Efek gelombang elektromagnetik pada virus patogen dan mekanisme terkait: ulasan dalam Journal of Virology

Infeksi virus patogen telah menjadi masalah kesehatan masyarakat utama 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 parah 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 adalah praktis tetapi memiliki beberapa keterbatasan. Dengan karakteristik daya penetrasi tinggi, resonansi fisik dan tidak ada polusi, gelombang elektromagnetik telah menjadi strategi potensial untuk inaktivasi virus patogen dan menarik perhatian yang meningkat. Artikel ini memberikan tinjauan publikasi terbaru tentang dampak gelombang elektromagnetik pada virus patogen dan mekanismenya, serta prospek penggunaan gelombang elektromagnetik untuk inaktivasi virus patogen, serta ide -ide baru dan metode untuk inaktivasi tersebut.
Banyak virus menyebar dengan cepat, bertahan untuk waktu yang lama, sangat patogen dan dapat menyebabkan epidemi global dan risiko kesehatan yang serius. Pencegahan, deteksi, pengujian, pemberantasan dan pengobatan adalah langkah -langkah kunci untuk menghentikan penyebaran virus. Eliminasi virus patogenik yang cepat dan efisien meliputi eliminasi profilaksis, pelindung, dan sumber. Inaktivasi virus patogenik dengan perusakan fisiologis untuk mengurangi infektivitas, patogenisitas dan kapasitas reproduksi adalah metode eliminasi mereka yang efektif. Metode tradisional, termasuk suhu tinggi, bahan kimia dan radiasi pengion, secara efektif dapat menonaktifkan virus patogen. Namun, metode ini masih memiliki beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, masih ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan strategi inovatif untuk inaktivasi virus patogen.
Emisi gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan daya penetrasi 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 patogenik ditunjukkan pada abad terakhir [4]. Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan gelombang elektromagnetik untuk inaktivasi virus patogenik telah menarik perhatian semakin meningkat. Artikel ini membahas efek gelombang elektromagnetik pada virus patogen dan mekanismenya, yang dapat berfungsi sebagai panduan yang berguna untuk penelitian dasar dan terapan.
Karakteristik morfologis virus dapat mencerminkan fungsi seperti kelangsungan hidup dan infektivitas. Telah ditunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik, terutama gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi (UHF) dan ultra tinggi (EHF), dapat mengganggu morfologi virus.
Bakteriofag MS2 (MS2) sering digunakan di berbagai bidang penelitian seperti evaluasi desinfeksi, pemodelan kinetik (berair), 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 air MS2 setelah 1 menit iradiasi langsung [1]. Setelah penyelidikan lebih lanjut, istirahat di permukaan fag MS2 juga diamati [7]. Kaczmarczyk [8] mengekspos suspensi sampel coronavirus 229e (COV-229E) terhadap gelombang milimeter dengan frekuensi 95 GHz dan kepadatan daya 70 hingga 100 W/cm2 selama 0,1 detik. Lubang besar dapat ditemukan di cangkang bola yang kasar dari virus, yang mengarah pada hilangnya isinya. Paparan gelombang elektromagnetik dapat merusak bentuk virus. Namun, perubahan sifat morfologis, seperti bentuk, diameter dan kehalusan permukaan, setelah terpapar virus dengan radiasi elektromagnetik tidak diketahui. Oleh karena itu, penting untuk menganalisis hubungan antara fitur morfologis dan gangguan fungsional, yang dapat memberikan indikator yang berharga dan nyaman 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 diatur secara teratur, perancah dasar dan komponen antigenik dari partikel virus, dan juga melindungi asam nukleat. Sebagian besar virus memiliki struktur amplop yang terdiri dari lipid dan glikoprotein. Selain itu, protein amplop menentukan spesifisitas reseptor dan berfungsi sebagai antigen utama yang dapat dikenali oleh sistem kekebalan tubuh host. Struktur 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 mengekspos lingkungan berair dari virus MS2 ke microwave 2450 MHz selama 2 menit dan menganalisis gen yang mengkode protein A, protein kapsid, protein replika, dan protein pembelahan dengan elektroforesis gel dan reaksi rantai polimerase transkripsi terbalik. RT-PCR). Gen -gen ini secara progresif dihancurkan dengan meningkatnya kepadatan daya dan bahkan menghilang pada kepadatan daya tertinggi. Sebagai contoh, ekspresi gen protein A (934 bp) menurun secara signifikan setelah paparan gelombang elektromagnetik dengan kekuatan 119 dan 385 W dan benar -benar menghilang ketika kepadatan daya ditingkatkan menjadi 700 W. Data ini menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik dapat, tergantung pada dosis, menghancurkan struktur asam nukleat virus.
