Athari za mawimbi ya umeme kwenye virusi vya pathogenic na mifumo inayohusiana: hakiki katika Jarida la Virology

Maambukizi ya virusi vya pathogenic yamekuwa shida kubwa ya afya ya umma ulimwenguni. Virusi zinaweza kuambukiza viumbe vyote vya seli na kusababisha viwango tofauti vya kuumia na uharibifu, na kusababisha magonjwa na hata kifo. Pamoja na kuongezeka kwa virusi vya pathogenic kama vile ugonjwa wa kupumua wa papo hapo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), kuna haja ya haraka ya kukuza njia bora na salama za kutofautisha virusi vya pathogenic. Njia za kitamaduni za virusi vya pathogenic ni vitendo lakini zina mapungufu. Pamoja na tabia ya nguvu kubwa ya kupenya, resonance ya mwili na hakuna uchafuzi wa mazingira, mawimbi ya umeme yamekuwa mkakati unaowezekana wa uvumbuzi wa virusi vya pathogenic na zinavutia umakini mkubwa. Nakala hii inatoa muhtasari wa machapisho ya hivi karibuni juu ya athari za mawimbi ya umeme kwenye virusi vya pathogenic na mifumo yao, na pia matarajio ya matumizi ya mawimbi ya umeme kwa uvumbuzi wa virusi vya pathogenic, na maoni mapya na njia za uvumbuzi kama huo.
Virusi vingi vinaenea haraka, huendelea kwa muda mrefu, ni pathogenic sana na inaweza kusababisha milipuko ya ulimwengu na hatari kubwa za kiafya. Kuzuia, kugundua, upimaji, kutokomeza na matibabu ni hatua muhimu za kuzuia kuenea kwa virusi. Kuondolewa kwa haraka na kwa ufanisi kwa virusi vya pathogenic ni pamoja na prophylactic, kinga, na kuondoa chanzo. Uvumbuzi wa virusi vya pathogenic na uharibifu wa kisaikolojia ili kupunguza udhalilishaji wao, pathogenicity na uwezo wa kuzaa ni njia bora ya kuondoa kwao. Njia za jadi, pamoja na joto la juu, kemikali na mionzi ya ionizing, zinaweza kutekelezeka virusi vya pathogenic. Walakini, njia hizi bado zina mapungufu. Kwa hivyo, bado kuna hitaji la haraka la kukuza mikakati ya ubunifu kwa uvumbuzi wa virusi vya pathogenic.
Uzalishaji wa mawimbi ya umeme una faida za nguvu kubwa ya kupenya, inapokanzwa haraka na sare, resonance na vijidudu na kutolewa kwa plasma, na inatarajiwa kuwa njia ya vitendo kwa virusi vya pathogenic [1,2,3]. Uwezo wa mawimbi ya umeme kwa virusi vya pathogenic ilionyeshwa katika karne iliyopita [4]. Katika miaka ya hivi karibuni, utumiaji wa mawimbi ya umeme kwa uvumbuzi wa virusi vya pathogenic umevutia umakini unaoongezeka. Nakala hii inajadili athari za mawimbi ya umeme kwenye virusi vya pathogenic na mifumo yao, ambayo inaweza kutumika kama mwongozo muhimu kwa utafiti wa kimsingi na uliotumika.
Tabia za morphological za virusi zinaweza kuonyesha kazi kama vile kuishi na udhalilishaji. Imeonyeshwa kuwa mawimbi ya umeme, haswa frequency ya hali ya juu (UHF) na mawimbi ya umeme wa kiwango cha juu (EHF), inaweza kuvuruga morphology ya virusi.
Bacteriophage MS2 (MS2) mara nyingi hutumiwa katika maeneo anuwai ya utafiti kama tathmini ya disinfection, mfano wa kinetic (maji), na tabia ya kibaolojia ya molekuli za virusi [5, 6]. Wu aligundua kuwa microwaves saa 2450 MHz na 700 W ilisababisha mkusanyiko na shrinkage kubwa ya nyongeza za majini ya MS2 baada ya dakika 1 ya umeme wa moja kwa moja [1]. Baada ya uchunguzi zaidi, mapumziko katika uso wa phage ya MS2 pia yalizingatiwa [7]. Kaczmarczyk [8] alifunua kusimamishwa kwa sampuli za coronavirus 229E (COV-229E) kwa mawimbi ya milimita na frequency ya 95 GHz na wiani wa nguvu wa 70 hadi 100 w/cm2 kwa 0.1 s. Shimo kubwa zinaweza kupatikana kwenye ganda mbaya la virusi, ambayo husababisha upotezaji wa yaliyomo. Mfiduo wa mawimbi ya umeme inaweza kuwa ya uharibifu kwa aina ya virusi. Walakini, mabadiliko katika mali ya morphological, kama vile sura, kipenyo na laini ya uso, baada ya kufichuliwa na virusi na mionzi ya umeme haijulikani. Kwa hivyo, ni muhimu kuchambua uhusiano kati ya sifa za morphological na shida za kazi, ambazo zinaweza kutoa viashiria muhimu na rahisi vya kutathmini uvumbuzi wa virusi [1].
