전자파가 병원성 바이러스 및 관련 메커니즘에 미치는 영향: Journal of Virology에 게재된 리뷰

병원성 바이러스 감염은 전 세계적으로 주요 공중보건 문제로 대두되고 있습니다. 바이러스는 모든 세포 유기체를 감염시켜 다양한 정도의 손상과 손상을 유발하여 질병은 물론 사망까지 초래할 수 있습니다. 중증급성호흡기증후군코로나바이러스2(SARS-CoV-2)와 같은 고병원성 바이러스가 만연함에 따라, 병원성 바이러스를 불활성화하는 효과적이고 안전한 방법 개발이 시급히 요구되고 있습니다. 병원성 바이러스를 불활성화하는 기존 방법은 실용적이지만 몇 가지 한계가 있습니다. 높은 침투력, 물리적 공명, 무공해라는 특성을 지닌 전자파는 병원성 바이러스 불활성화를 위한 잠재적 전략으로 자리 잡고 있으며, 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 본 논문은 전자파가 병원성 바이러스와 그 메커니즘에 미치는 영향에 대한 최근 연구 결과들을 개괄적으로 살펴보고, 병원성 바이러스 불활성화를 위한 전자파 활용 가능성과 새로운 아이디어 및 방법을 제시합니다.
많은 바이러스는 빠르게 확산되고, 오랫동안 지속되며, 병원성이 매우 강하여 전 세계적인 유행병과 심각한 건강 위험을 초래할 수 있습니다. 예방, 탐지, 검사, 박멸, 그리고 치료는 바이러스 확산을 막는 핵심 단계입니다. 병원성 바이러스를 신속하고 효율적으로 제거하는 데는 예방, 방어, 그리고 근원 제거가 포함됩니다. 생리적 파괴를 통해 병원성 바이러스를 불활성화하여 감염성, 병원성, 그리고 생식 능력을 감소시키는 것은 효과적인 제거 방법입니다. 고온, 화학 물질, 이온화 ​​방사선을 포함한 전통적인 방법들은 병원성 바이러스를 효과적으로 불활성화할 수 있습니다. 그러나 이러한 방법들은 여전히 ​​몇 가지 한계점을 가지고 있습니다. 따라서 병원성 바이러스 불활성화를 위한 혁신적인 전략 개발이 여전히 시급히 필요합니다.
전자기파 방출은 높은 침투력, 빠르고 균일한 가열, 미생물과의 공명, 그리고 플라즈마 방출 등의 장점을 가지고 있어 병원성 바이러스를 불활성화하는 실용적인 방법으로 기대됩니다[1,2,3]. 전자기파가 병원성 바이러스를 불활성화하는 능력은 지난 세기에 이미 입증되었습니다[4]. 최근 병원성 바이러스 불활성화를 위한 전자기파 활용은 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 본 논문에서는 전자기파가 병원성 바이러스에 미치는 영향과 그 기전을 논의하며, 이는 기초 및 응용 연구에 유용한 지침이 될 수 있습니다.
바이러스의 형태학적 특징은 생존 및 감염성과 같은 기능을 반영할 수 있습니다. 전자기파, 특히 초고주파(UHF) 및 초고주파(EHF) 전자기파가 바이러스의 형태를 교란할 수 있다는 것이 입증되었습니다.
박테리오파지 MS2(MS2)는 소독 평가, 동역학 모델링(수용성), 바이러스 분자의 생물학적 특성 분석 등 다양한 연구 분야에서 자주 사용됩니다[5, 6]. Wu는 2450MHz, 700W의 마이크로파가 1분간 직접 조사한 후 MS2 수생 파지의 응집과 상당한 수축을 유발한다는 것을 발견했습니다[1]. 추가 조사 후 MS2 파지 표면의 파손도 관찰되었습니다[7]. Kaczmarczyk[8]은 코로나바이러스 229E(CoV-229E) 샘플 현탁액을 주파수 95GHz, 전력 밀도 70~100W/cm2의 밀리미터파에 0.1초 동안 노출시켰습니다. 바이러스의 거친 구형 껍질에 큰 구멍이 발견될 수 있으며, 이로 인해 내용물이 손실됩니다. 전자파에 노출되면 바이러스 형태가 파괴될 수 있습니다. 그러나 바이러스가 전자기파에 노출된 후 형태, 직경, 표면 평활도와 같은 형태학적 특성의 변화는 아직 밝혀지지 않았습니다. 따라서 형태학적 특징과 기능 장애 간의 연관성을 분석하는 것이 중요하며, 이는 바이러스 불활성화 평가에 유용하고 편리한 지표를 제공할 수 있습니다[1].
