Effetti delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e sui meccanismi correlati: una revisione sul Journal of Virology

Le infezioni virali patogene sono diventate un importante problema di salute pubblica in tutto il mondo. I virus possono infettare tutti gli organismi cellulari e causare lesioni e danni di vario grado, portando a malattie e persino alla morte. Con la prevalenza di virus altamente patogeni come il coronavirus 2 della sindrome respiratoria acuta grave (SARS-CoV-2), vi è un'urgente necessità di sviluppare metodi efficaci e sicuri per inattivare i virus patogeni. I metodi tradizionali per inattivare i virus patogeni sono pratici, ma presentano alcuni limiti. Grazie alle caratteristiche di elevata penetrazione, risonanza fisica e assenza di inquinamento, le onde elettromagnetiche sono diventate una potenziale strategia per l'inattivazione dei virus patogeni e stanno attirando sempre più attenzione. Questo articolo fornisce una panoramica delle recenti pubblicazioni sull'impatto delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e sui loro meccanismi, nonché sulle prospettive di utilizzo delle onde elettromagnetiche per l'inattivazione dei virus patogeni, nonché su nuove idee e metodi per tale inattivazione.
Molti virus si diffondono rapidamente, persistono a lungo, sono altamente patogeni e possono causare epidemie globali e gravi rischi per la salute. Prevenzione, rilevamento, test, eradicazione e trattamento sono passaggi chiave per fermare la diffusione del virus. L'eliminazione rapida ed efficiente dei virus patogeni include misure profilattiche, protettive e l'eliminazione della fonte. L'inattivazione dei virus patogeni mediante distruzione fisiologica per ridurne l'infettività, la patogenicità e la capacità riproduttiva è un metodo efficace per la loro eliminazione. I metodi tradizionali, tra cui alte temperature, sostanze chimiche e radiazioni ionizzanti, possono inattivare efficacemente i virus patogeni. Tuttavia, questi metodi presentano ancora alcuni limiti. Pertanto, sussiste ancora un'urgente necessità di sviluppare strategie innovative per l'inattivazione dei virus patogeni.
L'emissione di onde elettromagnetiche presenta i vantaggi di un elevato potere penetrante, di un riscaldamento rapido e uniforme, della risonanza con i microrganismi e del rilascio nel plasma, e si prevede che diventi un metodo pratico per l'inattivazione dei virus patogeni [1,2,3]. La capacità delle onde elettromagnetiche di inattivare i virus patogeni è stata dimostrata nel secolo scorso [4]. Negli ultimi anni, l'uso delle onde elettromagnetiche per l'inattivazione dei virus patogeni ha attirato crescente attenzione. Questo articolo discute l'effetto delle onde elettromagnetiche sui virus patogeni e sui loro meccanismi, che può servire come guida utile per la ricerca di base e applicata.
Le caratteristiche morfologiche dei virus possono riflettere funzioni come la sopravvivenza e l'infettività. È stato dimostrato che le onde elettromagnetiche, in particolare quelle ad altissima frequenza (UHF) e ad altissima frequenza (EHF), possono alterare la morfologia dei virus.
Il batteriofago MS2 (MS2) è spesso utilizzato in varie aree di ricerca come la valutazione della disinfezione, la modellazione cinetica (acquosa) e la caratterizzazione biologica delle molecole virali [5, 6]. Wu ha scoperto che le microonde a 2450 MHz e 700 W hanno causato l'aggregazione e un significativo restringimento dei fagi acquatici MS2 dopo 1 minuto di irradiazione diretta [1]. Dopo ulteriori indagini, è stata osservata anche una rottura nella superficie del fago MS2 [7]. Kaczmarczyk [8] ha esposto sospensioni di campioni di coronavirus 229E (CoV-229E) a onde millimetriche con una frequenza di 95 GHz e una densità di potenza da 70 a 100 W/cm2 per 0,1 s. Grandi fori possono essere trovati nel guscio sferico ruvido del virus, che porta alla perdita del suo contenuto. L'esposizione alle onde elettromagnetiche può essere distruttiva per le forme virali. Tuttavia, le variazioni delle proprietà morfologiche, come forma, diametro e levigatezza della superficie, dopo l'esposizione al virus con radiazioni elettromagnetiche sono sconosciute. Pertanto, è importante analizzare la relazione tra caratteristiche morfologiche e disturbi funzionali, che possono fornire indicatori preziosi e utili per valutare l'inattivazione del virus [1].
