Efek gelombang elektromagnetik pada virus patogen dan mekanisme terkait: tinjauan di Journal of Virology

Infeksi virus patogen telah menjadi masalah kesehatan masyarakat yang utama di seluruh dunia. Virus dapat menginfeksi semua organisme seluler dan menyebabkan berbagai tingkat cedera dan kerusakan, yang dapat menyebabkan penyakit dan bahkan kematian. Dengan prevalensi virus yang sangat patogen seperti virus corona sindrom pernapasan akut parah 2 (SARS-CoV-2), terdapat kebutuhan mendesak untuk mengembangkan metode yang efektif dan aman untuk menonaktifkan virus patogen. Metode tradisional untuk menonaktifkan virus patogen memang praktis tetapi memiliki beberapa keterbatasan. Dengan karakteristik daya tembus yang tinggi, resonansi fisik dan tidak adanya polusi, gelombang elektromagnetik telah menjadi strategi potensial untuk inaktivasi 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 inaktivasi virus patogen, serta ide dan metode baru untuk inaktivasi tersebut.
Banyak virus yang menyebar dengan cepat, bertahan dalam jangka waktu lama, sangat patogen, dan dapat menyebabkan epidemi global serta risiko kesehatan yang serius. Pencegahan, deteksi, pengujian, pemberantasan, dan pengobatan merupakan langkah kunci untuk menghentikan penyebaran virus. Penghapusan virus patogen secara cepat dan efisien mencakup eliminasi profilaksis, protektif, dan sumber. Inaktivasi virus patogen melalui penghancuran fisiologis untuk mengurangi infektivitas, patogenisitas dan kapasitas reproduksinya merupakan metode yang efektif untuk menghilangkannya. Metode tradisional, termasuk suhu tinggi, bahan kimia, dan radiasi pengion, dapat menonaktifkan virus patogen secara efektif. Namun, metode ini masih mempunyai beberapa keterbatasan. Oleh karena itu, masih terdapat kebutuhan mendesak untuk mengembangkan strategi inovatif untuk inaktivasi virus patogen.
Emisi gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan daya tembus yang tinggi, pemanasan yang cepat dan seragam, resonansi dengan mikroorganisme dan pelepasan plasma, serta diharapkan dapat 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 inaktivasi virus patogen semakin menarik perhatian. Artikel ini membahas pengaruh gelombang elektromagnetik pada virus patogen dan mekanismenya, yang dapat menjadi panduan berguna untuk penelitian dasar dan terapan.
Ciri morfologi virus dapat mencerminkan fungsi seperti kelangsungan hidup dan infektivitas. Gelombang elektromagnetik, terutama gelombang elektromagnetik frekuensi ultra tinggi (UHF) dan frekuensi ultra tinggi (EHF), telah terbukti dapat mengganggu morfologi virus.
Bakteriofag MS2 (MS2) sering digunakan dalam 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 fag akuatik MS2 secara signifikan setelah 1 menit penyinaran langsung [1]. Setelah diselidiki lebih lanjut, kerusakan pada permukaan fag MS2 juga diamati [7]. Kaczmarczyk [8] memaparkan suspensi sampel virus corona 229E (CoV-229E) pada gelombang milimeter dengan frekuensi 95 GHz dan kepadatan daya 70 hingga 100 W/cm2 selama 0,1 detik. Lubang besar dapat ditemukan pada cangkang virus yang berbentuk bola 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 gambaran morfologi dan kelainan fungsional, yang dapat memberikan indikator yang berharga dan mudah 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. Kebanyakan virus memiliki struktur selubung yang terdiri dari lipid dan glikoprotein. Selain itu, protein selubung menentukan spesifisitas reseptor dan berfungsi sebagai antigen utama yang dapat dikenali oleh sistem kekebalan tubuh inang. Struktur lengkapnya memastikan integritas dan stabilitas genetik virus.