바이러스 구조는 일반적으로 내부 핵산(RNA 또는 DNA)과 외부 캡시드로 구성됩니다. 핵산은 바이러스의 유전적 및 복제 특성을 결정합니다. 캡시드는 규칙적으로 배열된 단백질 소단위체의 외층으로, 바이러스 입자의 기본 골격이자 항원성 성분이며, 핵산을 보호합니다. 대부분의 바이러스는 지질과 당단백질로 구성된 외피 구조를 가지고 있습니다. 또한, 외피 단백질은 수용체의 특이성을 결정하고 숙주의 면역 체계가 인식할 수 있는 주요 항원 역할을 합니다. 이러한 완전한 구조는 바이러스의 온전성과 유전적 안정성을 보장합니다.
연구에 따르면 전자파, 특히 UHF 전자파는 질병을 유발하는 바이러스의 RNA를 손상시킬 수 있다고 합니다. Wu [1]는 MS2 바이러스의 수성 환경을 2450MHz 마이크로파에 2분간 직접 노출시키고 겔 전기영동과 역전사 중합효소 연쇄 반응을 통해 단백질 A, 캡시드 단백질, 복제효소 단백질 및 절단 단백질을 암호화하는 유전자를 분석했습니다. RT-PCR). 이러한 유전자는 전력 밀도가 증가함에 따라 점진적으로 파괴되었고 가장 높은 전력 밀도에서도 사라졌습니다. 예를 들어, 단백질 A 유전자(934bp)의 발현은 119W와 385W의 전자파에 노출된 후 상당히 감소했고 전력 밀도를 700W로 증가시켰을 때 완전히 사라졌습니다. 이러한 데이터는 전자파가 복용량에 따라 바이러스의 핵산 구조를 파괴할 수 있음을 나타냅니다.
최근 연구에 따르면 병원성 바이러스 단백질에 대한 전자기파의 영향은 주로 매개체에 대한 간접적인 열 효과와 핵산 파괴로 인한 단백질 합성에 대한 간접적인 영향에 기초합니다[1, 3, 8, 9]. 그러나 열 효과는 바이러스 단백질의 극성이나 구조를 변경할 수도 있습니다[1, 10, 11]. 병원성 바이러스의 캡시드 단백질, 외피 단백질 또는 스파이크 단백질과 같은 기본 구조/비구조 단백질에 대한 전자기파의 직접적인 영향은 아직 추가 연구가 필요합니다. 최근 2.45GHz 주파수에서 700W의 전력으로 2분간 전자기파를 조사하면 순수한 전자기 효과로 핫스팟과 진동 전기장을 형성하여 단백질 전하의 다른 분획과 상호 작용할 수 있다고 제안되었습니다[12].
병원성 바이러스의 외피는 감염 또는 질병 유발 능력과 밀접한 관련이 있습니다. 여러 연구에서 UHF 및 마이크로파 전자파가 질병 유발 바이러스의 껍질을 파괴할 수 있다고 보고했습니다. 위에서 언급했듯이 70~100W/cm2의 전력 밀도에서 95GHz 밀리미터파에 0.1초간 노출되면 코로나바이러스 229E의 바이러스 외피에서 뚜렷한 구멍을 감지할 수 있습니다[8]. 전자파의 공명 에너지 전달 효과는 바이러스 외피의 구조를 파괴할 만큼 충분한 응력을 유발할 수 있습니다. 외피 바이러스의 경우 외피가 파열되면 감염성 또는 일부 활동이 일반적으로 감소하거나 완전히 상실됩니다[13, 14]. Yang[13]은 H3N2(H3N2) 인플루엔자 바이러스와 H1N1(H1N1) 인플루엔자 바이러스를 각각 8.35GHz, 320W/m² 및 7GHz, 308W/m²의 마이크로파에 15분 동안 노출시켰습니다. 전자파에 노출된 병원성 바이러스와 냉동 후 액체 질소에서 여러 사이클 동안 즉시 해동된 단편화된 모델의 RNA 신호를 비교하기 위해 RT-PCR을 수행했습니다. 그 결과 두 모델의 RNA 신호가 매우 일치했습니다. 이는 마이크로파에 노출된 후 바이러스의 물리적 구조가 파괴되고 외피 구조가 파괴되었음을 시사합니다.
