharga dan praktis untuk menilai inaktivasi virus [1].
Struktur virus biasanya terdiri dari asam nukleat internal (RNA atau DNA) dan kapsid eksternal. Asam nukleat menentukan sifat genetik dan replikasi virus. Kapsid adalah lapisan luar subunit protein yang tersusun teratur, perancah dasar dan komponen antigenik partikel virus, dan juga melindungi asam nukleat. Sebagian besar virus memiliki struktur selubung yang terbuat dari lipid dan glikoprotein. Selain itu, protein selubung menentukan spesifisitas reseptor dan berfungsi sebagai antigen utama yang dapat dikenali oleh sistem imun inang. Struktur yang lengkap memastikan integritas dan stabilitas genetik virus.
Penelitian telah menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik, terutama gelombang elektromagnetik UHF, dapat merusak RNA virus penyebab penyakit. Wu [1] secara langsung memaparkan lingkungan berair virus MS2 ke gelombang mikro 2450 MHz selama 2 menit dan menganalisis gen yang mengkode protein A, protein kapsid, protein replikase, dan protein pembelahan dengan elektroforesis gel dan reaksi berantai polimerase transkripsi balik. RT-PCR). Gen-gen ini secara progresif dihancurkan dengan meningkatnya kerapatan daya dan bahkan menghilang pada kerapatan daya tertinggi. Misalnya, ekspresi gen protein A (934 bp) menurun secara signifikan setelah paparan gelombang elektromagnetik dengan daya 119 dan 385 W dan sepenuhnya menghilang ketika kerapatan daya ditingkatkan menjadi 700 W. Data ini menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik dapat, tergantung pada dosisnya, menghancurkan struktur asam nukleat virus.
Studi terbaru telah menunjukkan bahwa efek gelombang elektromagnetik pada protein virus patogen terutama didasarkan pada efek termal tidak langsungnya pada mediator dan efek tidak langsungnya pada sintesis protein karena penghancuran asam nukleat [1, 3, 8, 9]. Namun, efek atermik juga dapat mengubah polaritas atau struktur protein virus [1, 10, 11]. Efek langsung gelombang elektromagnetik pada protein struktural/non-struktural fundamental seperti protein kapsid, protein amplop atau protein lonjakan virus patogen masih memerlukan studi lebih lanjut. Baru-baru ini telah disarankan bahwa radiasi elektromagnetik selama 2 menit pada frekuensi 2,45 GHz dengan daya 700 W dapat berinteraksi dengan berbagai fraksi muatan protein melalui pembentukan titik panas dan medan listrik berosilasi melalui efek elektromagnetik murni [12].
Selubung virus patogenik sangat erat kaitannya dengan kemampuannya untuk menginfeksi atau menyebabkan penyakit. Beberapa penelitian telah melaporkan bahwa gelombang elektromagnetik UHF dan gelombang mikro dapat menghancurkan cangkang virus penyebab penyakit. Seperti disebutkan di atas, lubang-lubang yang berbeda dapat dideteksi dalam selubung virus korona 229E setelah paparan 0,1 detik terhadap gelombang milimeter 95 GHz pada kerapatan daya 70 hingga 100 W/cm2 [8]. Efek transfer energi resonansi gelombang elektromagnetik dapat menyebabkan tekanan yang cukup untuk menghancurkan struktur selubung virus. Untuk virus yang berselubung, setelah selubung pecah, daya infeksi atau beberapa aktivitas biasanya menurun atau hilang sama sekali [13, 14]. Yang [13] memaparkan virus influenza H3N2 (H3N2) dan virus influenza H1N1 (H1N1) ke gelombang mikro pada 8,35 GHz, 320 W/m² dan 7 GHz, 308 W/m², masing-masing, selama 15 menit. Untuk membandingkan sinyal RNA virus patogen yang terpapar gelombang elektromagnetik dan model terfragmentasi yang dibekukan dan segera dicairkan dalam nitrogen cair selama beberapa siklus, dilakukan RT-PCR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sinyal RNA dari kedua model tersebut sangat konsisten. Hasil ini menunjukkan bahwa struktur fisik virus terganggu dan struktur selubungnya hancur setelah terpapar radiasi gelombang mikro.