Studi terbaru menunjukkan bahwa efek gelombang elektromagnetik pada protein virus patogenik terutama didasarkan pada efek termal tidak langsung pada mediator dan efek tidak langsungnya pada sintesis protein karena penghancuran asam nukleat [1, 3, 8, 9]. Namun, efek athermic 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 2 menit radiasi elektromagnetik pada frekuensi 2,45 GHz dengan kekuatan 700 W dapat berinteraksi dengan fraksi muatan protein yang berbeda melalui pembentukan titik panas dan osilasi medan listrik melalui efek elektromagnetik murni [12].
Amplop virus patogen terkait erat dengan kemampuannya untuk menginfeksi atau menyebabkan penyakit. Beberapa penelitian telah melaporkan bahwa gelombang elektromagnetik UHF dan microwave dapat menghancurkan cangkang virus penyebab penyakit. Seperti disebutkan di atas, lubang yang berbeda dapat dideteksi dalam amplop virus coronavirus 229E setelah 0,1 detik paparan gelombang milimeter 95 GHz pada kepadatan daya 70 hingga 100 W/cm2 [8]. Efek transfer energi resonansi gelombang elektromagnetik dapat menyebabkan stres yang cukup untuk menghancurkan struktur amplop virus. Untuk virus yang diselimuti, setelah pecahnya amplop, infektivitas atau beberapa aktivitas biasanya berkurang atau benar -benar hilang [13, 14]. Yang [13] mengekspos virus influenza H3N2 (H3N2) dan virus influenza H1N1 (H1N1) ke microwave pada 8,35 GHz, 320 W/m² dan 7 GHz, 308 W/m², masing -masing, masing -masing. Untuk membandingkan sinyal RNA dari virus patogen yang terpapar gelombang elektromagnetik dan model yang terfragmentasi dibekukan dan segera dicairkan dalam nitrogen cair untuk beberapa siklus, RT-PCR dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sinyal RNA dari kedua model sangat konsisten. Hasil ini menunjukkan bahwa struktur fisik virus terganggu dan struktur amplop dihancurkan setelah terpapar radiasi gelombang mikro.
Aktivitas virus dapat ditandai dengan kemampuannya untuk menginfeksi, mereplikasi, dan ditranskripsikan. Infektivitas atau aktivitas virus biasanya dinilai dengan mengukur titer virus menggunakan uji plak, kultur jaringan median infektif dosis (TCID50), atau aktivitas gen reporter luciferase. Tetapi 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 ditularkan melalui air. Wu [1] terpapar aerosol bakteriofag MS2 yang dihasilkan oleh nebulizer laboratorium untuk gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 2450 MHz dan kekuatan 700 W selama 1,7 menit, sedangkan tingkat kelangsungan hidup bakteriofag MS2 hanya 8,66%. Mirip dengan aerosol virus MS2, 91,3% dari MS2 berair tidak aktif dalam 1,5 menit setelah terpapar dengan dosis gelombang elektromagnetik yang sama. Selain itu, kemampuan radiasi elektromagnetik untuk menonaktifkan virus MS2 berkorelasi positif dengan kepadatan daya dan waktu paparan. Namun, ketika efisiensi penonaktifan mencapai nilai maksimumnya, efisiensi penonaktifan tidak dapat ditingkatkan dengan meningkatkan waktu paparan atau meningkatkan kepadatan daya. Sebagai contoh, virus MS2 memiliki tingkat kelangsungan hidup minimal 2,65% hingga 4,37% setelah paparan 2450 MHz dan 700 W gelombang elektromagnetik, dan tidak ada perubahan signifikan yang ditemukan dengan meningkatnya waktu paparan. Siddharta [3] mengiradiasi suspensi kultur sel yang mengandung virus hepatitis C (HCV)/virus imunodefisiensi manusia tipe 1 (HIV-1) dengan gelombang elektromagnetik pada frekuensi 2450 MHz dan kekuatan yang menebarkan hamparan virus yang ditunjukkan oleh virus yang turun secara signifikan setelah 3 menit paparan, yang menunjukkan bahwa electromn bahwa electrom-wave. dari virus bahkan ketika terpapar bersama. Ketika kultur sel HCV yang menyinari dan suspensi HIV-1 dengan gelombang elektromagnetik berdaya rendah dengan frekuensi 2450 MHz, 90 W atau 180 W, tidak ada perubahan dalam titer virus, ditentukan oleh aktivitas reporter luciferase, dan perubahan signifikan dalam infektivitas virus yang diamati. Pada 600 dan 800 W selama 1 menit, infektivitas kedua virus tidak menurun secara signifikan, yang diyakini terkait dengan kekuatan radiasi gelombang elektromagnetik dan waktu paparan suhu kritis.