Muundo wa virusi kawaida huwa na asidi ya ndani ya kiini (RNA au DNA) na capid ya nje. Asidi za nyuklia huamua mali ya maumbile na replication ya virusi. Capid ni safu ya nje ya subunits za protini zilizopangwa mara kwa mara, sehemu ya msingi ya scaffolding na antigenic ya chembe za virusi, na pia inalinda asidi ya kiini. Virusi vingi vina muundo wa bahasha iliyoundwa na lipids na glycoproteins. Kwa kuongezea, protini za bahasha huamua maalum ya receptors na hutumika kama antijeni kuu ambayo mfumo wa kinga unaweza kutambua. Muundo kamili inahakikisha uadilifu na utulivu wa maumbile ya virusi.
Utafiti umeonyesha kuwa mawimbi ya umeme, haswa mawimbi ya umeme ya UHF, yanaweza kuharibu RNA ya virusi vinavyosababisha ugonjwa. Wu [1] alifunua moja kwa moja mazingira ya maji ya virusi vya MS2 hadi microwaves 2450 MHz kwa dakika 2 na kuchambua aina ya protini A, proteni ya capid, protini ya replicase, na protini ya cleavage na electrophoresis ya gel na athari ya mnyororo wa polymerase. RT-PCR). Jeni hizi ziliharibiwa polepole na kuongezeka kwa nguvu na hata kutoweka kwa nguvu ya juu zaidi. Kwa mfano, usemi wa protini gene (934 bp) ilipungua sana baada ya kufichuliwa na mawimbi ya umeme na nguvu ya 119 na 385 W na kutoweka kabisa wakati wiani wa nguvu uliongezeka hadi 700 W. Takwimu hizi zinaonyesha kuwa mawimbi ya umeme yanaweza, kulingana na dose, kuharibu muundo wa asidi ya nyuklia.
Uchunguzi wa hivi karibuni umeonyesha kuwa athari ya mawimbi ya umeme kwenye protini za virusi vya pathogenic ni kwa msingi wa athari yao ya moja kwa moja ya mafuta kwa wapatanishi na athari zao zisizo za moja kwa moja kwenye awali ya protini kutokana na uharibifu wa asidi ya kiini [1, 3, 8, 9]. Walakini, athari za athermic pia zinaweza kubadilisha polarity au muundo wa protini za virusi [1, 10, 11]. Athari ya moja kwa moja ya mawimbi ya umeme juu ya protini za msingi/zisizo za muundo kama protini za capid, protini za bahasha au protini za spike za virusi vya pathogenic bado zinahitaji utafiti zaidi. Imependekezwa hivi karibuni kuwa dakika 2 za mionzi ya umeme mara kwa mara ya 2.45 GHz na nguvu ya 700 W inaweza kuingiliana na sehemu tofauti za malipo ya protini kupitia malezi ya matangazo ya moto na uwanja wa umeme unaovutia kupitia athari za umeme [12].
Bahasha ya virusi vya pathogenic inahusiana sana na uwezo wake wa kuambukiza au kusababisha ugonjwa. Uchunguzi kadhaa umeripoti kwamba mawimbi ya umeme ya UHF na microwave yanaweza kuharibu ganda la virusi zinazosababisha magonjwa. Kama ilivyoelezwa hapo juu, mashimo tofauti yanaweza kugunduliwa katika bahasha ya virusi ya coronavirus 229E baada ya kufichua pili kwa 0 kwa wimbi la milimita 95 kwa wiani wa nguvu ya 70 hadi 100 w/cm2 [8]. Athari za uhamishaji wa nishati ya mawimbi ya umeme inaweza kusababisha mkazo wa kutosha kuharibu muundo wa bahasha ya virusi. Kwa virusi vilivyofunikwa, baada ya kupasuka kwa bahasha, udhalilishaji au shughuli fulani kawaida hupungua au kupotea kabisa [13, 14]. Yang [13] alifunua virusi vya mafua ya H3N2 (H3N2) na virusi vya mafua ya H1N1 (H1N1) kwa microwaves saa 8.35 GHz, 320 W/m² na 7 GHz, 308 W/m², mtawaliwa, kwa dakika 15. Ili kulinganisha ishara za RNA za virusi vya pathogenic zilizo wazi na mawimbi ya umeme na mfano uliogawanyika waliohifadhiwa na mara moja ulijaa katika nitrojeni kioevu kwa mizunguko kadhaa, RT-PCR ilifanywa. Matokeo yalionyesha kuwa ishara za RNA za mifano hiyo mbili ni sawa sana. Matokeo haya yanaonyesha kuwa muundo wa mwili wa virusi huvurugika na muundo wa bahasha huharibiwa baada ya kufichuliwa na mionzi ya microwave.