Aktivitas virus dapat dicirikan oleh kemampuannya untuk menginfeksi, mereplikasi, dan menyalin. Infeksi atau aktivitas virus biasanya dinilai dengan mengukur titer virus menggunakan uji plak, median infective dose (TCID50) kultur jaringan, atau aktivitas gen pelapor luciferase. Namun, hal itu juga dapat dinilai secara langsung dengan mengisolasi virus hidup atau dengan menganalisis antigen virus, kepadatan partikel virus, kelangsungan hidup virus, dll.
Telah dilaporkan bahwa gelombang elektromagnetik UHF, SHF dan EHF dapat secara langsung menonaktifkan aerosol virus atau virus yang terbawa air. Wu [1] memaparkan aerosol bakteriofag MS2 yang dihasilkan oleh nebulizer laboratorium ke gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 2450 MHz dan daya 700 W selama 1,7 menit, sedangkan tingkat kelangsungan hidup bakteriofag MS2 hanya 8,66%. Mirip dengan aerosol virus MS2, 91,3% MS2 berair dinonaktifkan dalam waktu 1,5 menit setelah paparan dosis gelombang elektromagnetik yang sama. Selain itu, kemampuan radiasi elektromagnetik untuk menonaktifkan virus MS2 berkorelasi positif dengan kerapatan daya dan waktu paparan. Namun, ketika efisiensi deaktivasi mencapai nilai maksimumnya, efisiensi deaktivasi tidak dapat ditingkatkan dengan meningkatkan waktu paparan atau meningkatkan kerapatan daya. Misalnya, virus MS2 memiliki tingkat kelangsungan hidup minimal 2,65% hingga 4,37% setelah paparan gelombang elektromagnetik 2450 MHz dan 700 W, dan tidak ada perubahan signifikan yang ditemukan dengan meningkatnya waktu paparan. Siddharta [3] menyinari suspensi kultur sel yang mengandung virus hepatitis C (HCV)/human immunodeficiency virus tipe 1 (HIV-1) dengan gelombang elektromagnetik pada frekuensi 2450 MHz dan daya 360 W. Mereka menemukan bahwa titer virus turun secara signifikan setelah 3 menit paparan, yang menunjukkan bahwa radiasi gelombang elektromagnetik efektif terhadap infeksi HCV dan HIV-1 dan membantu mencegah penularan virus bahkan ketika terpapar bersamaan. Ketika menyinari kultur sel HCV dan suspensi HIV-1 dengan gelombang elektromagnetik daya rendah dengan frekuensi 2450 MHz, 90 W atau 180 W, tidak ada perubahan dalam titer virus, yang ditentukan oleh aktivitas reporter luciferase, dan perubahan signifikan dalam infeksi virus yang diamati. pada 600 dan 800 W selama 1 menit, daya infeksi kedua virus tidak menurun secara signifikan, yang diyakini terkait dengan kekuatan radiasi gelombang elektromagnetik dan waktu paparan suhu kritis.
Kaczmarczyk [8] pertama kali menunjukkan daya mematikan gelombang elektromagnetik EHF terhadap virus patogen yang ditularkan melalui air pada tahun 2021. Mereka memaparkan sampel virus corona 229E atau virus polio (PV) ke gelombang elektromagnetik pada frekuensi 95 GHz dan kepadatan daya 70 hingga 100 W/cm2 selama 2 detik. Efisiensi inaktivasi kedua virus patogen tersebut masing-masing adalah 99,98% dan 99,375%. yang menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik EHF memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang inaktivasi virus.