Penelitian menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik, khususnya 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 transkripsi polimerase terbalik. RT-PCR). Gen-gen ini semakin dihancurkan seiring dengan meningkatnya kepadatan daya dan bahkan menghilang pada kepadatan daya tertinggi. Misalnya, ekspresi gen protein A (934 bp) menurun secara signifikan setelah terpapar gelombang elektromagnetik dengan kekuatan 119 dan 385 W dan hilang sama sekali ketika kepadatan daya ditingkatkan menjadi 700 W. Data ini menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik dapat, tergantung dosisnya, hancurkan struktur asam nukleat virus.
Studi terbaru menunjukkan bahwa efek gelombang elektromagnetik pada protein virus patogen terutama didasarkan pada efek termal tidak langsung pada mediator dan efek tidak langsung pada sintesis protein akibat penghancuran asam nukleat [1, 3, 8, 9]. Namun, efek atermik juga dapat mengubah polaritas atau struktur protein virus [1, 10, 11]. Pengaruh langsung gelombang elektromagnetik terhadap protein struktural/non-struktural mendasar seperti protein kapsid, protein selubung atau protein lonjakan virus patogen masih memerlukan penelitian lebih lanjut. Baru-baru ini dikemukakan bahwa radiasi elektromagnetik selama 2 menit pada frekuensi 2,45 GHz dengan daya 700 W dapat berinteraksi dengan fraksi muatan protein yang berbeda melalui pembentukan titik panas dan osilasi medan listrik melalui efek elektromagnetik murni [12].
Selubung suatu virus patogen erat kaitannya dengan kemampuannya menginfeksi atau menyebabkan penyakit. Beberapa penelitian melaporkan bahwa gelombang elektromagnetik UHF dan gelombang mikro dapat menghancurkan cangkang virus penyebab penyakit. Seperti disebutkan di atas, lubang yang berbeda dapat dideteksi dalam selubung virus virus corona 229E setelah paparan gelombang milimeter 95 GHz pada kepadatan daya 70 hingga 100 W/cm2 selama 0,1 detik [8]. Efek transfer energi resonansi gelombang elektromagnetik dapat menyebabkan tekanan yang cukup untuk menghancurkan struktur selubung virus. Untuk virus yang beramplop, setelah selubungnya pecah, infektivitas 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 masing-masing pada 8,35 GHz, 320 W/m² dan 7 GHz, 308 W/m² 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. Hasilnya menunjukkan bahwa sinyal RNA kedua model sangat konsisten. Hasil tersebut menunjukkan bahwa struktur fisik virus terganggu dan struktur selubungnya hancur setelah terpapar radiasi gelombang mikro.
Aktivitas suatu virus dapat dicirikan oleh kemampuannya untuk menginfeksi, bereplikasi, dan mentranskripsi. Infektivitas atau aktivitas virus biasanya dinilai dengan mengukur titer virus menggunakan tes plak, dosis infektif median kultur jaringan (TCID50), atau aktivitas gen reporter luciferase. Namun dapat juga dinilai secara langsung dengan mengisolasi virus hidup atau dengan menganalisis antigen virus, kepadatan partikel virus, kelangsungan hidup virus, dan lain-lain.
Gelombang elektromagnetik UHF, SHF dan EHF dilaporkan dapat secara langsung menonaktifkan virus aerosol atau virus yang ditularkan melalui 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 terpapar gelombang elektromagnetik dengan dosis 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 menambah waktu pemaparan atau meningkatkan kepadatan daya. Misalnya, virus MS2 memiliki tingkat kelangsungan hidup minimal 2,65% hingga 4,37% setelah terpapar gelombang elektromagnetik 2450 MHz dan 700 W, dan tidak ada perubahan signifikan yang ditemukan seiring bertambahnya 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 terpapar, menunjukkan bahwa radiasi gelombang elektromagnetik efektif melawan infektivitas HCV dan HIV-1 dan membantu mencegah penularan virus bahkan ketika terpapar secara bersamaan. Saat menyinari kultur sel HCV dan suspensi HIV-1 dengan gelombang elektromagnetik berdaya rendah dengan frekuensi 2450 MHz, 90 W atau 180 W, tidak ada perubahan titer virus, ditentukan oleh aktivitas reporter luciferase, dan perubahan signifikan dalam infektivitas virus diamati. pada 600 dan 800 W selama 1 menit, infektivitas kedua virus tidak menurun secara signifikan, hal ini diyakini terkait dengan kekuatan radiasi gelombang elektromagnetik dan waktu paparan suhu kritis.