Shughuli ya virusi inaweza kuonyeshwa na uwezo wake wa kuambukiza, kuiga na kuandika. Udhalilishaji wa virusi au shughuli kawaida hupimwa kwa kupima vijiti vya virusi kwa kutumia ujazo, kipimo cha tamaduni ya tishu (TCID50), au shughuli za jeni za mwandishi wa luciferase. Lakini pia inaweza kupimwa moja kwa moja kwa kutenganisha virusi vya moja kwa moja au kwa kuchambua antijeni ya virusi, wiani wa chembe ya virusi, kuishi kwa virusi, nk.
Imeripotiwa kuwa mawimbi ya umeme ya UHF, SHF na EHF yanaweza kushinikiza moja kwa moja aerosols za virusi au virusi vya maji. Wu [1] alifunua bacteriophage aerosol ya MS2 inayotokana na nebulizer ya maabara kwa mawimbi ya umeme na frequency ya 2450 MHz na nguvu ya 700 W kwa dakika 1.7, wakati kiwango cha kuishi cha bacteriophage kilikuwa 8.66%tu. Sawa na aerosol ya virusi ya MS2, 91.3% ya maji ya MS2 ilibadilishwa ndani ya dakika 1.5 baada ya kufichuliwa na kipimo sawa cha mawimbi ya umeme. Kwa kuongezea, uwezo wa mionzi ya umeme ili kutoshea virusi vya MS2 viliunganishwa vyema na wiani wa nguvu na wakati wa mfiduo. Walakini, wakati ufanisi wa deactivation unafikia thamani yake ya juu, ufanisi wa deactivation hauwezi kuboreshwa kwa kuongeza wakati wa mfiduo au kuongeza wiani wa nguvu. Kwa mfano, virusi vya MS2 vilikuwa na kiwango kidogo cha kuishi cha 2.65% hadi 4.37% baada ya kufichuliwa na 2450 MHz na 700 W mawimbi ya umeme, na hakuna mabadiliko makubwa yaliyopatikana na wakati wa mfiduo. Siddharta [3] aliwasha kusimamishwa kwa tamaduni ya seli iliyo na virusi vya hepatitis C (HCV)/virusi vya kinga ya mwili wa 1 (VVU-1) na mawimbi ya umeme kwa mzunguko wa 2450 MHz na nguvu ya 360 W. Waligundua kwamba virusi vya virusi vilishuka kwa muda mfupi baada ya kufichua-kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria kwamba kuashiria, kuashiria kuashiria kwamba kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuashiria, kuashiria kuhitaji kugundua mifupa- kuashiria kuashiria kuhitaji kuhitaji Udhalilishaji na husaidia kuzuia maambukizi ya virusi hata wakati zinafunuliwa pamoja. Wakati wa kuwasha tamaduni za seli za HCV na kusimamishwa kwa VVU-1 na mawimbi ya umeme yenye nguvu ya chini na frequency ya 2450 MHz, 90 W au 180 W, hakuna mabadiliko katika titer ya virusi, iliyodhamiriwa na shughuli ya mwandishi wa luciferase, na mabadiliko makubwa katika udhalilishaji wa virusi yalizingatiwa. Saa 600 na 800 W kwa dakika 1, udhalilishaji wa virusi vyote haukupungua sana, ambayo inaaminika kuwa inahusiana na nguvu ya mionzi ya wimbi la umeme na wakati wa mfiduo muhimu wa joto.
Kaczmarczyk [8] alionyesha kwanza hatari ya mawimbi ya umeme ya EHF dhidi ya virusi vya pathogenic ya maji mnamo 2021. Walifunua sampuli za coronavirus 229E au poliovirus (PV) kwa mawimbi ya electromagnetic mara kwa mara ya 95 GHz na densi ya nguvu ya 70 ya C. Ufanisi wa uvumbuzi wa virusi viwili vya pathogenic ulikuwa 99.98% na 99.375%, mtawaliwa. ambayo inaonyesha kuwa mawimbi ya umeme ya EHF yana matarajio mapana ya matumizi katika uwanja wa uvumbuzi wa virusi.