Efektivitas inaktivasi virus dengan UHF juga telah dievaluasi di berbagai media seperti ASI dan beberapa bahan yang umum digunakan di rumah. Para peneliti memaparkan masker anestesi yang terkontaminasi adenovirus (ADV), poliovirus tipe 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dan rhinovirus (RHV) ke radiasi elektromagnetik pada frekuensi 2450 MHz dan daya 720 watt. Mereka melaporkan bahwa tes untuk antigen ADV dan PV-1 menjadi negatif, dan titer HV-1, PIV-3, dan RHV turun ke nol, yang menunjukkan inaktivasi lengkap semua virus setelah 4 menit paparan [15, 16]. Elhafi [17] secara langsung memaparkan usapan yang terinfeksi virus bronkitis infeksius burung (IBV), virus pneumovirus burung (APV), virus penyakit Newcastle (NDV), dan virus influenza burung (AIV) ke oven gelombang mikro 2450 MHz, 900 W. kehilangan daya infeksinya. Di antara mereka, APV dan IBV juga terdeteksi dalam kultur organ trakea yang diperoleh dari embrio ayam generasi ke-5. Meskipun virus tidak dapat diisolasi, asam nukleat virus masih terdeteksi oleh RT-PCR. Ben-Shoshan [18] secara langsung memaparkan gelombang elektromagnetik 2450 MHz, 750 W ke 15 sampel ASI positif cytomegalovirus (CMV) selama 30 detik. Deteksi antigen oleh Shell-Vial menunjukkan inaktivasi lengkap CMV. Namun, pada 500 W, 2 dari 15 sampel tidak mencapai inaktivasi lengkap, yang menunjukkan korelasi positif antara efisiensi inaktivasi dan daya gelombang elektromagnetik.
Perlu juga dicatat bahwa Yang [13] memperkirakan frekuensi resonansi antara gelombang elektromagnetik dan virus berdasarkan model fisik yang sudah ada. Suspensi partikel virus H3N2 dengan kepadatan 7,5 × 1014 m-3, yang diproduksi oleh sel ginjal anjing Madin Darby yang peka terhadap virus (MDCK), secara langsung terkena gelombang elektromagnetik pada frekuensi 8 GHz dan daya 820 W/m² selama 15 menit. Tingkat inaktivasi virus H3N2 mencapai 100%. Namun, pada ambang batas teoritis 82 W/m2, hanya 38% virus H3N2 yang dinonaktifkan, menunjukkan bahwa efisiensi inaktivasi virus yang dimediasi EM terkait erat dengan kepadatan daya. Berdasarkan penelitian ini, Barbora [14] menghitung rentang frekuensi resonansi (8,5–20 GHz) antara gelombang elektromagnetik dan SARS-CoV-2 dan menyimpulkan bahwa 7,5 × 1014 m-3 SARS-CoV-2 yang terpapar gelombang elektromagnetik Gelombang dengan frekuensi 10-17 GHz dan kerapatan daya 14,5 ± 1 W/m2 selama sekitar 15 menit akan menghasilkan 100% deaktivasi. Sebuah penelitian terbaru oleh Wang [19] menunjukkan bahwa frekuensi resonansi SARS-CoV-2 adalah 4 dan 7,5 GHz, yang mengonfirmasi keberadaan frekuensi resonansi yang tidak bergantung pada titer virus.
Sebagai kesimpulan, kita dapat mengatakan bahwa gelombang elektromagnetik dapat memengaruhi aerosol dan suspensi, serta aktivitas virus pada permukaan. Ditemukan bahwa efektivitas inaktivasi terkait erat dengan frekuensi dan daya gelombang elektromagnetik serta media yang digunakan untuk pertumbuhan virus. Selain itu, frekuensi elektromagnetik berdasarkan resonansi fisik sangat penting untuk inaktivasi virus [2, 13]. Selama ini, pengaruh gelombang elektromagnetik terhadap aktivitas virus patogen terutama difokuskan pada perubahan daya infeksi. Karena mekanismenya yang kompleks, beberapa penelitian telah melaporkan pengaruh gelombang elektromagnetik terhadap replikasi dan transkripsi virus patogen.