Kaczmarczyk [8] pertama kali menunjukkan kematian gelombang elektromagnetik EHF terhadap virus patogen yang ditularkan melalui air pada tahun 2021. Mereka mengekspos sampel coronavirus 229e atau poliovirus (PV) terhadap gelombang elektromagnetik pada frekuensi 95 ghz dan kepadatan daya 70 hingga 70 wave pada frekuensi 95 ghz dan kepadatan listrik 70 hingga 70 wave 2 pada frekuensi 95 ghz dan kepadatan daya 70 hingga 70 wave. Efisiensi inaktivasi dari dua virus patogen adalah 99,98% dan 99,375%, masing -masing. yang menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik EHF memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang inaktivasi virus.
Efektivitas inaktivasi virus UHF juga telah dievaluasi di berbagai media seperti ASI dan beberapa bahan yang biasa digunakan di rumah. Para peneliti mengekspos topeng anestesi yang terkontaminasi dengan adenovirus (ADV), poliovirus tipe 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dan rhinovirus (RHV) untuk radiasi elektromagnetik pada frekuensi 2450 MHz dan kekuatan 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, menunjukkan inaktivasi lengkap semua virus setelah 4 menit paparan [15, 16]. Elhafi [17] secara langsung mengekspos swab yang terinfeksi dengan virus bronkitis infeksi (IBV), pneumovirus avian (APV), virus penyakit Newcastle (NDV), dan virus influenza (AIV) Avian (AV) hingga 2450 MHz, 900 wikrowave oven. kehilangan infektivitas mereka. Di antara mereka, APV dan IBV juga terdeteksi dalam kultur organ trakea yang diperoleh dari embrio ayam dari generasi ke -5. Meskipun virus tidak dapat diisolasi, asam nukleat virus masih terdeteksi oleh RT-PCR. Ben-Shoshan [18] secara langsung mengekspos 2450 MHz, gelombang elektromagnetik 750 W ke 15 cytomegalovirus (CMV) sampel ASI positif 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 kekuatan gelombang elektromagnetik.
Perlu juga dicatat bahwa Yang [13] memperkirakan frekuensi resonansi antara gelombang elektromagnetik dan virus berdasarkan model fisik yang sudah mapan. Suspensi partikel virus H3N2 dengan kepadatan 7,5 × 1014 M-3, diproduksi oleh sel-sel ginjal anjing Madin Darby yang peka terhadap virus (MDCK), secara langsung terpapar gelombang elektromagnetik pada frekuensi 8 GHz dan kekuatan 820 W/m² selama 15 menit. Tingkat inaktivasi virus H3N2 mencapai 100%. Namun, pada ambang teoritis 82 W/m2, hanya 38% dari virus H3N2 yang tidak aktif, menunjukkan bahwa efisiensi inaktivasi virus yang dimediasi EM terkait erat dengan kepadatan daya. Berdasarkan penelitian ini, Barbora [14] menghitung kisaran frekuensi resonansi (8,5-20 GHz) antara gelombang elektromagnetik dan SARS-COV-2 dan menyimpulkan bahwa 7,5 × 1014 M-3 dari SARS-COV-2 yang terkena dasi. Sebuah studi baru-baru ini oleh Wang [19] menunjukkan bahwa frekuensi resonansi SARS-COV-2 adalah 4 dan 7,5 GHz, mengkonfirmasi adanya frekuensi resonansi yang tidak tergantung pada titer virus.