Ufanisi wa uvumbuzi wa virusi wa UHF pia umepimwa katika media anuwai kama vile maziwa ya matiti na vifaa vingine vinavyotumika nyumbani. Watafiti walifunua masks ya anesthesia iliyochafuliwa na adenovirus (ADV), aina ya poliovirus 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) na rhinovirus (RHV) kwa mionzi ya umeme mara kwa mara ya 2450 MHz na nguvu ya 720 WATS. Waliripoti kuwa vipimo vya antijeni za ADV na PV-1 zikawa hasi, na HV-1, PIV-3, na sehemu za RHV zilishuka hadi sifuri, zikionyesha kutokukamilika kwa virusi vyote baada ya dakika 4 ya mfiduo [15, 16]. Elhafi [17] alifunua moja kwa moja swabs zilizoambukizwa na virusi vya kuambukiza vya bronchitis (IBV), avian pneumovirus (APV), virusi vya ugonjwa wa Newcastle (NDV), na virusi vya mafua ya mafua (AIV) hadi 2450 MHz, oveni ya microwave 900. kupoteza udhalilishaji wao. Kati yao, APV na IBV ziligunduliwa pia katika tamaduni za viungo vya tracheal vilivyopatikana kutoka kwa viini vya vifaranga vya kizazi cha 5. Ingawa virusi haziwezi kutengwa, asidi ya kiini cha virusi bado iligunduliwa na RT-PCR. Ben-Shoshan [18] alifunua moja kwa moja 2450 MHz, 750 W mawimbi ya umeme kwa 15 cytomegalovirus (CMV) sampuli za maziwa ya matiti kwa sekunde 30. Ugunduzi wa antigen na ganda-vil ilionyesha uvumbuzi kamili wa CMV. Walakini, kwa 500 W, sampuli 2 kati ya 15 hazikufanikiwa kabisa, ambayo inaonyesha uhusiano mzuri kati ya ufanisi wa uvumbuzi na nguvu ya mawimbi ya umeme.
Inafaa pia kuzingatia kwamba Yang [13] alitabiri frequency ya resonant kati ya mawimbi ya umeme na virusi kulingana na mifano ya mwili iliyoanzishwa. Kusimamishwa kwa chembe za virusi za H3N2 na wiani wa 7.5 × 1014 m-3, iliyotengenezwa na seli nyeti za Madin Darby mbwa (MDCK), ilifunuliwa moja kwa moja na mawimbi ya umeme kwa mzunguko wa 8 GHz na nguvu ya 820 w/m² kwa dakika 15. Kiwango cha uvumbuzi wa virusi cha H3N2 hufikia 100%. Walakini, katika kizingiti cha kinadharia cha 82 W/m2, ni 38% tu ya virusi vya H3N2 haikufanikiwa, na kupendekeza kwamba ufanisi wa uvumbuzi wa virusi wa EM-upatanishi unahusiana sana na wiani wa nguvu. Kulingana na utafiti huu, Barbora [14] alihesabu masafa ya masafa ya resonant (8.5-20 GHz) kati ya mawimbi ya umeme na SARS-CoV-2 na kuhitimisha kuwa 7.5 × 1014 m-3 ya SARS-CoV- 2 wazi kwa mawimbi ya umeme wa wimbi la umeme wa 10 hadi 14 kwa wimbi la umeme wa miaka ya 14 ya WILS. Deactivation. Utafiti wa hivi karibuni wa Wang [19] ulionyesha kuwa masafa ya resonant ya SARS-CoV-2 ni 4 na 7.5 GHz, ikithibitisha uwepo wa masafa ya resonant huru ya virusi vya virusi.
Kwa kumalizia, tunaweza kusema kuwa mawimbi ya umeme yanaweza kuathiri erosoli na kusimamishwa, na pia shughuli ya virusi kwenye nyuso. Ilibainika kuwa ufanisi wa uvumbuzi unahusiana sana na frequency na nguvu ya mawimbi ya umeme na kati inayotumika kwa ukuaji wa virusi. Kwa kuongezea, masafa ya umeme kulingana na resonances ya mwili ni muhimu sana kwa uvumbuzi wa virusi [2, 13]. Hadi sasa, athari za mawimbi ya umeme kwenye shughuli za virusi vya pathogenic imezingatia sana mabadiliko ya udhalilishaji. Kwa sababu ya utaratibu mgumu, tafiti kadhaa zimeripoti athari za mawimbi ya umeme kwenye replication na maandishi ya virusi vya pathogenic.