La struttura virale è solitamente costituita da un acido nucleico interno (RNA o DNA) e da un capside esterno. Gli acidi nucleici determinano le proprietà genetiche e replicative dei virus. Il capside è lo strato esterno di subunità proteiche disposte in modo regolare, l'impalcatura di base e la componente antigenica delle particelle virali, e protegge anche gli acidi nucleici. La maggior parte dei virus ha una struttura a involucro composta da lipidi e glicoproteine. Inoltre, le proteine ​​dell'involucro determinano la specificità dei recettori e fungono da principali antigeni che il sistema immunitario dell'ospite può riconoscere. La struttura completa garantisce l'integrità e la stabilità genetica del virus.
La ricerca ha dimostrato che le onde elettromagnetiche, in particolare le onde elettromagnetiche UHF, possono danneggiare l'RNA dei virus patogeni. Wu [1] ha esposto direttamente l'ambiente acquoso del virus MS2 a microonde a 2450 MHz per 2 minuti e ha analizzato i geni che codificano la proteina A, la proteina del capside, la proteina replicasi e la proteina di scissione mediante elettroforesi su gel e reazione a catena della polimerasi con trascrizione inversa (RT-PCR). Questi geni sono stati progressivamente distrutti con l'aumentare della densità di potenza e sono persino scomparsi alla massima densità di potenza. Ad esempio, l'espressione del gene della proteina A (934 bp) è diminuita significativamente dopo l'esposizione a onde elettromagnetiche con una potenza di 119 e 385 W ed è completamente scomparsa quando la densità di potenza è stata aumentata a 700 W. Questi dati indicano che le onde elettromagnetiche possono, a seconda della dose, distruggere la struttura degli acidi nucleici dei virus.
Studi recenti hanno dimostrato che l'effetto delle onde elettromagnetiche sulle proteine ​​virali patogene si basa principalmente sul loro effetto termico indiretto sui mediatori e sul loro effetto indiretto sulla sintesi proteica dovuto alla distruzione degli acidi nucleici [1, 3, 8, 9]. Tuttavia, gli effetti atermici possono anche modificare la polarità o la struttura delle proteine ​​virali [1, 10, 11]. L'effetto diretto delle onde elettromagnetiche sulle proteine ​​strutturali/non strutturali fondamentali come le proteine ​​del capside, le proteine ​​dell'involucro o le proteine ​​spike dei virus patogeni richiede ancora ulteriori studi. È stato recentemente suggerito che 2 minuti di radiazione elettromagnetica a una frequenza di 2,45 GHz con una potenza di 700 W possono interagire con diverse frazioni di cariche proteiche attraverso la formazione di punti caldi e campi elettrici oscillanti attraverso effetti puramente elettromagnetici [12].
L'involucro di un virus patogeno è strettamente correlato alla sua capacità di infettare o causare malattie. Diversi studi hanno riportato che le onde elettromagnetiche UHF e a microonde possono distruggere gli involucri dei virus patogeni. Come accennato in precedenza, è possibile rilevare lacune distinte nell'involucro virale del coronavirus 229E dopo 0,1 secondi di esposizione all'onda millimetrica a 95 GHz a una densità di potenza da 70 a 100 W/cm² [8]. L'effetto del trasferimento di energia risonante delle onde elettromagnetiche può causare stress sufficiente a distruggere la struttura dell'involucro virale. Per i virus con involucro, dopo la rottura dell'involucro, l'infettività o parte dell'attività solitamente diminuisce o viene completamente persa [13, 14]. Yang [13] ha esposto il virus dell'influenza H3N2 (H3N2) e il virus dell'influenza H1N1 (H1N1) a microonde rispettivamente a 8,35 GHz, 320 W/m² e 7 GHz, 308 W/m², per 15 minuti. Per confrontare i segnali di RNA di virus patogeni esposti a onde elettromagnetiche e di un modello frammentato congelato e immediatamente scongelato in azoto liquido per diversi cicli, è stata eseguita la RT-PCR. I risultati hanno mostrato che i segnali di RNA dei due modelli sono molto coerenti. Questi risultati indicano che la struttura fisica del virus viene alterata e la struttura dell'involucro viene distrutta dopo l'esposizione alle radiazioni a microonde.