Sebagai kesimpulan, kita dapat mengatakan bahwa gelombang elektromagnetik dapat mempengaruhi aerosol dan suspensi, serta aktivitas virus pada permukaan. Ditemukan bahwa efektivitas inaktivasi terkait erat dengan frekuensi dan kekuatan gelombang elektromagnetik dan media yang digunakan untuk pertumbuhan virus. Selain itu, frekuensi elektromagnetik berdasarkan resonansi fisik sangat penting untuk inaktivasi virus [2, 13]. Sampai sekarang, efek gelombang elektromagnetik pada aktivitas virus patogenik terutama berfokus pada perubahan infektivitas. Karena mekanisme yang kompleks, beberapa penelitian telah melaporkan efek gelombang elektromagnetik pada replikasi dan transkripsi virus patogen.
Mekanisme di mana gelombang elektromagnetik menonaktifkan virus terkait erat dengan jenis virus, frekuensi dan kekuatan gelombang elektromagnetik, dan lingkungan pertumbuhan virus, tetapi sebagian besar tetap belum dijelajahi. Penelitian terbaru berfokus pada mekanisme transfer energi resonansi termal, athermal, dan struktural.
Efek termal dipahami sebagai peningkatan suhu yang disebabkan oleh rotasi berkecepatan tinggi, tabrakan dan gesekan molekul kutub dalam jaringan di bawah pengaruh gelombang elektromagnetik. Karena sifat ini, gelombang elektromagnetik dapat meningkatkan suhu virus di atas ambang toleransi fisiologis, menyebabkan kematian virus. Namun, virus mengandung beberapa molekul polar, yang menunjukkan bahwa efek termal langsung pada virus jarang [1]. Sebaliknya, ada lebih banyak molekul polar dalam medium dan lingkungan, seperti molekul air, yang bergerak sesuai dengan medan listrik bergantian yang dieksitasi oleh gelombang elektromagnetik, menghasilkan panas melalui gesekan. Panas kemudian ditransfer ke virus untuk menaikkan suhunya. Ketika ambang batas toleransi terlampaui, asam dan protein nukleat dihancurkan, yang pada akhirnya mengurangi infektivitas dan bahkan menonaktifkan virus.
Beberapa kelompok telah melaporkan bahwa gelombang elektromagnetik dapat mengurangi infektivitas virus melalui paparan termal [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] Terkena suspensi Coronavirus 229E ke gelombang elektromagnetik pada frekuensi 95 GHz dengan kepadatan daya 70 hingga 100 W/cm² selama 0,2-0,7 detik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan suhu 100 ° C selama proses ini berkontribusi pada penghancuran morfologi virus dan mengurangi aktivitas virus. Efek termal ini dapat dijelaskan dengan aksi gelombang elektromagnetik pada molekul air di sekitarnya. Siddharta [3] Suspensi kultur sel yang mengandung HCV yang berbeda dari genotipe yang berbeda, termasuk GT1A, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A dan GT7A, dengan suhu Onger-wave, 60 Wave, 60 Wave Wave, 60, dan 180 WAVE WAVE W, 60 W, W, 60 W, W, 60 MHz dan kekuatan 90 W dan 180 W, 60 W, 60 W, W, W, kekuatan 90 W dan 180 W, 60 W, W, W, WHz dan kekuatan 90 W dan 180 W, 60 W, 60 W, W, W, WHZ dan kekuatan 90 W dan 180 W, 60 W, 60 W, W, W, WHZ dan Power 90 W dan 180 Wave 60 W, 60 W. Dari 26 ° C hingga 92 ° C, radiasi elektromagnetik mengurangi infektivitas virus atau sepenuhnya menonaktifkan virus. Tetapi 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 perubahan yang signifikan dalam virus tidak diamati infektivitas atau aktivitas.