Kaczmarczyk [8] pertama kali mendemonstrasikan sifat 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 sebesar 99,98% dan 99,375%. yang menunjukkan bahwa gelombang elektromagnetik EHF memiliki prospek penerapan 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 memaparkan masker anestesi yang terkontaminasi adenovirus (ADV), poliovirus tipe 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) dan rhinovirus (RHV) terhadap radiasi elektromagnetik pada frekuensi 2450 MHz dan daya 720 watt. Mereka melaporkan bahwa tes antigen ADV dan PV-1 menjadi negatif, dan titer HV-1, PIV-3, dan RHV turun menjadi nol, menunjukkan inaktivasi total semua virus setelah paparan 4 menit [15, 16]. Elhafi [17] memaparkan secara langsung usapan yang terinfeksi virus bronkitis menular avian (IBV), avian pneumovirus (APV), virus penyakit Newcastle (NDV), dan virus avian influenza (AIV) ke oven microwave 2450 MHz, 900 W. kehilangan infektivitasnya. Diantaranya, APV dan IBV juga terdeteksi pada kultur organ trakea yang diperoleh dari embrio ayam generasi ke-5. Meski virus tidak dapat diisolasi, namun asam nukleat virus masih terdeteksi dengan RT-PCR. Ben-Shoshan [18] secara langsung memaparkan gelombang elektromagnetik 2450 MHz, 750 W ke 15 sampel ASI positif sitomegalovirus (CMV) selama 30 detik. Deteksi antigen oleh Shell-Vial menunjukkan inaktivasi CMV secara lengkap. Namun, pada 500 W, 2 dari 15 sampel tidak mencapai inaktivasi total, yang menunjukkan adanya 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 ada. Suspensi partikel virus H3N2 dengan kepadatan 7,5 × 1014 m-3, yang dihasilkan oleh sel ginjal anjing Madin Darby (MDCK) yang sensitif terhadap virus, dipaparkan langsung pada 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% virus H3N2 yang dinonaktifkan, hal ini menunjukkan bahwa efisiensi inaktivasi virus yang dimediasi EM berkaitan erat dengan kepadatan daya. Berdasarkan penelitian tersebut, 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 terpapar gelombang elektromagnetik. dengan frekuensi 10-17 GHz dan kepadatan daya 14,5 ± 1 W/m2 selama kurang lebih 15 menit akan menghasilkan penonaktifan 100%. Sebuah studi terbaru yang dilakukan oleh Wang [19] menunjukkan bahwa frekuensi resonansi SARS-CoV-2 adalah 4 dan 7,5 GHz, membenarkan adanya frekuensi resonansi yang tidak bergantung pada titer virus.
Kesimpulannya, kita dapat mengatakan bahwa gelombang elektromagnetik dapat mempengaruhi aerosol dan suspensi, serta aktivitas virus di permukaan. Ditemukan bahwa efektivitas inaktivasi berkaitan erat dengan frekuensi dan kekuatan gelombang elektromagnetik serta media yang digunakan untuk pertumbuhan virus. Selain itu, frekuensi elektromagnetik berdasarkan resonansi fisik sangat penting untuk inaktivasi virus [2, 13]. Hingga saat ini, pengaruh gelombang elektromagnetik terhadap aktivitas virus patogen terutama terfokus pada perubahan infektivitas. Karena mekanismenya yang kompleks, beberapa penelitian telah melaporkan pengaruh gelombang elektromagnetik pada replikasi dan transkripsi virus patogen.