Mekanisme yang digunakan gelombang elektromagnetik untuk menonaktifkan virus terkait erat dengan jenis virus, frekuensi dan kekuatan gelombang elektromagnetik, serta lingkungan pertumbuhan virus, tetapi sebagian besar masih belum dieksplorasi. Penelitian terkini berfokus pada mekanisme transfer energi termal, athermal, dan resonansi struktural.
Efek termal dipahami sebagai peningkatan suhu yang disebabkan oleh rotasi berkecepatan tinggi, tumbukan dan gesekan molekul polar dalam jaringan di bawah pengaruh gelombang elektromagnetik. Karena sifat ini, gelombang elektromagnetik dapat meningkatkan suhu virus di atas ambang batas toleransi fisiologis, yang menyebabkan kematian virus. Namun, virus mengandung sedikit molekul polar, yang menunjukkan bahwa efek termal langsung pada virus jarang terjadi [1]. Sebaliknya, ada lebih banyak molekul polar di media dan lingkungan, seperti molekul air, yang bergerak sesuai dengan medan listrik bolak-balik yang dibangkitkan oleh gelombang elektromagnetik, menghasilkan panas melalui gesekan. Panas kemudian ditransfer ke virus untuk meningkatkan suhunya. Ketika ambang batas toleransi terlampaui, asam nukleat dan protein dihancurkan, yang pada akhirnya mengurangi infektivitas dan bahkan menonaktifkan virus.
Beberapa kelompok telah melaporkan bahwa gelombang elektromagnetik dapat mengurangi daya infeksi virus melalui paparan termal [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] memaparkan suspensi virus korona 229E ke gelombang elektromagnetik pada frekuensi 95 GHz dengan kerapatan daya 70 hingga 100 W/cm² selama 0,2-0,7 detik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan suhu sebesar 100°C selama proses ini berkontribusi terhadap kerusakan morfologi virus dan mengurangi aktivitas virus. Efek termal ini dapat dijelaskan oleh aksi gelombang elektromagnetik pada molekul air di sekitarnya. Siddharta [3] menyinari suspensi kultur sel yang mengandung HCV dari berbagai genotipe, termasuk GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a, dan GT7a, dengan gelombang elektromagnetik pada frekuensi 2450 MHz dan daya 90 W dan 180 W, 360 W, 600 W, dan 800 Tue. Dengan peningkatan suhu media kultur sel dari 26°C ke 92°C, radiasi elektromagnetik mengurangi daya infeksi virus atau menonaktifkan virus sepenuhnya. Namun, HCV terpapar gelombang elektromagnetik untuk waktu yang singkat pada daya rendah (90 atau 180 W, 3 menit) atau daya yang lebih tinggi (600 atau 800 W, 1 menit), sementara tidak ada peningkatan suhu yang signifikan dan tidak ada perubahan yang signifikan pada daya infeksi atau aktivitas virus yang diamati.
Hasil di atas menunjukkan bahwa efek termal gelombang elektromagnetik merupakan faktor kunci yang memengaruhi daya infeksi atau aktivitas virus patogen. Selain itu, banyak penelitian telah menunjukkan bahwa efek termal radiasi elektromagnetik menonaktifkan virus patogen lebih efektif daripada UV-C dan pemanasan konvensional [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Selain efek termal, gelombang elektromagnetik juga dapat mengubah polaritas molekul seperti protein mikroba dan asam nukleat, yang menyebabkan molekul berputar dan bergetar, sehingga mengakibatkan berkurangnya viabilitas atau bahkan kematian [10]. Dipercayai bahwa perubahan polaritas gelombang elektromagnetik yang cepat menyebabkan polarisasi protein, yang menyebabkan puntiran dan kelengkungan struktur protein dan, akhirnya, denaturasi protein [11].