Mifumo ambayo mawimbi ya umeme inajumuisha virusi inahusiana sana na aina ya virusi, frequency na nguvu ya mawimbi ya umeme, na mazingira ya ukuaji wa virusi, lakini hubaki bila kufanywa. Utafiti wa hivi karibuni umezingatia mifumo ya uhamishaji wa nishati ya mafuta, athermal, na muundo wa nishati.
Athari ya mafuta inaeleweka kama ongezeko la joto linalosababishwa na mzunguko wa kasi, mgongano na msuguano wa molekuli za polar kwenye tishu zilizo chini ya ushawishi wa mawimbi ya umeme. Kwa sababu ya mali hii, mawimbi ya umeme yanaweza kuinua joto la virusi juu ya kizingiti cha uvumilivu wa kisaikolojia, na kusababisha kifo cha virusi. Walakini, virusi vina molekuli chache za polar, ambayo inaonyesha kuwa athari za moja kwa moja za mafuta kwenye virusi ni nadra [1]. Kinyume chake, kuna molekuli nyingi zaidi za polar katika kati na mazingira, kama vile molekuli za maji, ambazo hutembea kulingana na uwanja wa umeme unaobadilika na mawimbi ya umeme, hutoa joto kupitia msuguano. Joto huhamishiwa kwa virusi ili kuongeza joto lake. Wakati kizingiti cha uvumilivu kinazidi, asidi ya kiini na protini huharibiwa, ambayo hatimaye hupunguza udhalilishaji na hata inactivates virusi.
Vikundi kadhaa vimeripoti kuwa mawimbi ya umeme yanaweza kupunguza udhalilishaji wa virusi kupitia mfiduo wa mafuta [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] alifunua kusimamishwa kwa coronavirus 229E kwa mawimbi ya umeme mara kwa mara ya 95 GHz na wiani wa nguvu wa 70 hadi 100 w/cm² kwa 0.2-0.7 s. Matokeo yalionyesha kuwa ongezeko la joto la 100 ° C wakati wa mchakato huu lilichangia uharibifu wa morphology ya virusi na kupunguzwa kwa shughuli za virusi. Athari hizi za mafuta zinaweza kuelezewa na hatua ya mawimbi ya umeme kwenye molekuli za maji zinazozunguka. Siddharta [3] Irradiated HCV iliyo na utamaduni wa seli ya seli tofauti, pamoja na GT1a, GT2A, GT3A, GT4A, GT5A, GT6A na GT7A, na mawimbi ya elektroni na 80, na 80 W, na 80 W, WW, WW, WW, WW, DAGNED ANS 80 WOTU, WW, W W, WW, WW, WW, W W na 180 W, WW, WW, W W, WW, WW, WW, W W, WW, WW, W W na 180 W, WW. Utamaduni wa seli kutoka 26 ° C hadi 92 ° C, mionzi ya umeme ilipunguza udhalilishaji wa virusi au ikafanya virusi kabisa. Lakini HCV ilifunuliwa na mawimbi ya umeme kwa muda mfupi kwa nguvu ya chini (90 au 180 W, dakika 3) au nguvu ya juu (600 au 800 W, dakika 1), wakati hakukuwa na ongezeko kubwa la joto na mabadiliko makubwa katika virusi hayakuzingatiwa au shughuli.
Matokeo ya hapo juu yanaonyesha kuwa athari ya mafuta ya mawimbi ya umeme ni jambo muhimu kushawishi udhalilishaji au shughuli za virusi vya pathogenic. Kwa kuongezea, tafiti nyingi zimeonyesha kuwa athari ya mafuta ya mionzi ya umeme inaleta virusi vya pathogenic kwa ufanisi zaidi kuliko UV-C na inapokanzwa kawaida [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Mbali na athari za mafuta, mawimbi ya umeme pia yanaweza kubadilisha polarity ya molekuli kama protini za microbial na asidi ya kiini, na kusababisha molekuli kuzunguka na kutetemeka, na kusababisha kupunguzwa kwa uwezo au hata kifo [10]. Inaaminika kuwa ubadilishaji wa haraka wa polarity ya mawimbi ya umeme husababisha polarization ya protini, ambayo husababisha kupotosha na kupunguka kwa muundo wa protini na, mwishowe, kuharibiwa kwa protini [11].