Mekanisme gelombang elektromagnetik menonaktifkan virus berkaitan erat dengan jenis virus, frekuensi dan kekuatan gelombang elektromagnetik, serta lingkungan pertumbuhan virus, namun sebagian besar masih belum diselidiki. Penelitian terbaru berfokus pada mekanisme transfer energi resonansi termal, atermal, dan 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 menaikkan suhu virus di atas ambang batas toleransi fisiologis, sehingga menyebabkan kematian virus. Namun, virus mengandung sedikit molekul polar, yang menunjukkan bahwa efek termal langsung pada virus jarang terjadi [1]. Sebaliknya, masih banyak lagi molekul polar di medium dan lingkungan, seperti molekul air, yang bergerak sesuai dengan medan listrik bolak-balik yang tereksitasi oleh gelombang elektromagnetik, sehingga menghasilkan panas melalui gesekan. Panas kemudian ditransfer ke virus untuk menaikkan suhunya. Ketika ambang batas toleransi terlampaui, asam nukleat dan protein akan dihancurkan, yang pada akhirnya mengurangi infektivitas dan bahkan menonaktifkan virus.
Beberapa kelompok telah melaporkan bahwa gelombang elektromagnetik dapat mengurangi infektivitas virus melalui paparan panas [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] memaparkan suspensi virus corona 229E pada 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 terhadap rusaknya morfologi virus dan berkurangnya aktivitas virus. Efek termal ini dapat dijelaskan oleh aksi gelombang elektromagnetik pada molekul air di sekitarnya. Siddharta [3] melakukan iradiasi suspensi kultur sel yang mengandung HCV dari berbagai genotipe, antara lain 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 Sel Dengan peningkatan suhu media kultur sel dari Pada suhu 26°C hingga 92°C, radiasi elektromagnetik mengurangi infektivitas virus atau menonaktifkan virus sepenuhnya. Namun HCV terpapar gelombang elektromagnetik dalam waktu singkat dengan daya rendah (90 atau 180 W, 3 menit) atau daya lebih tinggi (600 atau 800 W, 1 menit), sedangkan tidak ada peningkatan suhu yang signifikan dan perubahan suhu yang signifikan. virus tidak teramati infektivitas atau aktivitasnya.
Hasil di atas menunjukkan bahwa efek termal gelombang elektromagnetik merupakan faktor kunci yang mempengaruhi infektivitas atau aktivitas virus patogen. Selain itu, banyak penelitian menunjukkan bahwa efek termal dari radiasi elektromagnetik menonaktifkan virus patogen lebih efektif dibandingkan 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 sehingga menyebabkan molekul berputar dan bergetar sehingga mengakibatkan berkurangnya kelangsungan hidup atau bahkan kematian [10]. Peralihan polaritas gelombang elektromagnetik yang cepat diyakini menyebabkan polarisasi protein, yang menyebabkan puntiran dan kelengkungan struktur protein dan, pada akhirnya, denaturasi protein [11].
Efek nontermal gelombang elektromagnetik terhadap inaktivasi virus masih kontroversial, namun sebagian besar penelitian menunjukkan hasil positif [1, 25]. Seperti yang kami sebutkan 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 dibandingkan MS2 berair. 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 akibat getaran inti-kapsid yang berlawanan. Selain itu, efektivitas SRET secara keseluruhan berkaitan dengan sifat lingkungan, di mana ukuran dan pH partikel virus masing-masing menentukan frekuensi resonansi dan penyerapan energi [2, 13, 19].
Efek resonansi fisik gelombang elektromagnetik memainkan peran penting 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 cangkang secara fisik akibat efek resonansi [13]. Suhu suspensi H3N2 hanya meningkat 7°C setelah 15 menit pemaparan, namun untuk inaktivasi virus H3N2 manusia dengan pemanasan termal, diperlukan suhu di atas 55°C [9]. Fenomena serupa juga terjadi pada 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 pada 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. 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 adalah penelitian yang menjanjikan dengan penelitian hebat serta nilai dan potensi terapan.