바이러스의 활동성은 감염, 복제, 전사 능력으로 특징지어질 수 있습니다. 바이러스 감염성 또는 활동성은 일반적으로 플라크 분석, 조직 배양 중간 감염 용량(TCID50) 또는 루시퍼레이즈 리포터 유전자 활성을 이용한 바이러스 역가 측정을 통해 평가합니다. 또한 생바이러스를 분리하거나 바이러스 항원, 바이러스 입자 밀도, 바이러스 생존율 등을 분석하여 직접 평가할 수도 있습니다.
UHF, SHF 및 EHF 전자기파가 바이러스 에어로졸 또는 수인성 바이러스를 직접 불활성화할 수 있다고 보고되었습니다. Wu [1]는 실험실 분무기로 생성한 MS2 박테리오파지 에어로졸을 주파수 2450MHz, 전력 700W의 전자기파에 1.7분간 노출시켰는데, MS2 박테리오파지 생존율은 8.66%에 불과했습니다. MS2 바이러스 에어로졸과 유사하게, 동일한 용량의 전자기파에 노출된 후 수성 MS2의 91.3%가 1.5분 이내에 불활성화되었습니다. 또한, 전자기 복사가 MS2 바이러스를 불활성화하는 능력은 전력 밀도와 노출 시간과 양의 상관관계를 보였습니다. 그러나 불활성화 효율이 최대값에 도달하면 노출 시간을 늘리거나 전력 밀도를 높여도 불활성화 효율을 개선할 수 없습니다. 예를 들어, MS2 바이러스는 2450MHz 및 700W 전자기파에 노출된 후 최소 생존율이 2.65%~4.37%였으며 노출 시간이 증가함에 따라 유의한 변화가 발견되지 않았습니다.Siddharta[3]는 C형 간염 바이러스(HCV)/인간 면역 결핍 바이러스 1형(HIV-1)을 함유한 세포 배양 현탁액에 주파수 2450MHz, 전력 360W의 전자기파를 조사했습니다.그들은 노출 3분 후에 바이러스 역가가 크게 떨어지는 것을 발견했는데, 이는 전자기파 복사가 HCV와 HIV-1 감염성에 효과적이며 함께 노출되더라도 바이러스 전파를 예방하는 데 도움이 된다는 것을 나타냅니다.HCV 세포 배양액과 HIV-1 현탁액에 주파수 2450MHz, 90W 또는 180W의 저전력 전자기파를 조사했을 때 루시퍼레이즈 리포터 활성으로 결정된 바이러스 역가에 변화가 없었고 바이러스 감염성에 유의한 변화가 관찰되었습니다. 600W와 800W에서 1분간 노출시켰을 때 두 바이러스 모두의 감염력은 크게 감소하지 않았는데, 이는 전자파 방사 강도와 임계 온도 노출 시간과 관련이 있는 것으로 생각됩니다.
Kaczmarczyk [8]는 2021년에 처음으로 수인성 병원성 바이러스에 대한 EHF 전자파의 치명성을 입증했습니다. 그들은 코로나바이러스 229E 또는 폴리오바이러스(PV) 샘플을 2초 동안 95GHz 주파수와 70~100W/cm2의 전력 밀도의 전자파에 노출시켰습니다. 두 병원성 바이러스의 불활성화 효율은 각각 99.98%와 99.375%였습니다. 이는 EHF 전자파가 바이러스 불활성화 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있음을 나타냅니다.