Athari ya nonhermal ya mawimbi ya umeme kwenye uvumbuzi wa virusi inabaki kuwa na ubishani, lakini tafiti nyingi zimeonyesha matokeo mazuri [1, 25]. Kama tulivyosema hapo juu, mawimbi ya umeme yanaweza kupenya moja kwa moja protini ya bahasha ya virusi vya MS2 na kuharibu asidi ya virusi. Kwa kuongezea, erosoli za virusi za MS2 ni nyeti zaidi kwa mawimbi ya umeme kuliko MS2 yenye maji. Kwa sababu ya molekuli ndogo za polar, kama vile molekuli za maji, katika mazingira yanayozunguka aerosols ya virusi vya MS2, athari za Athermic zinaweza kuchukua jukumu muhimu katika uvumbuzi wa virusi vya upatanishi wa umeme [1].
Hali ya resonance inahusu tabia ya mfumo wa mwili kuchukua nishati zaidi kutoka kwa mazingira yake kwa mzunguko wake wa asili na wimbi. Resonance hufanyika katika maeneo mengi katika maumbile. Inajulikana kuwa virusi hubadilika na microwaves ya frequency sawa katika hali ndogo ya acoustic, hali ya resonance [2, 13, 26]. Njia za mwingiliano kati ya wimbi la umeme na virusi zinavutia umakini zaidi na zaidi. Athari za uhamishaji mzuri wa nishati ya muundo (SRET) kutoka kwa mawimbi ya umeme hadi oscillations ya acoustic (CAV) katika virusi inaweza kusababisha kupasuka kwa membrane ya virusi kwa sababu ya vibrations ya msingi-capsid. Kwa kuongezea, ufanisi wa jumla wa SRET unahusiana na asili ya mazingira, ambapo saizi na pH ya chembe ya virusi huamua frequency ya resonant na kunyonya kwa nishati, mtawaliwa [2, 13, 19].
Athari ya mwili ya mawimbi ya umeme inachukua jukumu muhimu katika uvumbuzi wa virusi vilivyofunikwa, ambavyo vimezungukwa na membrane ya bilayer iliyoingia katika protini za virusi. Watafiti waligundua kuwa deactivation ya H3N2 na mawimbi ya umeme na frequency ya 6 GHz na nguvu ya nguvu ya 486 W/m² ilisababishwa sana na kupasuka kwa mwili kwa sababu ya athari ya resonance [13]. Joto la kusimamishwa kwa H3N2 liliongezeka kwa 7 ° C tu baada ya dakika 15 ya mfiduo, hata hivyo, kwa uvumbuzi wa virusi vya H3N2 na inapokanzwa mafuta, joto zaidi ya 55 ° C inahitajika [9]. Matukio kama hayo yamezingatiwa kwa virusi kama SARS-CoV-2 na H3N1 [13, 14]. Kwa kuongezea, uvumbuzi wa virusi na mawimbi ya umeme hauongoi kwa uharibifu wa genomes ya virusi vya RNA [1,13,14]. Kwa hivyo, uvumbuzi wa virusi vya H3N2 ulikuzwa na resonance ya mwili badala ya mfiduo wa mafuta [13].
Ikilinganishwa na athari ya mafuta ya mawimbi ya umeme, uvumbuzi wa virusi na resonance ya mwili unahitaji vigezo vya chini vya kipimo, ambavyo ni chini ya viwango vya usalama vya microwave vilivyoanzishwa na Taasisi ya Wahandisi wa Umeme na Umeme (IEEE) [2, 13]. Frequency ya resonant na kipimo cha nguvu hutegemea mali ya mwili ya virusi, kama vile saizi ya chembe na elasticity, na virusi vyote vilivyo ndani ya mzunguko wa resonant vinaweza kulengwa kwa ufanisi. Kwa sababu ya kiwango cha juu cha kupenya, kutokuwepo kwa mionzi ya ionizing, na usalama mzuri, uvumbuzi wa virusi unaoingiliana na athari ya Athermic ya CPET ni kuahidi matibabu ya magonjwa mabaya ya binadamu yanayosababishwa na virusi vya pathogenic [14, 26].
Kulingana na utekelezaji wa uvumbuzi wa virusi katika sehemu ya kioevu na juu ya uso wa media anuwai, mawimbi ya umeme yanaweza kushughulika vizuri na erosoli za virusi [1, 26], ambayo ni mafanikio na ni ya muhimu sana kudhibiti maambukizi ya virusi na kuzuia maambukizi ya virusi katika jamii. janga. Kwa kuongezea, ugunduzi wa mali ya mwili wa mawimbi ya umeme ni muhimu sana katika uwanja huu. Kwa muda mrefu kama frequency ya resonant ya virion fulani na mawimbi ya umeme yanajulikana, virusi vyote vilivyo ndani ya safu ya frequency ya jeraha vinaweza kulenga, ambayo haiwezi kufikiwa na njia za jadi za uvumbuzi wa virusi [13,14,26]. Uboreshaji wa umeme wa virusi ni utafiti wa kuahidi na utafiti mkubwa na thamani inayotumika na uwezo.