Efek nontermal gelombang elektromagnetik pada inaktivasi virus masih kontroversial, tetapi sebagian besar penelitian menunjukkan hasil positif [1, 25]. Seperti yang telah disebutkan di atas, gelombang elektromagnetik dapat langsung menembus protein selubung virus MS2 dan menghancurkan asam nukleat virus. Selain itu, aerosol virus MS2 jauh lebih sensitif terhadap gelombang elektromagnetik daripada MS2 dalam air. Karena molekul yang kurang polar, seperti molekul air, di lingkungan sekitar aerosol virus MS2, efek atermik mungkin memainkan peran penting dalam inaktivasi virus yang dimediasi gelombang elektromagnetik [1].
Fenomena resonansi mengacu pada kecenderungan sistem fisik untuk menyerap lebih banyak energi dari lingkungannya pada frekuensi dan panjang gelombang alaminya. Resonansi terjadi di banyak tempat di alam. Diketahui bahwa virus beresonansi dengan gelombang mikro dengan frekuensi yang sama dalam mode dipol akustik terbatas, sebuah fenomena resonansi [2, 13, 26]. Mode interaksi resonansi antara gelombang elektromagnetik dan virus semakin menarik perhatian. Efek transfer energi resonansi struktural (SRET) yang efisien dari gelombang elektromagnetik ke osilasi akustik tertutup (CAV) pada virus dapat menyebabkan pecahnya membran virus karena getaran inti-kapsid yang berlawanan. Selain itu, efektivitas SRET secara keseluruhan terkait dengan sifat lingkungan, di mana ukuran dan pH partikel virus menentukan frekuensi resonansi dan penyerapan energi, masing-masing [2, 13, 19].
Efek resonansi fisik gelombang elektromagnetik memainkan peran kunci dalam inaktivasi virus berselubung, yang dikelilingi oleh membran dwilapis yang tertanam dalam protein virus. Para peneliti menemukan bahwa deaktivasi H3N2 oleh gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 6 GHz dan kerapatan daya 486 W/m² terutama disebabkan oleh pecahnya cangkang secara fisik akibat efek resonansi [13]. Suhu suspensi H3N2 hanya meningkat 7°C setelah 15 menit paparan, namun, untuk inaktivasi virus H3N2 manusia dengan pemanasan termal, diperlukan suhu di atas 55°C [9]. Fenomena serupa telah diamati untuk virus seperti SARS-CoV-2 dan H3N1 [13, 14]. Selain itu, inaktivasi virus oleh gelombang elektromagnetik tidak menyebabkan degradasi genom RNA virus [1,13,14]. Dengan demikian, inaktivasi virus H3N2 didorong oleh resonansi fisik daripada paparan termal [13].
Dibandingkan dengan efek termal gelombang elektromagnetik, inaktivasi virus melalui resonansi fisik memerlukan parameter dosis yang lebih rendah, yang berada di bawah standar keamanan gelombang mikro yang ditetapkan oleh Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. Frekuensi resonansi dan dosis daya bergantung pada sifat fisik virus, seperti ukuran partikel dan elastisitas, dan semua virus dalam frekuensi resonansi dapat ditargetkan secara efektif untuk inaktivasi. Karena tingkat penetrasi yang tinggi, tidak adanya radiasi pengion, dan keamanan yang baik, inaktivasi virus yang dimediasi oleh efek atermik CPET menjanjikan untuk pengobatan penyakit ganas manusia yang disebabkan oleh virus patogen [14, 26].
