Влияние электромагнитных волн на патогенные вирусы и соответствующие механизмы: обзор

Вирусологический журнал, том 19, номер статьи: 161 (2022) Цитировать эту статью

3977 Доступов

1 Цитаты

17 Альтметрика

Подробности о метриках

Патогенные вирусные инфекции стали серьезной проблемой общественного здравоохранения во всем мире. Вирусы могут инфицировать все клеточные организмы и вызывать различные травмы и повреждения, приводящие к заболеваниям или даже смерти. В условиях распространенности высокопатогенных вирусов, таких как коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), актуальна разработка эффективных и безопасных подходов к инактивации патогенных вирусов. Традиционные методы инактивации патогенных вирусов практичны, но имеют ряд ограничений. Электромагнитные волны с высокой проникающей способностью, физическим резонансом и незагрязняемостью стали потенциальной стратегией инактивации патогенных вирусов и привлекли все большее внимание. В данной статье представлен обзор современной литературы о влиянии электромагнитных волн на патогенные вирусы и их механизмах, а также перспективных применениях электромагнитных волн для инактивации патогенных вирусов, чтобы предоставить новые идеи и методы этой инактивации.

Многие вирусы быстро распространяются, долговечны и высокопатогенны и могут вызвать глобальные пандемии и серьезную угрозу для здоровья человека. Профилактика, выявление, проверка, ликвидация и лечение являются важнейшими шагами по блокированию распространения вируса. Быстрая и эффективная ликвидация патогенных вирусов включает профилактическую, защитную ликвидацию и ликвидацию источника. Инактивация патогенных вирусов путем физиологического разрушения с целью снижения их инфекционных, патогенных и репродуктивных способностей является мощным подходом к их уничтожению. Традиционные методы, в том числе высокие температуры, химические агенты и ионизирующее излучение, позволяют эффективно инактивировать патогенные вирусы. Однако эти методы по-прежнему имеют ряд ограничений. Поэтому по-прежнему существует острая необходимость в разработке инновационных стратегий инактивации патогенных вирусов.

Излучение электромагнитных волн имеет потенциал как практический способ инактивации патогенных вирусов благодаря своей высокой проникающей способности, быстрому и однородному нагреву, резонансу с микроорганизмами и выделению плазмы [1,2,3]. Способность электромагнитных волн инактивировать патогенные вирусы была продемонстрирована еще в прошлом веке [4]. В последние годы применение электромагнитных волн для инактивации патогенных вирусов привлекает все большее внимание. В этой статье рассматривается влияние электромагнитных волн на патогенные вирусы и их механизмы, что может послужить полезным руководством как для фундаментальных, так и для прикладных исследований.

Морфологические характеристики вирусов могут отражать такие функции, как выживаемость и инфекционная способность. Было продемонстрировано, что электромагнитные волны могут нарушать морфологию вирусов, особенно электромагнитные волны сверхвысокой частоты (УВЧ) и чрезвычайно высокой частоты (КВЧ).

Бактериофаг MS2 (MS2) часто используется в различных областях исследований, таких как оценка дезинфекции, кинетическое моделирование (водное) и биологическая характеристика вирусных молекул [5, 6]. Ву обнаружил, что микроволны с частотой 2450 МГц и мощностью 700 Вт вызывают агрегацию и значительное сокращение переносимого водой фага MS2 после прямого облучения в течение 1 минуты [1]. Поверхностный разрыв фага MS2 также наблюдался после дальнейшего исследования [7]. Качмарчик [8] подверг суспензию образца коронавируса 229E (CoV-229E) воздействию миллиметровых волн частотой 95 ГГц и плотностью мощности от 70 до 100 Вт/см2 в течение 0,1 с. На шероховатой сферической оболочке вируса можно было обнаружить большие отверстия, что привело к потере их содержимого. Воздействие электромагнитных волн может быть разрушительным для морфологии вируса. Однако изменения морфологических свойств, таких как форма, диаметр и гладкость поверхности, после воздействия на вирус электромагнитного излучения еще недостаточно изучены. Поэтому важно проанализировать взаимосвязь между нарушением морфологических особенностей и функций, что может стать ценным и удобным индикатором для оценки инактивации вируса [1].