Hasil di atas menunjukkan bahwa efek termal gelombang elektromagnetik adalah faktor kunci yang mempengaruhi infektivitas 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, menyebabkan molekul berputar dan bergetar, menghasilkan berkurangnya viabilitas atau bahkan kematian [10]. Dipercayai bahwa switching cepat dari polaritas gelombang elektromagnetik menyebabkan polarisasi protein, yang mengarah pada memutar dan kelengkungan struktur protein dan, pada akhirnya, untuk denaturasi protein [11].
Efek nonthermal dari gelombang elektromagnetik pada inaktivasi virus tetap kontroversial, tetapi sebagian besar penelitian telah menunjukkan hasil positif [1, 25]. Seperti yang kami sebutkan di atas, gelombang elektromagnetik dapat secara langsung menembus protein amplop virus MS2 dan menghancurkan asam nukleat virus. Selain itu, aerosol virus MS2 jauh lebih sensitif terhadap gelombang elektromagnetik daripada MS2 berair. Karena molekul polar yang lebih sedikit, seperti molekul air, di lingkungan di sekitar aerosol virus MS2, efek athermic dapat memainkan peran kunci 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 dari frekuensi yang sama dalam mode dipol akustik terbatas, fenomena resonansi [2, 13, 26]. Mode interaksi resonansi antara gelombang elektromagnetik dan virus menarik lebih banyak dan lebih banyak perhatian. Efek transfer energi resonansi struktural yang efisien (SRET) dari gelombang elektromagnetik ke osilasi akustik tertutup (CAV) pada virus dapat menyebabkan pecahnya membran virus karena getaran inti-kapsid yang berlawanan. Selain itu, efektivitas keseluruhan SRET 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 dari gelombang elektromagnetik memainkan peran kunci dalam inaktivasi virus yang diselimuti, yang dikelilingi oleh membran bilayer yang tertanam dalam protein virus. Para peneliti menemukan bahwa penonaktifan H3N2 oleh gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 6 GHz dan kepadatan daya 486 W/m² terutama disebabkan oleh pecahnya fisik cangkang karena efek resonansi [13]. Suhu suspensi H3N2 meningkat hanya 7 ° C setelah 15 menit paparan, namun, untuk inaktivasi virus H3N2 manusia dengan pemanasan termal, suhu di atas 55 ° C diperlukan [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 dipromosikan oleh resonansi fisik daripada paparan termal [13].
Dibandingkan dengan efek termal gelombang elektromagnetik, inaktivasi virus oleh resonansi fisik membutuhkan 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 tergantung 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 athermik CPET menjanjikan untuk pengobatan penyakit ganas manusia yang disebabkan oleh virus patogenik [14, 26].
Berdasarkan implementasi 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 dari 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 elektromagnetik adalah penelitian yang menjanjikan dengan penelitian yang hebat dan nilai dan potensi yang diterapkan.
Dibandingkan dengan teknologi pembunuhan virus tradisional, gelombang elektromagnetik memiliki karakteristik perlindungan lingkungan yang sederhana, efektif, dan praktis ketika membunuh virus karena sifat fisiknya yang unik [2, 13]. Namun, masih banyak masalah. 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 membunuh virus patogen oleh gelombang elektromagnetik belum dijelaskan, dan hanya virus bulat dan berbentuk batang yang telah dipelajari [2]. Selain itu, partikel virus kecil, bebas sel, mutasi dengan mudah, dan menyebar dengan cepat, yang dapat mencegah inaktivasi virus. Teknologi gelombang elektromagnetik masih perlu ditingkatkan untuk mengatasi rintangan virus patogen yang tidak aktif. Akhirnya, penyerapan energi radiasi yang tinggi oleh molekul polar dalam medium, seperti molekul air, menghasilkan kehilangan energi. Selain itu, efektivitas SRET dapat dipengaruhi oleh beberapa mekanisme yang tidak dikenal dalam virus [28]. Efek SRET juga dapat memodifikasi virus untuk beradaptasi dengan lingkungannya, menghasilkan resistensi terhadap gelombang elektromagnetik [29].