Berdasarkan penerapan inaktivasi virus dalam fase cair dan pada permukaan berbagai media, gelombang elektromagnetik dapat secara efektif menangani aerosol virus [1, 26], yang merupakan terobosan dan sangat penting untuk mengendalikan penularan virus dan mencegah penularan virus di masyarakat. epidemi. Selain itu, penemuan sifat resonansi fisik gelombang elektromagnetik sangat penting dalam bidang ini. Selama frekuensi resonansi virion dan gelombang elektromagnetik tertentu diketahui, semua virus dalam rentang frekuensi resonansi luka dapat ditargetkan, yang tidak dapat dicapai dengan metode inaktivasi virus tradisional [13,14,26]. Inaktivasi virus secara elektromagnetik merupakan penelitian yang menjanjikan dengan penelitian dan nilai serta potensi terapan yang besar.
Dibandingkan dengan teknologi pembunuh virus tradisional, gelombang elektromagnetik memiliki karakteristik perlindungan lingkungan yang sederhana, efektif, dan praktis saat membunuh virus karena sifat fisiknya yang unik [2, 13]. Namun, masih banyak masalah yang tersisa. Pertama, pengetahuan modern terbatas pada sifat fisik gelombang elektromagnetik, dan mekanisme pemanfaatan energi selama emisi gelombang elektromagnetik belum diungkapkan [10, 27]. Gelombang mikro, termasuk gelombang milimeter, telah banyak digunakan untuk mempelajari inaktivasi virus dan mekanismenya, namun, studi gelombang elektromagnetik pada frekuensi lain, terutama pada frekuensi dari 100 kHz hingga 300 MHz dan dari 300 GHz hingga 10 THz, belum dilaporkan. Kedua, mekanisme pembunuhan virus patogen oleh gelombang elektromagnetik belum dijelaskan, dan hanya virus berbentuk bulat dan batang yang telah dipelajari [2]. Selain itu, partikel virus berukuran kecil, bebas sel, mudah bermutasi, dan menyebar dengan cepat, yang dapat mencegah inaktivasi virus. Teknologi gelombang elektromagnetik masih perlu ditingkatkan untuk mengatasi rintangan dalam menonaktifkan virus patogen. Terakhir, penyerapan energi radiasi yang tinggi oleh molekul polar dalam medium, seperti molekul air, mengakibatkan hilangnya energi. Selain itu, efektivitas SRET dapat dipengaruhi oleh beberapa mekanisme yang belum diketahui pada virus [28]. Efek SRET juga dapat memodifikasi virus untuk beradaptasi dengan lingkungannya, sehingga menghasilkan resistensi terhadap gelombang elektromagnetik [29].
Di masa mendatang, teknologi inaktivasi virus menggunakan gelombang elektromagnetik perlu lebih ditingkatkan lagi. Penelitian ilmiah yang mendasar harus ditujukan untuk menjelaskan mekanisme inaktivasi virus oleh gelombang elektromagnetik. Misalnya, mekanisme penggunaan energi virus saat terpapar gelombang elektromagnetik, mekanisme rinci aksi non-termal yang membunuh virus patogen, dan mekanisme efek SRET antara gelombang elektromagnetik dan berbagai jenis virus harus dijelaskan secara sistematis. Penelitian terapan harus difokuskan pada cara mencegah penyerapan energi radiasi yang berlebihan oleh molekul polar, mempelajari efek gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang berbeda pada berbagai virus patogen, dan mempelajari efek non-termal gelombang elektromagnetik dalam penghancuran virus patogen.
Gelombang elektromagnetik telah menjadi metode yang menjanjikan untuk menonaktifkan virus patogen. Teknologi gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan berupa polusi rendah, biaya rendah, dan efisiensi inaktivasi virus patogen yang tinggi, yang dapat mengatasi keterbatasan teknologi anti-virus tradisional. Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan parameter teknologi gelombang elektromagnetik dan menjelaskan mekanisme inaktivasi virus.