Ikilinganishwa na teknolojia ya mauaji ya jadi ya virusi, mawimbi ya umeme yana sifa za kinga rahisi, nzuri, ya vitendo wakati wa kuua virusi kwa sababu ya mali yake ya kipekee [2, 13]. Walakini, shida nyingi zinabaki. Kwanza, maarifa ya kisasa ni mdogo kwa mali ya mwili ya mawimbi ya umeme, na utaratibu wa utumiaji wa nishati wakati wa uzalishaji wa mawimbi ya umeme haujafunuliwa [10, 27]. Microwaves, pamoja na mawimbi ya millimeter, yametumika sana kusoma uvumbuzi wa virusi na mifumo yake, hata hivyo, tafiti za mawimbi ya umeme kwa masafa mengine, haswa kwa masafa kutoka 100 kHz hadi 300 MHz na kutoka 300 GHz hadi 10 THz, hayajaripotiwa. Pili, utaratibu wa kuua virusi vya pathogenic na mawimbi ya umeme haujafafanuliwa, na virusi tu vya spherical na fimbo zimesomwa [2]. Kwa kuongezea, chembe za virusi ni ndogo, hazina seli, hubadilika kwa urahisi, na huenea haraka, ambayo inaweza kuzuia uvumbuzi wa virusi. Teknolojia ya wimbi la umeme bado inahitaji kuboreshwa ili kuondokana na shida ya virusi vya pathogenic. Mwishowe, ngozi ya juu ya nishati ya kung'aa na molekuli za polar katikati, kama vile molekuli za maji, husababisha upotezaji wa nishati. Kwa kuongezea, ufanisi wa SRET unaweza kuathiriwa na mifumo kadhaa isiyojulikana katika virusi [28]. Athari ya SRET pia inaweza kurekebisha virusi ili kuzoea mazingira yake, na kusababisha kupinga mawimbi ya umeme [29].
Katika siku zijazo, teknolojia ya uvumbuzi wa virusi kwa kutumia mawimbi ya umeme inahitaji kuboreshwa zaidi. Utafiti wa kisayansi wa kimsingi unapaswa kulenga kufafanua utaratibu wa uvumbuzi wa virusi na mawimbi ya umeme. Kwa mfano, utaratibu wa kutumia nishati ya virusi wakati unafunuliwa na mawimbi ya umeme, utaratibu wa kina wa hatua zisizo za mafuta ambazo huua virusi vya pathogenic, na utaratibu wa athari ya SRET kati ya mawimbi ya umeme na aina anuwai ya virusi inapaswa kufafanuliwa kwa utaratibu. Utafiti uliotumika unapaswa kuzingatia jinsi ya kuzuia kunyonya sana kwa nishati ya mionzi na molekuli za polar, soma athari za mawimbi ya umeme ya masafa tofauti kwenye virusi anuwai vya pathogenic, na ujifunze athari zisizo za mafuta za mawimbi ya umeme katika uharibifu wa virusi vya pathogenic.
Mawimbi ya umeme yamekuwa njia ya kuahidi kwa uvumbuzi wa virusi vya pathogenic. Teknolojia ya wimbi la umeme ina faida za uchafuzi wa chini, gharama ya chini, na ufanisi mkubwa wa virusi vya pathogen, ambayo inaweza kuondokana na mapungufu ya teknolojia ya jadi ya kupambana na virusi. Walakini, utafiti zaidi unahitajika kuamua vigezo vya teknolojia ya wimbi la umeme na kufafanua utaratibu wa uvumbuzi wa virusi.
Dozi fulani ya mionzi ya wimbi la umeme inaweza kuharibu muundo na shughuli za virusi vingi vya pathogenic. Ufanisi wa uvumbuzi wa virusi unahusiana sana na frequency, wiani wa nguvu, na wakati wa mfiduo. Kwa kuongezea, mifumo inayoweza kuwa ni pamoja na athari za mafuta, athermal, na muundo wa muundo wa uhamishaji wa nishati. Ikilinganishwa na teknolojia za jadi za antiviral, uvumbuzi wa virusi vya wimbi la umeme una faida za unyenyekevu, ufanisi mkubwa na uchafuzi wa chini. Kwa hivyo, uvumbuzi wa virusi vya umeme wa kati ya umeme imekuwa mbinu ya kuahidi ya antiviral kwa matumizi ya baadaye.