Di masa depan, teknologi inaktivasi virus menggunakan gelombang elektromagnetik perlu ditingkatkan lebih lanjut. Penelitian ilmiah mendasar harus ditujukan untuk menjelaskan mekanisme inaktivasi virus oleh gelombang elektromagnetik. Sebagai contoh, mekanisme menggunakan energi virus ketika terpapar gelombang elektromagnetik, mekanisme rinci aksi non-termal yang membunuh virus patogen, dan mekanisme efek SRET antara gelombang elektromagnetik dan berbagai jenis virus harus secara sistematis dijelaskan. Penelitian yang diterapkan harus fokus pada bagaimana mencegah penyerapan energi radiasi yang berlebihan oleh molekul kutub, mempelajari efek gelombang elektromagnetik dari frekuensi yang berbeda pada berbagai virus patogen, dan mempelajari efek non-termal dari gelombang elektromagnetik dalam penghancuran virus patogen.
Gelombang elektromagnetik telah menjadi metode yang menjanjikan untuk inaktivasi virus patogen. Teknologi gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan 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 patogenik. Efisiensi inaktivasi virus terkait erat dengan frekuensi, kepadatan daya, dan waktu paparan. Selain itu, mekanisme potensial termasuk efek resonansi energi termal, athermal, dan struktural dari transfer energi. Dibandingkan dengan teknologi antivirus tradisional, inaktivasi virus berbasis gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan kesederhanaan, efisiensi tinggi dan polusi rendah. Oleh karena itu, inaktivasi virus yang dimediasi gelombang elektromagnetik telah menjadi teknik antivirus yang menjanjikan untuk aplikasi di masa depan.
Kamu yu. Pengaruh radiasi gelombang mikro dan plasma dingin pada aktivitas bioaerosol dan mekanisme terkait. Universitas Peking. Tahun 2013.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen Hy, Wang HC et al. Kopling dipol resonansi microwave 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 microwave HCV dan HIV: pendekatan baru untuk mencegah penularan virus di antara pengguna narkoba yang menyuntikkan. Laporan Ilmiah 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, QV HL. Investigasi dan Pengamatan Eksperimental Kontaminasi Dokumen Rumah Sakit oleh Microwave Disinfection [J] China Medical Journal. 1987; 4: 221-2.
Studi pendahuluan Sun Wei tentang mekanisme inaktivasi dan kemanjuran natrium dikloroisosianat terhadap bakteriofag MS2. Universitas Sichuan. 2007.
Studi pendahuluan Yang Li tentang efek inaktivasi dan mekanisme aksi o-phthalaldehyde pada bakteriofag MS2. Universitas Sichuan. 2007.
Wu Ye, Ms. Yao. Inaktivasi virus di udara in situ oleh radiasi gelombang mikro. Buletin Sains Cina. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronavirus dan poliovirus sensitif terhadap pulsa pendek radiasi cyclotron w-band. 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 Klinis. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, dkk. Tinjauan sterilisasi gelombang mikro. Ilmu Mikronutrien Guangdong. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Efek biologis nonstrermal dari 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, Denaturasi Protein Spike Gandhi K. SARS-COV-2 pada iradiasi microwave athermic. 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 yang ditargetkan menggunakan terapi radiasi non-ionisasi untuk SARS-COV-2 dan persiapan untuk pandemi virus: metode, metode, dan catatan praktik untuk aplikasi klinis. PLoS satu. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Sterilisasi gelombang mikro dan faktor -faktor yang memengaruhinya. Jurnal Medis Cina. 1993; (04): 246-51.
Halaman WJ, Martin WG Kelangsungan hidup mikroba dalam oven microwave. Anda dapat J mikroorganisme. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS Microwave atau pengobatan autoclave menghancurkan infektivitas virus bronkitis infeksius dan pneumovirus unggas, tetapi memungkinkan mereka terdeteksi menggunakan reaksi rantai reverse transcriptase polimerase. penyakit unggas. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Microwave Bencang Cytomegalovirus dari ASI: studi percontohan. Obat Menyusui. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih Sr, dkk. Penyerapan resonansi microwave 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) dari SARS-COV-2. Diagnostik ringan Photodyne Ther. 2020; 32: 101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M, dll. Inaktivasi cepat dan lengkap dari SARS-COV-2 oleh UV-C. Laporan Ilmiah 2020; 10 (1): 22421.