L'attività di un virus può essere caratterizzata dalla sua capacità di infettare, replicarsi e trascrivere. L'infettività o attività virale viene solitamente valutata misurando i titoli virali mediante test di placca, la dose infettiva mediana di coltura tissutale (TCID50) o l'attività del gene reporter della luciferasi. Ma può anche essere valutata direttamente isolando il virus vivo o analizzando l'antigene virale, la densità delle particelle virali, la sopravvivenza del virus, ecc.
È stato riportato che le onde elettromagnetiche UHF, SHF ed EHF possono inattivare direttamente gli aerosol virali o i virus trasportati dall'acqua. Wu [1] ha esposto l'aerosol del batteriofago MS2 generato da un nebulizzatore da laboratorio a onde elettromagnetiche con una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 700 W per 1,7 minuti, mentre il tasso di sopravvivenza del batteriofago MS2 è stato solo dell'8,66%. Similmente all'aerosol virale MS2, il 91,3% dell'MS2 acquoso è stato inattivato entro 1,5 minuti dall'esposizione alla stessa dose di onde elettromagnetiche. Inoltre, la capacità delle radiazioni elettromagnetiche di inattivare il virus MS2 era positivamente correlata alla densità di potenza e al tempo di esposizione. Tuttavia, quando l'efficienza di disattivazione raggiunge il suo valore massimo, l'efficienza di disattivazione non può essere migliorata aumentando il tempo di esposizione o aumentando la densità di potenza. Ad esempio, il virus MS2 ha avuto un tasso di sopravvivenza minimo dal 2,65% al ​​4,37% dopo l'esposizione a onde elettromagnetiche da 2450 MHz e 700 W e non sono state riscontrate modifiche significative con l'aumentare del tempo di esposizione. Siddharta [3] ha irradiato una sospensione di coltura cellulare contenente virus dell'epatite C (HCV)/virus dell'immunodeficienza umana di tipo 1 (HIV-1) con onde elettromagnetiche a una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 360 W. Hanno scoperto che i titoli virali sono diminuiti significativamente dopo 3 minuti di esposizione, indicando che la radiazione delle onde elettromagnetiche è efficace contro l'infettività di HCV e HIV-1 e aiuta a prevenire la trasmissione del virus anche quando esposti insieme. Quando si irradiano colture cellulari di HCV e sospensioni di HIV-1 con onde elettromagnetiche a bassa potenza con una frequenza di 2450 MHz, 90 W o 180 W, non è stata osservata alcuna variazione nel titolo virale, determinata dall'attività del reporter della luciferasi, e una variazione significativa nell'infettività virale. a 600 e 800 W per 1 minuto, l'infettività di entrambi i virus non è diminuita in modo significativo, il che si ritiene sia correlato alla potenza della radiazione delle onde elettromagnetiche e al tempo di esposizione alla temperatura critica.
Kaczmarczyk [8] ha dimostrato per la prima volta la letalità delle onde elettromagnetiche EHF contro i virus patogeni trasmessi dall'acqua nel 2021. Hanno esposto campioni di coronavirus 229E o poliovirus (PV) a onde elettromagnetiche a una frequenza di 95 GHz e una densità di potenza da 70 a 100 W/cm2 per 2 secondi. L'efficienza di inattivazione dei due virus patogeni è stata rispettivamente del 99,98% e del 99,375%. Il che indica che le onde elettromagnetiche EHF hanno ampie prospettive di applicazione nel campo dell'inattivazione dei virus.