Dibandingkan dengan teknologi pembunuh 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 permasalahan yang terjadi. 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 penelitian terhadap gelombang elektromagnetik pada frekuensi lain, terutama pada frekuensi 100 kHz hingga 300 MHz dan dari 300 GHz hingga 10 THz, belum dilaporkan. Kedua, mekanisme pembunuhan virus patogen dengan gelombang elektromagnetik belum dijelaskan, dan hanya virus berbentuk bola dan batang yang telah dipelajari [2]. Selain itu, partikel virus berukuran kecil, bebas sel, mudah bermutasi, dan menyebar dengan cepat sehingga dapat mencegah inaktivasi virus. Teknologi gelombang elektromagnetik masih perlu ditingkatkan untuk mengatasi kendala 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 mungkin dipengaruhi oleh beberapa mekanisme yang tidak teridentifikasi pada virus [28]. Efek SRET juga dapat memodifikasi virus untuk beradaptasi dengan lingkungannya sehingga mengakibatkan resistensi terhadap gelombang elektromagnetik [29].
Kedepannya, teknologi inaktivasi virus menggunakan gelombang elektromagnetik perlu lebih ditingkatkan. Penelitian ilmiah mendasar harus ditujukan untuk menjelaskan mekanisme inaktivasi virus oleh gelombang elektromagnetik. Misalnya, mekanisme penggunaan energi virus ketika terkena 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 fokus pada bagaimana mencegah penyerapan energi radiasi yang berlebihan oleh molekul polar, mempelajari pengaruh gelombang elektromagnetik dengan frekuensi berbeda pada berbagai virus patogen, dan mempelajari efek non-termal gelombang elektromagnetik dalam penghancuran virus patogen.
Gelombang elektromagnetik telah menjadi metode yang menjanjikan untuk inaktivasi 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 demikian, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengetahui 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 erat kaitannya dengan frekuensi, kepadatan daya, dan waktu pemaparan. Selain itu, mekanisme potensial mencakup efek resonansi termal, atermal, dan struktural dari transfer energi. Dibandingkan dengan teknologi antivirus tradisional, inaktivasi virus berbasis gelombang elektromagnetik memiliki keunggulan yaitu 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.
kamu 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, Angkusuma, Engelmann M, dkk. Inaktivasi HCV dan HIV dengan gelombang mikro: pendekatan baru untuk mencegah penularan virus di antara pengguna narkoba suntik. Laporan Ilmiah 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Lagu YL, Qv HL. Investigasi dan Pengamatan Eksperimental Kontaminasi Dokumen Rumah Sakit oleh Disinfeksi Gelombang Mikro [J] Jurnal Medis Tiongkok. 1987; 4:221-2.
Sun Wei Studi awal tentang mekanisme inaktivasi dan kemanjuran natrium dikloroisosianat terhadap bakteriofag MS2. Universitas Sichuan. 2007.
Yang Li Studi pendahuluan tentang efek inaktivasi dan mekanisme kerja o-phthalaldehyde pada bakteriofag MS2. Universitas Sichuan. 2007.
Wu Ye, Nona Yao. Inaktivasi virus di udara in situ dengan radiasi gelombang mikro. Buletin Sains Tiongkok. 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 gelombang 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 Klinis. 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 (Natural Science Edition). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 lonjakan denaturasi protein pada iradiasi 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 bertarget menggunakan terapi radiasi non-ionisasi untuk SARS-CoV-2 dan persiapan menghadapi pandemi virus: metode, metode, dan catatan praktik untuk aplikasi klinis. PLOS Satu. 2021;16(5):e0251780.
Yang Huiming. Sterilisasi microwave dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Jurnal Medis Tiongkok. 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 Perawatan microwave atau autoklaf menghancurkan infektivitas virus bronkitis menular dan pneumovirus burung, namun memungkinkan mereka untuk dideteksi menggunakan reaksi berantai transkriptase polimerase terbalik. penyakit unggas. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB Pemberantasan sitomegalovirus dengan gelombang mikro 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 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. UV-C (254 nm) dosis mematikan SARS-CoV-2. Diagnostik ringan Photodyne There. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M, dll. Inaktivasi SARS-CoV-2 secara cepat dan menyeluruh oleh UV-C. Laporan Ilmiah 2020; 10(1):22421.