UHF 바이러스 불활성화의 효과는 모유 및 가정에서 일반적으로 사용되는 일부 재료와 같은 다양한 매체에서도 평가되었습니다.연구원들은 아데노바이러스(ADV), 폴리오바이러스 1형(PV-1), 헤르페스바이러스 1(HV-1) 및 라이노바이러스(RHV)로 오염된 마취 마스크를 주파수 2450MHz, 전력 720와트의 전자기 방사선에 노출시켰습니다.그들은 ADV 및 PV-1 항원에 대한 검사가 음성으로 바뀌었고 HV-1, PIV-3 및 RHV 역가가 0으로 떨어져 노출 4분 후 모든 바이러스가 완전히 불활성화되었음을 나타냈다고 보고했습니다[15, 16].Elhafi[17]는 조류 전염성 기관지염 바이러스(IBV), 조류 폐렴 바이러스(APV), 뉴캐슬병 바이러스(NDV) 및 조류 인플루엔자 바이러스(AIV)에 감염된 면봉을 2450MHz, 900W 전자레인지에 직접 노출시켰습니다. 감염력을 잃습니다. 그 중 APV와 IBV는 5세대 닭 배아에서 얻은 기관 기관 배양에서 추가로 검출되었습니다. 바이러스를 분리할 수 없었지만 바이러스 핵산은 RT-PCR로 여전히 검출되었습니다. Ben-Shoshan [18]은 15개의 거대세포바이러스(CMV) 양성 모유 샘플에 30초 동안 2450MHz, 750W 전자기파를 직접 노출시켰습니다. Shell-Vial로 항원을 검출한 결과 CMV가 완전히 불활성화되었습니다. 그러나 500W에서는 15개 샘플 중 2개가 완전히 불활성화되지 않았으며, 이는 불활성화 효율과 전자기파의 전력 사이에 양의 상관관계가 있음을 나타냅니다.
또한 Yang [13]이 확립된 물리적 모델을 기반으로 전자기파와 바이러스 간의 공진 주파수를 예측한 것도 주목할 만합니다.바이러스에 민감한 Madin Darby 개 신장 세포(MDCK)에서 생성된 밀도 7.5×1014m-3의 H3N2 바이러스 입자 현탁액을 8GHz 주파수와 820W/m²의 전력으로 15분 동안 전자기파에 직접 노출시켰습니다.H3N2 바이러스의 불활성화 수준은 100%에 도달합니다.그러나 이론적인 임계값인 82W/m²에서 H3N2 바이러스의 38%만 불활성화되어 EM 매개 바이러스 불활성화의 효율이 전력 밀도와 밀접하게 관련되어 있음을 시사합니다. 이 연구를 바탕으로 Barbora [14]는 전자파와 SARS-CoV-2 사이의 공진 주파수 범위(8.5–20 GHz)를 계산하고 7.5 × 1014 m-3의 SARS-CoV-2가 10-17 GHz 주파수와 14.5 ± 1 W/m2의 전력 밀도를 갖는 전자파에 약 15분간 노출되면 100% 비활성화된다고 결론지었습니다. Wang [19]의 최근 연구에 따르면 SARS-CoV-2의 공진 주파수는 4와 7.5 GHz로 바이러스 역가와 무관한 공진 주파수의 존재가 확인되었습니다.
결론적으로, 전자기파는 에어로졸과 현탁액뿐만 아니라 표면에서 바이러스의 활성에도 영향을 미칠 수 있다고 말할 수 있습니다. 불활성화 효과는 전자기파의 주파수와 전력, 그리고 바이러스 증식에 사용되는 매체와 밀접한 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 또한, 물리적 공명에 기반한 전자기파 주파수는 바이러스 불활성화에 매우 중요합니다[2, 13]. 지금까지 전자기파가 병원성 바이러스의 활성에 미치는 영향은 주로 감염력 변화에 초점을 맞춰 왔습니다. 이러한 복잡한 메커니즘으로 인해, 여러 연구에서 전자기파가 병원성 바이러스의 복제와 전사에 미치는 영향을 보고했습니다.