L'efficacia dell'inattivazione dei virus tramite UHF è stata valutata anche in vari supporti come il latte materno e alcuni materiali comunemente utilizzati in casa. I ricercatori hanno esposto maschere per anestesia contaminate da adenovirus (ADV), poliovirus di tipo 1 (PV-1), herpesvirus 1 (HV-1) e rinovirus (RHV) a radiazioni elettromagnetiche a una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 720 watt. Hanno riferito che i test per gli antigeni ADV e PV-1 sono diventati negativi e i titoli HV-1, PIV-3 e RHV sono scesi a zero, indicando la completa inattivazione di tutti i virus dopo 4 minuti di esposizione [15, 16]. Elhafi [17] ha esposto direttamente tamponi infetti da virus della bronchite infettiva aviaria (IBV), pneumovirus aviario (APV), virus della malattia di Newcastle (NDV) e virus dell'influenza aviaria (AIV) a un forno a microonde da 2450 MHz e 900 W. perdono la loro infettività. Tra questi, APV e IBV sono stati inoltre rilevati in colture di organi tracheali ottenuti da embrioni di pollo di quinta generazione. Sebbene il virus non potesse essere isolato, l'acido nucleico virale è stato comunque rilevato mediante RT-PCR. Ben-Shoshan [18] ha esposto direttamente onde elettromagnetiche a 2450 MHz e 750 W a 15 campioni di latte materno positivi al citomegalovirus (CMV) per 30 secondi. La rilevazione dell'antigene mediante Shell-Vial ha mostrato la completa inattivazione del CMV. Tuttavia, a 500 W, 2 campioni su 15 non hanno raggiunto la completa inattivazione, il che indica una correlazione positiva tra l'efficienza di inattivazione e la potenza delle onde elettromagnetiche.
Vale anche la pena notare che Yang [13] ha previsto la frequenza di risonanza tra onde elettromagnetiche e virus sulla base di modelli fisici consolidati. Una sospensione di particelle del virus H3N2 con una densità di 7,5 × 1014 m-3, prodotta da cellule renali di cane Madin Darby sensibili al virus (MDCK), è stata esposta direttamente a onde elettromagnetiche a una frequenza di 8 GHz e una potenza di 820 W/m² per 15 minuti. Il livello di inattivazione del virus H3N2 raggiunge il 100%. Tuttavia, a una soglia teorica di 82 W/m2, solo il 38% del virus H3N2 è stato inattivato, il che suggerisce che l'efficienza dell'inattivazione del virus mediata da EM è strettamente correlata alla densità di potenza. Sulla base di questo studio, Barbora [14] ha calcolato l'intervallo di frequenza di risonanza (8,5–20 GHz) tra le onde elettromagnetiche e SARS-CoV-2 e ha concluso che 7,5 × 1014 m-3 di SARS-CoV-2 esposti a onde elettromagnetiche Un'onda con una frequenza di 10-17 GHz e una densità di potenza di 14,5 ± 1 W/m2 per circa 15 minuti si tradurrà in una disattivazione del 100%. Un recente studio di Wang [19] ha dimostrato che le frequenze di risonanza di SARS-CoV-2 sono 4 e 7,5 GHz, confermando l'esistenza di frequenze di risonanza indipendenti dal titolo virale.
In conclusione, possiamo affermare che le onde elettromagnetiche possono influenzare aerosol e sospensioni, nonché l'attività dei virus sulle superfici. È stato riscontrato che l'efficacia dell'inattivazione è strettamente correlata alla frequenza e alla potenza delle onde elettromagnetiche e al mezzo utilizzato per la crescita del virus. Inoltre, le frequenze elettromagnetiche basate su risonanze fisiche sono molto importanti per l'inattivazione del virus [2, 13]. Finora, l'effetto delle onde elettromagnetiche sull'attività dei virus patogeni si è concentrato principalmente sulla modifica dell'infettività. A causa del complesso meccanismo, diversi studi hanno riportato l'effetto delle onde elettromagnetiche sulla replicazione e sulla trascrizione dei virus patogeni.