Dosis radiasi gelombang elektromagnetik tertentu dapat menghancurkan struktur dan aktivitas banyak virus patogen. Efisiensi inaktivasi virus terkait erat dengan frekuensi, kepadatan daya, dan waktu paparan. Selain itu, mekanisme potensial meliputi efek resonansi termal, athermal, dan struktural dari transfer energi. Dibandingkan dengan teknologi antivirus tradisional, inaktivasi virus berbasis gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan berupa kesederhanaan, efisiensi tinggi, dan polusi rendah. Oleh karena itu, inaktivasi virus yang dimediasi gelombang elektromagnetik telah menjadi teknik antivirus yang menjanjikan untuk aplikasi masa depan.
U Yu. Pengaruh radiasi gelombang mikro dan plasma dingin terhadap aktivitas bioaerosol dan mekanisme terkait. Universitas Peking. Tahun 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC dkk. Kopling dipol resonansi gelombang mikro dan osilasi akustik terbatas pada baculovirus. Laporan ilmiah 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, dkk. Inaktivasi HCV dan HIV melalui gelombang mikro: pendekatan baru untuk mencegah penularan virus di antara pengguna narkoba suntik. Laporan ilmiah 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. Investigasi dan Observasi Eksperimental Kontaminasi Dokumen Rumah Sakit dengan Disinfeksi Gelombang Mikro [J] Jurnal Medis Tiongkok. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Studi pendahuluan mekanisme inaktivasi dan kemanjuran natrium dikloroisosianat terhadap bakteriofag MS2. Universitas Sichuan. 2007.
Yang Li Studi pendahuluan tentang efek inaktivasi dan mekanisme kerja o-ftaldehid pada bakteriofag MS2. Universitas Sichuan. 2007.
Wu Ye, Ms. Yao. Inaktivasi virus di udara secara in situ dengan radiasi gelombang mikro. Chinese Science Bulletin. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. dkk. Virus corona dan virus polio sensitif terhadap pulsa pendek radiasi siklotron pita W. Surat tentang kimia lingkungan. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, dkk. Inaktivasi virus influenza untuk studi antigenisitas dan uji resistensi terhadap inhibitor neuraminidase fenotipik. Jurnal Mikrobiologi Klinik. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, dkk. Ikhtisar sterilisasi gelombang mikro. Ilmu mikronutrien Guangdong. 2013;20(6):67-70.
Li Jizhi. Efek Biologis Nontermal Gelombang Mikro pada Mikroorganisme Makanan dan Teknologi Sterilisasi Gelombang Mikro [JJ Southwestern Nationalities University (Edisi Ilmu Pengetahuan Alam). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. Denaturasi protein spike SARS-CoV-2 setelah penyinaran gelombang mikro atermik. Laporan ilmiah 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR, dkk. Transfer energi resonansi struktural yang efisien dari gelombang mikro ke osilasi akustik terbatas pada virus. Laporan ilmiah 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. Terapi antivirus tertarget menggunakan terapi radiasi non-pengion untuk SARS-CoV-2 dan persiapan menghadapi pandemi virus: metode, metode, dan catatan praktik untuk aplikasi klinis. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilisasi gelombang mikro dan faktor-faktor yang memengaruhinya. Jurnal Medis Tiongkok. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG Kelangsungan hidup mikroba dalam oven gelombang mikro. Jurnal Mikroorganisme. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Perawatan gelombang mikro atau autoklaf menghancurkan daya infeksi virus bronkitis menular dan virus pneumovirus unggas, tetapi memungkinkan mereka untuk dideteksi menggunakan reaksi berantai polimerase transkriptase terbalik. penyakit unggas. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Pemberantasan sitomegalovirus dari ASI melalui gelombang mikro: studi percontohan. Kedokteran menyusui. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR, dkk. Penyerapan resonansi gelombang mikro dari virus SARS-CoV-2. Laporan Ilmiah 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, dll. Dosis mematikan UV-C (254 nm) SARS-CoV-2. Diagnostik cahaya Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, dll. Inaktivasi SARS-CoV-2 yang cepat dan tuntas dengan UV-C. Laporan Ilmiah 2020; 10(1):22421.