전자기파가 바이러스를 불활성화하는 메커니즘은 바이러스의 종류, 전자기파의 주파수와 전력, 그리고 바이러스의 성장 환경과 밀접한 관련이 있지만, 아직 많은 부분이 밝혀지지 않았습니다. 최근 연구는 열, 비열, 그리고 구조 공명 에너지 전달 메커니즘에 집중되어 왔습니다.
열 효과는 전자기파의 영향으로 조직에서 극성 분자의 고속 회전, 충돌 및 마찰로 인해 발생하는 온도 상승으로 이해됩니다. 이러한 특성으로 인해 전자기파는 바이러스의 온도를 생리적 내성의 역치 이상으로 높여 바이러스를 죽일 수 있습니다. 그러나 바이러스에는 극성 분자가 거의 없으므로 바이러스에 대한 직접적인 열 효과는 드뭅니다[1]. 반대로, 매체와 환경에는 물 분자와 같이 전자기파에 의해 여기된 교류 전기장에 따라 움직이는 훨씬 더 많은 극성 분자가 있으며 마찰을 통해 열을 생성합니다. 그런 다음 열이 바이러스로 전달되어 온도를 높입니다. 내성 역치를 초과하면 핵산과 단백질이 파괴되어 궁극적으로 감염성이 감소하고 바이러스가 불활성화될 수도 있습니다.
여러 연구진은 전자파가 열 노출을 통해 바이러스의 감염성을 감소시킬 수 있다고 보고했습니다[1, 3, 8]. Kaczmarczyk[8]은 코로나바이러스 229E 현탁액을 0.2~0.7초 동안 95GHz 주파수의 전자파에 70~100W/cm²의 전력 밀도로 노출시켰습니다. 결과는 이 과정에서 100°C의 온도 증가가 바이러스 형태를 파괴하고 바이러스 활동을 감소시키는 데 기여한다는 것을 보여주었습니다. 이러한 열 효과는 주변 물 분자에 대한 전자파의 작용으로 설명할 수 있습니다. Siddharta[3]는 GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a 및 GT7a를 포함한 다양한 유전형의 HCV가 포함된 세포 배양 현탁액을 주파수 2450MHz, 전력 90W 및 180W, 360W, 600W 및 800W의 전자기파로 조사했습니다.세포 배양 배지의 온도가 26°C에서 92°C로 증가함에 따라 전자기 방사선은 바이러스의 감염성을 감소시키거나 바이러스를 완전히 불활성화했습니다.그러나 HCV는 낮은 전력(90 또는 180W, 3분) 또는 더 높은 전력(600 또는 800W, 1분)으로 단시간 동안 전자기파에 노출되었지만 온도의 유의미한 증가는 없었고 바이러스의 유의미한 변화는 관찰되지 않았습니다.감염성이나 활동성.
위의 결과는 전자기파의 열적 효과가 병원성 바이러스의 감염성이나 활성에 영향을 미치는 핵심 요인임을 시사합니다. 또한, 수많은 연구에서 전자기파의 열적 효과가 UV-C 및 기존 가열보다 병원성 바이러스를 더 효과적으로 불활성화하는 것으로 나타났습니다[8, 20, 21, 22, 23, 24].
열 효과 외에도 전자기파는 미생물 단백질 및 핵산과 같은 분자의 극성을 변화시켜 분자를 회전시키고 진동시켜 생존력 감소 또는 사망을 초래할 수 있습니다[10]. 전자기파의 극성 변화가 빠르게 진행되면 단백질 편극이 발생하여 단백질 구조가 뒤틀리고 휘어지며 궁극적으로 단백질 변성이 초래되는 것으로 알려져 있습니다[11].
전자기파가 바이러스 불활성화에 미치는 비열적 효과는 여전히 논란의 여지가 있지만, 대부분의 연구에서는 긍정적인 결과를 보였습니다[1, 25]. 앞서 언급했듯이, 전자기파는 MS2 바이러스의 외피 단백질을 직접 투과하여 바이러스 핵산을 파괴할 수 있습니다. 또한, MS2 바이러스 에어로졸은 수성 MS2보다 전자기파에 훨씬 더 민감합니다. MS2 바이러스 에어로졸 주변 환경에는 물 분자와 같은 극성이 낮은 분자가 존재하기 때문에, 비열적 효과가 전자기파를 매개로 한 바이러스 불활성화에 중요한 역할을 할 수 있습니다[1].