I meccanismi attraverso i quali le onde elettromagnetiche inattivano i virus sono strettamente correlati al tipo di virus, alla frequenza e alla potenza delle onde elettromagnetiche e all'ambiente di crescita del virus, ma rimangono in gran parte inesplorati. Ricerche recenti si sono concentrate sui meccanismi di trasferimento di energia risonante termica, atermica e strutturale.
L'effetto termico è inteso come un aumento di temperatura causato dalla rotazione ad alta velocità, dalla collisione e dall'attrito di molecole polari nei tessuti sotto l'influenza di onde elettromagnetiche. Grazie a questa proprietà, le onde elettromagnetiche possono aumentare la temperatura del virus oltre la soglia di tolleranza fisiologica, causandone la morte. Tuttavia, i virus contengono poche molecole polari, il che suggerisce che gli effetti termici diretti sui virus siano rari [1]. Al contrario, ci sono molte più molecole polari nel mezzo e nell'ambiente, come le molecole d'acqua, che si muovono in accordo con il campo elettrico alternato eccitato dalle onde elettromagnetiche, generando calore per attrito. Il calore viene quindi trasferito al virus per aumentarne la temperatura. Quando la soglia di tolleranza viene superata, gli acidi nucleici e le proteine ​​vengono distrutti, il che alla fine riduce l'infettività e persino inattiva il virus.
Diversi gruppi hanno riferito che le onde elettromagnetiche possono ridurre l'infettività dei virus attraverso l'esposizione termica [1, 3, 8]. Kaczmarczyk [8] ha esposto sospensioni di coronavirus 229E a onde elettromagnetiche a una frequenza di 95 GHz con una densità di potenza da 70 a 100 W/cm² per 0,2-0,7 s. I risultati hanno mostrato che un aumento di temperatura di 100 °C durante questo processo ha contribuito alla distruzione della morfologia del virus e alla riduzione dell'attività virale. Questi effetti termici possono essere spiegati dall'azione delle onde elettromagnetiche sulle molecole d'acqua circostanti. Siddharta [3] ha irradiato sospensioni di colture cellulari contenenti HCV di diversi genotipi, tra cui GT1a, GT2a, GT3a, GT4a, GT5a, GT6a e GT7a, con onde elettromagnetiche a una frequenza di 2450 MHz e una potenza di 90 W e 180 W, 360 W, 600 W e 800 Tue Con un aumento della temperatura del mezzo di coltura cellulare da 26 °C a 92 °C, le radiazioni elettromagnetiche hanno ridotto l'infettività del virus o lo hanno completamente inattivato. Ma l'HCV è stato esposto a onde elettromagnetiche per un breve periodo a bassa potenza (90 o 180 W, 3 minuti) o a potenza superiore (600 o 800 W, 1 minuto), mentre non si è verificato alcun aumento significativo della temperatura e non è stato osservato un cambiamento significativo nell'infettività o nell'attività del virus.
I risultati sopra riportati indicano che l'effetto termico delle onde elettromagnetiche è un fattore chiave che influenza l'infettività o l'attività dei virus patogeni. Inoltre, numerosi studi hanno dimostrato che l'effetto termico delle radiazioni elettromagnetiche inattiva i virus patogeni in modo più efficace rispetto ai raggi UV-C e al riscaldamento convenzionale [8, 20, 21, 22, 23, 24].
Oltre agli effetti termici, le onde elettromagnetiche possono anche modificare la polarità di molecole come proteine ​​microbiche e acidi nucleici, causando la rotazione e la vibrazione delle molecole, con conseguente riduzione della vitalità o addirittura la morte [10]. Si ritiene che il rapido cambio di polarità delle onde elettromagnetiche causi la polarizzazione delle proteine, che porta alla torsione e alla curvatura della struttura proteica e, infine, alla denaturazione delle proteine ​​[11].