U yu. Ushawishi wa mionzi ya microwave na plasma baridi kwenye shughuli za bioaerosol na mifumo inayohusiana. Chuo Kikuu cha Peking. Mwaka 2013.
Jua CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC et al. Resonant dipole coupling ya microwaves na oscillations mdogo wa acoustic katika baculoviruses. Ripoti ya kisayansi 2017; 7 (1): 4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M, et al. Uvumbuzi wa microwave wa HCV na VVU: Njia mpya ya kuzuia maambukizi ya virusi kati ya watumiaji wa dawa za kulevya. Ripoti ya kisayansi 2016; 6: 36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Wimbo Yl, Qv Hl. Uchunguzi na uchunguzi wa majaribio ya uchafuzi wa hati za hospitali na disinfection ya microwave [J] Jarida la Matibabu la Kichina. 1987; 4: 221-2.
Utafiti wa awali wa jua la mfumo wa uvumbuzi na ufanisi wa dichloroisocyanate ya sodiamu dhidi ya bacteriophage MS2. Chuo Kikuu cha Sichuan. 2007.
Utafiti wa awali wa athari ya athari ya uvumbuzi na utaratibu wa hatua ya O-phthalaldehyde juu ya bacteriophage MS2. Chuo Kikuu cha Sichuan. 2007.
Wu Ye, Bi. Yao. Uvumbuzi wa virusi vya hewa katika hali ya mionzi ya microwave. Bulletin ya Sayansi ya China. 2014; 59 (13): 1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. et al. Coronaviruses na polioviruses ni nyeti kwa mapigo mafupi ya mionzi ya W-band cyclotron. Barua juu ya Kemia ya Mazingira. 2021; 19 (6): 3967-72.
Yonges M, Liu VM, Van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S, et al. Uvumbuzi wa virusi vya mafua kwa masomo ya antigenicity na upinzani wa upinzani wa inhibitors za neuraminidase. Jarida la Microbiology ya Kliniki. 2010; 48 (3): 928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia, et al. Muhtasari wa sterilization ya microwave. Sayansi ya Guangdong Micronutrient. 2013; 20 (6): 67-70.
Li Jizhi. Athari za kibaolojia zisizo za kawaida za microwaves kwenye vijidudu vya chakula na teknolojia ya microwave sterilization [JJ Southwestern Nationalities University (Toleo la Sayansi ya Asili). 2006; 6: 1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. SARS-CoV-2 spike ya protini juu ya umwagiliaji wa microwave ya Athermic. Ripoti ya kisayansi 2021; 11 (1): 23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang Yr, et al. Ufanisi wa muundo wa nishati ya muundo kutoka kwa microwaves hadi oscillations ndogo ya acoustic katika virusi. Ripoti ya kisayansi 2015; 5: 18030.
Barbora A, Minnes R. Tiba iliyolenga antiviral kwa kutumia tiba isiyo ya ionizing ya mionzi kwa SARS-CoV-2 na maandalizi ya janga la virusi: njia, njia, na maelezo ya mazoezi ya matumizi ya kliniki. Plos moja. 2021; 16 (5): E0251780.
Yang Huiming. Microwave sterilization na sababu zinazoathiri. Jarida la Matibabu la Kichina. 1993; (04): 246-51.
Ukurasa WJ, Martin WG kuishi kwa vijidudu kwenye oveni za microwave. Unaweza J Microorganisms. 1978; 24 (11): 1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS microwave au matibabu ya autoclave huharibu udhalilishaji wa virusi vya kuambukiza vya bronchitis na pneumovirus ya ndege, lakini inaruhusu kugunduliwa kwa kutumia majibu ya mnyororo wa polymerase ya reverse. ugonjwa wa kuku. 2004; 33 (3): 303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB microwave kutokomeza cytomegalovirus kutoka maziwa ya matiti: uchunguzi wa majaribio. dawa ya kunyonyesha. 2016; 11: 186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih Sr, et al. Microwave resonance kunyonya kwa virusi vya SARS-CoV-2. Ripoti ya kisayansi 2022; 12 (1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Uuzaji-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH, nk UV-C (254 nm) kipimo cha SARS-CoV-2. Utambuzi wa mwanga Photodyne Ther. 2020; 32: 101995.
Dhoruba N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, De Samber M, nk Uvumbuzi wa haraka na kamili wa SARS-CoV-2 na UV-C. Ripoti ya kisayansi 2020; 10 (1): 22421.