공명 현상은 물리적 시스템이 고유 진동수와 파장에서 환경으로부터 더 많은 에너지를 흡수하는 경향을 나타냅니다. 공명은 자연의 여러 곳에서 발생합니다. 바이러스는 제한된 음향 쌍극자 모드에서 동일한 주파수의 마이크로파와 공명하는 것으로 알려져 있으며, 이는 공명 현상입니다[2, 13, 26]. 전자기파와 바이러스 간의 상호작용의 공명 모드는 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 바이러스에서 전자기파에서 폐쇄 음향 진동(CAV)으로의 효율적인 구조적 공명 에너지 전달(SRET) 효과는 반대되는 핵-캡시드 진동으로 인해 바이러스 막이 파열될 수 있습니다. 또한 SRET의 전반적인 효과는 환경의 특성과 관련이 있으며, 바이러스 입자의 크기와 pH가 각각 공명 주파수와 에너지 흡수를 결정합니다[2, 13, 19].
전자기파의 물리적 공명 효과는 바이러스 단백질에 내장된 이중층 막으로 둘러싸인 봉투형 바이러스의 불활성화에 중요한 역할을 합니다. 연구진은 주파수가 6GHz이고 전력 밀도가 486W/m²인 전자기파에 의한 H3N2의 불활성화가 주로 공명 효과로 인한 껍질의 물리적 파열로 인해 발생한다는 것을 발견했습니다[13]. H3N2 현탁액의 온도는 노출 15분 후에 7°C만 상승했지만 열 가열로 인간 H3N2 바이러스를 불활성화하려면 55°C 이상의 온도가 필요합니다[9]. SARS-CoV-2 및 H3N1과 같은 바이러스에서도 유사한 현상이 관찰되었습니다[13, 14]. 또한 전자기파에 의한 바이러스의 불활성화는 바이러스 RNA 게놈의 분해로 이어지지 않습니다[1,13,14]. 따라서 H3N2 바이러스의 불활성화는 열 노출보다는 물리적 공명에 의해 촉진되었습니다[13].
전자기파의 열 효과와 비교했을 때, 물리적 공명을 이용한 바이러스 불활성화는 전기전자학회(IEEE)에서 정한 마이크로파 안전 기준보다 낮은 낮은 선량 매개변수를 필요로 합니다[2, 13]. 공진 주파수와 전력 선량은 입자 크기 및 탄성과 같은 바이러스의 물리적 특성에 따라 달라지며, 공진 주파수 내의 모든 바이러스를 효과적으로 불활성화할 수 있습니다. 높은 투과율, 전리 방사선의 부재, 그리고 우수한 안전성으로 인해, CPET의 무열 효과를 이용한 바이러스 불활성화는 병원성 바이러스에 의한 인간 악성 질환 치료에 유망합니다[14, 26].
액상 및 다양한 매체 표면에서 바이러스 불활성화를 구현함으로써 전자기파는 바이러스 에어로졸을 효과적으로 처리할 수 있으며[1, 26], 이는 획기적인 발견이며 바이러스 전파를 제어하고 사회에서 바이러스 전파를 예방하는 데 매우 중요합니다.전염병.게다가 전자기파의 물리적 공명 특성을 발견한 것은 이 분야에서 매우 중요합니다.특정 바이러스 입자의 공명 주파수와 전자기파만 알면 상처의 공명 주파수 범위 내에 있는 모든 바이러스를 표적으로 삼을 수 있으며, 이는 기존의 바이러스 불활성화 방법으로는 달성할 수 없습니다[13,14,26].바이러스의 전자기적 불활성화는 큰 연구 및 응용 가치와 잠재력을 가진 유망한 연구입니다.