L'effetto non termico delle onde elettromagnetiche sull'inattivazione del virus rimane controverso, ma la maggior parte degli studi ha mostrato risultati positivi [1, 25]. Come accennato in precedenza, le onde elettromagnetiche possono penetrare direttamente la proteina dell'involucro del virus MS2 e distruggere l'acido nucleico del virus. Inoltre, gli aerosol del virus MS2 sono molto più sensibili alle onde elettromagnetiche rispetto all'MS2 acquoso. A causa di molecole meno polari, come le molecole d'acqua, nell'ambiente circostante gli aerosol del virus MS2, gli effetti atermici possono svolgere un ruolo chiave nell'inattivazione del virus mediata dalle onde elettromagnetiche [1].
Il fenomeno della risonanza si riferisce alla tendenza di un sistema fisico ad assorbire più energia dal suo ambiente alla sua frequenza e lunghezza d'onda naturali. La risonanza si verifica in molti luoghi in natura. È noto che i virus risuonano con microonde della stessa frequenza in una modalità di dipolo acustico limitata, un fenomeno di risonanza [2, 13, 26]. Le modalità di interazione risonanti tra un'onda elettromagnetica e un virus stanno attirando sempre più attenzione. L'effetto di un efficiente trasferimento di energia di risonanza strutturale (SRET) dalle onde elettromagnetiche alle oscillazioni acustiche chiuse (CAV) nei virus può portare alla rottura della membrana virale a causa delle vibrazioni opposte core-capside. Inoltre, l'efficacia complessiva di SRET è correlata alla natura dell'ambiente, dove le dimensioni e il pH della particella virale determinano rispettivamente la frequenza di risonanza e l'assorbimento di energia [2, 13, 19].
L'effetto di risonanza fisica delle onde elettromagnetiche gioca un ruolo chiave nell'inattivazione dei virus avvolti, che sono circondati da una membrana a doppio strato incorporata nelle proteine ​​virali. I ricercatori hanno scoperto che la disattivazione di H3N2 da parte di onde elettromagnetiche con una frequenza di 6 GHz e una densità di potenza di 486 W/m² era causata principalmente dalla rottura fisica del guscio dovuta all'effetto di risonanza [13]. La temperatura della sospensione di H3N2 è aumentata di soli 7 °C dopo 15 minuti di esposizione, tuttavia, per l'inattivazione del virus umano H3N2 mediante riscaldamento termico, è necessaria una temperatura superiore a 55 °C [9]. Fenomeni simili sono stati osservati per virus come SARS-CoV-2 e H3N1 [13, 14]. Inoltre, l'inattivazione dei virus da parte di onde elettromagnetiche non porta alla degradazione dei genomi di RNA virale [1,13,14]. Pertanto, l'inattivazione del virus H3N2 è stata promossa dalla risonanza fisica piuttosto che dall'esposizione termica [13].
Rispetto all'effetto termico delle onde elettromagnetiche, l'inattivazione dei virus tramite risonanza fisica richiede parametri di dose inferiori, che sono al di sotto degli standard di sicurezza a microonde stabiliti dall'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [2, 13]. La frequenza di risonanza e la dose di potenza dipendono dalle proprietà fisiche del virus, come la dimensione delle particelle e l'elasticità, e tutti i virus all'interno della frequenza di risonanza possono essere efficacemente presi di mira per l'inattivazione. Grazie all'elevata velocità di penetrazione, all'assenza di radiazioni ionizzanti e alla buona sicurezza, l'inattivazione del virus mediata dall'effetto atermico del CPET è promettente per il trattamento di malattie maligne umane causate da virus patogeni [14, 26].
Basandosi sull'implementazione dell'inattivazione dei virus in fase liquida e sulla superficie di vari mezzi, le onde elettromagnetiche possono gestire efficacemente gli aerosol virali [1, 26], il che rappresenta una svolta e un fattore di grande importanza per il controllo della trasmissione del virus e la prevenzione della sua trasmissione nella società. Inoltre, la scoperta delle proprietà fisiche di risonanza delle onde elettromagnetiche è di grande importanza in questo campo. Finché si conoscono la frequenza di risonanza di un particolare virione e le onde elettromagnetiche, è possibile colpire tutti i virus all'interno dell'intervallo di frequenza di risonanza della ferita, cosa che non può essere ottenuta con i tradizionali metodi di inattivazione virale [13,14,26]. L'inattivazione elettromagnetica dei virus è una ricerca promettente con grande valore e potenziale di ricerca e applicazione.
Rispetto alla tradizionale tecnologia di uccisione dei virus, le onde elettromagnetiche presentano le caratteristiche di una protezione ambientale semplice, efficace e pratica nell'uccidere i virus grazie alle loro proprietà fisiche uniche [2, 13]. Tuttavia, permangono molti problemi. In primo luogo, la conoscenza moderna è limitata alle proprietà fisiche delle onde elettromagnetiche e il meccanismo di utilizzo dell'energia durante l'emissione di onde elettromagnetiche non è stato divulgato [10, 27]. Le microonde, comprese le onde millimetriche, sono state ampiamente utilizzate per studiare l'inattivazione dei virus e i suoi meccanismi, tuttavia non sono stati riportati studi sulle onde elettromagnetiche ad altre frequenze, in particolare a frequenze da 100 kHz a 300 MHz e da 300 GHz a 10 THz. In secondo luogo, il meccanismo di uccisione dei virus patogeni da parte delle onde elettromagnetiche non è stato chiarito e sono stati studiati solo virus sferici e a forma di bastoncello [2]. Inoltre, le particelle virali sono piccole, prive di cellule, mutano facilmente e si diffondono rapidamente, il che può impedire l'inattivazione del virus. La tecnologia delle onde elettromagnetiche deve ancora essere migliorata per superare l'ostacolo dell'inattivazione dei virus patogeni. Infine, l'elevato assorbimento di energia radiante da parte di molecole polari nel mezzo, come le molecole d'acqua, provoca una perdita di energia. Inoltre, l'efficacia dell'SRET può essere influenzata da diversi meccanismi non identificati nei virus [28]. L'effetto SRET può anche modificare il virus per adattarsi al suo ambiente, con conseguente resistenza alle onde elettromagnetiche [29].
In futuro, la tecnologia di inattivazione dei virus mediante onde elettromagnetiche dovrà essere ulteriormente migliorata. La ricerca scientifica di base dovrebbe essere mirata a chiarire il meccanismo di inattivazione dei virus mediante onde elettromagnetiche. Ad esempio, il meccanismo di utilizzo dell'energia dei virus quando esposti a onde elettromagnetiche, il meccanismo dettagliato dell'azione non termica che uccide i virus patogeni e il meccanismo dell'effetto SRET tra onde elettromagnetiche e vari tipi di virus dovrebbero essere sistematicamente chiariti. La ricerca applicata dovrebbe concentrarsi su come prevenire l'eccessivo assorbimento di energia delle radiazioni da parte di molecole polari, studiare l'effetto delle onde elettromagnetiche di diverse frequenze su vari virus patogeni e studiare gli effetti non termici delle onde elettromagnetiche nella distruzione dei virus patogeni.
Le onde elettromagnetiche sono diventate un metodo promettente per l'inattivazione dei virus patogeni. La tecnologia delle onde elettromagnetiche offre i vantaggi di un basso inquinamento, bassi costi e un'elevata efficienza di inattivazione dei virus patogeni, superando i limiti della tradizionale tecnologia antivirus. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per determinare i parametri della tecnologia delle onde elettromagnetiche e chiarire il meccanismo di inattivazione dei virus.
Una certa dose di radiazioni elettromagnetiche può distruggere la struttura e l'attività di molti virus patogeni. L'efficienza dell'inattivazione virale è strettamente correlata alla frequenza, alla densità di potenza e al tempo di esposizione. Inoltre, i potenziali meccanismi includono effetti di risonanza termica, atermica e strutturale del trasferimento di energia. Rispetto alle tradizionali tecnologie antivirali, l'inattivazione virale basata sulle onde elettromagnetiche presenta i vantaggi di semplicità, elevata efficienza e basso inquinamento. Pertanto, l'inattivazione virale mediata dalle onde elettromagnetiche è diventata una promettente tecnica antivirale per applicazioni future.
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