기존의 바이러스 사멸 기술과 비교했을 때 전자파는 독특한 물리적 특성으로 인해 바이러스를 사멸할 때 간단하고 효과적이며 실용적인 환경 보호의 특성을 가지고 있습니다[2, 13]. 그러나 여전히 많은 문제가 남아 있습니다. 첫째, 현대 지식은 전자파의 물리적 특성에 국한되어 있으며 전자파 방출 중 에너지 이용 메커니즘이 공개되지 않았습니다[10, 27]. 밀리미터파를 포함한 마이크로파는 바이러스 불활성화 및 그 메커니즘을 연구하는 데 널리 사용되었지만 다른 주파수, 특히 100kHz~300MHz와 300GHz~10THz의 전자파에 대한 연구는 보고되지 않았습니다. 둘째, 전자파로 병원성 바이러스를 사멸시키는 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았으며 구형 및 막대형 바이러스만 연구되었습니다[2]. 또한 바이러스 입자는 작고 세포가 없으며 쉽게 돌연변이되고 빠르게 확산되므로 바이러스 불활성화를 방지할 수 있습니다. 전자파 기술은 병원성 바이러스 불활성화의 난제를 극복하기 위해 여전히 개선되어야 합니다. 마지막으로, 물 분자와 같은 매질 내 극성 분자가 복사 에너지를 많이 흡수하면 에너지 손실이 발생합니다. 또한, SRET의 효과는 바이러스의 여러 미확인 메커니즘에 의해 영향을 받을 수 있습니다[28]. SRET 효과는 바이러스가 환경에 적응하도록 변형시켜 전자파에 대한 저항성을 유발할 수도 있습니다[29].
앞으로 전자기파를 이용한 바이러스 불활성화 기술은 더욱 발전되어야 합니다. 기초 과학 연구는 전자기파에 의한 바이러스 불활성화 기전을 규명하는 데 집중되어야 합니다. 예를 들어, 전자기파에 노출되었을 때 바이러스의 에너지를 이용하는 기전, 병원성 바이러스를 사멸시키는 비열적 작용의 세부적인 기전, 그리고 전자기파와 다양한 바이러스 간의 SRET 효과 기전을 체계적으로 규명해야 합니다. 응용 연구는 극성 분자의 과도한 방사선 에너지 흡수 방지, 다양한 병원성 바이러스에 대한 다양한 주파수의 전자기파 효과 연구, 그리고 병원성 바이러스 파괴에 있어 전자기파의 비열적 효과 연구에 집중해야 합니다.
전자기파는 병원성 바이러스 불활성화에 유망한 방법으로 떠오르고 있습니다. 전자기파 기술은 저공해, 저비용, 그리고 높은 병원성 바이러스 불활성화 효율이라는 장점을 가지고 있어 기존 항바이러스 기술의 한계를 극복할 수 있습니다. 그러나 전자기파 기술의 매개변수를 결정하고 바이러스 불활성화 메커니즘을 규명하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다.
일정량의 전자기파는 많은 병원성 바이러스의 구조와 활성을 파괴할 수 있습니다. 바이러스 불활성화의 효율은 주파수, 전력 밀도, 그리고 노출 시간과 밀접한 관련이 있습니다. 또한, 잠재적인 메커니즘으로는 에너지 전달의 열적, 비열적, 그리고 구조적 공명 효과가 있습니다. 기존의 항바이러스 기술과 비교했을 때, 전자기파 기반 바이러스 불활성화는 간편함, 높은 효율, 그리고 낮은 오염이라는 장점을 가지고 있습니다. 따라서 전자기파를 이용한 바이러스 불활성화는 미래 응용 분야에서 유망한 항바이러스 기술로 자리매김하고 있습니다.
유 유. 마이크로파 복사와 저온 플라즈마가 바이오에어로졸 활성 및 관련 메커니즘에 미치는 영향. 베이징대학교. 2013년.
Sun CK, Tsai YC, Chen Ye, Liu TM, Chen HY, Wang HC 외. 바큘로바이러스에서 마이크로파의 공명 쌍극자 결합 및 제한된 음향 진동. Scientific report 2017; 7(1):4611.
Siddharta A, Pfaender S, Malassa A, Doerrbecker J, Anggakusuma, Engelmann M 외. HCV와 HIV의 마이크로파 불활성화: 주사 약물 사용자 간 바이러스 전파 예방을 위한 새로운 접근법. Scientific report 2016; 6:36619.
Yan SX, Wang RN, Cai YJ, Song YL, Qv HL. 마이크로파 소독에 의한 병원 문서 오염에 대한 조사 및 실험적 관찰 [J] 중국 의학 저널. 1987; 4:221-2.
Sun Wei, 박테리오파지 MS2에 대한 이염화이소시아네이트나트륨의 불활성화 기전 및 효능에 관한 예비 연구. 쓰촨대학교. 2007.
양리(Yang Li) 박테리오파지 MS2에 대한 o-프탈알데히드의 불활성화 효과 및 작용 기전에 관한 예비 연구. 쓰촨대학교. 2007.
Wu Ye, Ms. Yao. 마이크로파를 이용한 공기 중 바이러스의 현장 불활성화. 중국 과학 게시판. 2014;59(13):1438-45.
Kachmarchik LS, Marsai KS, Shevchenko S., Pilosof M., Levy N., Einat M. 외. 코로나바이러스와 폴리오바이러스는 W-대역 사이클로트론 방사선의 짧은 펄스에 민감하다. 환경화학에 관한 편지. 2021;19(6):3967-72.
Yonges M, Liu VM, van der Vries E, Jacobi R, Pronk I, Boog S 외. 항원성 연구 및 표현형 뉴라미니다제 억제제에 대한 내성 검정을 위한 인플루엔자 바이러스 불활성화. Journal of Clinical Microbiology. 2010;48(3):928-40.
Zou Xinzhi, Zhang Lijia, Liu Yujia, Li Yu, Zhang Jia, Lin Fujia 등 전자레인지 살균 개요. 광동 미량 영양소 과학. 2013;20(6):67-70.
리지지. 마이크로파의 식품 미생물에 대한 비열적 생물학적 효과와 마이크로파 살균 기술 [JJ Southwestern Nationalities University (자연과학판). 2006; 6:1219–22.
Afagi P, Lapolla MA, Gandhi K. 무열 마이크로파 조사에 따른 SARS-CoV-2 스파이크 단백질 변성. Scientific report 2021; 11(1):23373.
Yang SC, Lin HC, Liu TM, Lu JT, Hong WT, Huang YR 외. 바이러스의 제한된 음향 진동으로 마이크로파에서 효율적인 구조적 공명 에너지 전달. Scientific report 2015; 5:18030.
Barbora A, Minnes R. SARS-CoV-2에 대한 비이온화 방사선 치료를 이용한 표적 항바이러스 치료 및 바이러스 대유행 대비: 임상 적용을 위한 방법, 연구 방법 및 실습 노트. PLOS One. 2021;16(5):e0251780.
양휘밍. 전자레인지 살균 및 그 영향 요인. 중의학저널. 1993;(04):246-51.
Page WJ, Martin WG. 전자레인지 내 미생물 생존. J Microorganisms. 1978;24(11):1431-3.
Elhafi G., Naylor SJ, Savage KE, Jones RS 마이크로파 또는 고압 증기 멸균 처리로 전염성 기관지염 바이러스와 조류 폐렴 바이러스의 감염성은 파괴되지만 역전사 중합효소 연쇄 반응을 사용하여 이를 검출할 수 있습니다. 가금류 질병. 2004;33(3):303-6.
Ben-Shoshan M., Mandel D., Lubezki R., Dollberg S., Mimouni FB 모유에서 거대세포바이러스의 마이크로파 근절: 시범 연구. 모유수유 의학. 2016;11:186-7.
Wang PJ, Pang YH, Huang SY, Fang JT, Chang SY, Shih SR 외. SARS-CoV-2 바이러스의 마이크로파 공명 흡수. Scientific Report 2022; 12(1): 12596.
Sabino CP, Sellera FP, Sales-Medina DF, Machado RRG, Durigon EL, Freitas-Junior LH 등. SARS-CoV-2의 UV-C(254nm) 치사량. 광 진단, Photodyne Ther. 2020;32:101995.
Storm N, McKay LGA, Downs SN, Johnson RI, Birru D, de Samber M 등. UV-C에 의한 SARS-CoV-2의 빠르고 완전한 불활성화. Scientific Report 2020; 10(1):22421.