Nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን።እየተጠቀሙበት ያለው የአሳሽ ስሪት የተወሰነ የሲኤስኤስ ድጋፍ አለው።ለበለጠ ልምድ፣ የዘመነ አሳሽ እንድትጠቀም እንመክርሃለን (ወይም የተኳኋኝነት ሁነታን በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር አሰናክል)።እስከዚያው ድረስ ቀጣይ ድጋፍን ለማረጋገጥ ጣቢያውን ያለ ቅጦች እና ጃቫስክሪፕት እናቀርባለን።
በአንድ ጊዜ ሶስት ስላይዶችን የሚያሳይ ካሮሴል።በአንድ ጊዜ በሶስት ስላይዶች ለመንቀሳቀስ የቀደመውን እና ቀጣይ ቁልፎችን ይጠቀሙ ወይም በመጨረሻው ላይ ያሉትን ተንሸራታቾች በአንድ ጊዜ በሶስት ስላይዶች ለማለፍ ይጠቀሙ።
በቅርቡ ሰው ሰራሽ የውሃ ናኖስትራክቸር (EWNS) በመጠቀም በናኖቴክኖሎጂ ላይ የተመሰረተ ከኬሚካል ነፃ የሆነ ፀረ-ተህዋስያን መድረክ ተዘጋጅቷል።EWNS ከፍተኛ የገጽታ ክፍያ አላቸው እና በምግብ ወለድ በሽታ አምጪ ተህዋስያንን ጨምሮ ከበርካታ ረቂቅ ተሕዋስያን ጋር መስተጋብር ሊፈጥሩ እና ሊያነቃቁ በሚችሉ ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያዎች (ROS) የተሞሉ ናቸው።እዚህ ላይ የሚያሳየው ንብረታቸው በተዋሃዱበት ወቅት በጥሩ ሁኔታ ማስተካከል እና የፀረ-ባክቴሪያ እምቅ ችሎታቸውን የበለጠ ለማሳደግ ነው።የEWNS ላቦራቶሪ መድረክ የተቀናበረው የ EWNSን ባህሪያት ለማስተካከል የተቀናጁ መለኪያዎችን በመቀየር ነው።ዘመናዊ የትንታኔ ዘዴዎችን በመጠቀም የ EWNS ባህሪያትን (የ ROS ክፍያ, መጠን እና ይዘት) ባህሪያት.በተጨማሪም እንደ ኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ፣ ሊስቴሪያ ኢንኖኩዩስ፣ ማይኮባክቲሪየም ፓራሲደንተም እና ሳክቻሮሚሴስ cerevisiae ባሉ የምግብ ወለድ ረቂቅ ተሕዋስያን ላይ ባላቸው ረቂቅ ተህዋሲያን ኢንአክቲቬሽን እምቅ ችሎታቸው ተገምግመዋል።እዚህ ላይ የቀረቡት ውጤቶች የ EWNS ባህሪያት በተዋሃዱ ጊዜ በጥሩ ሁኔታ ማስተካከል እንደሚችሉ ያሳያሉ, በዚህም ምክንያት የእንቅስቃሴ-አልባ ቅልጥፍና መጨመርን ይጨምራል.በተለይም የገጽታ ክፍያ በአራት እጥፍ ጨምሯል እና ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያዎች ጨምረዋል.የማይክሮባይል የማስወገጃ ፍጥነቱ በማይክሮባይል ላይ የተመሰረተ እና ከ 1.0 እስከ 3.8 ሎግ ያለው ለ 45 ደቂቃ የኤሮሶል መጠን 40,000 #/cc EWNS ከተጋለጡ በኋላ ነው።
ረቂቅ ተሕዋስያን መበከል በሽታ አምጪ ተህዋሲያን ወይም መርዛማዎቻቸውን ወደ ውስጥ በመውሰዳቸው ምክንያት የሚከሰተው የምግብ ወለድ በሽታ ዋነኛ መንስኤ ነው.በዩናይትድ ስቴትስ ብቻ በምግብ ወለድ በሽታ ወደ 76 ሚሊዮን የሚጠጉ ሕመሞች፣ 325,000 ሆስፒታል መግባቶች እና 5,000 ሰዎች በየአመቱ 1.በተጨማሪም፣ የዩናይትድ ስቴትስ የግብርና ዲፓርትመንት (USDA) እንደገመተው ትኩስ ምርትን መጨመር በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ ከሚገኙት የምግብ ወለድ በሽታዎች 48% ተጠያቂ ነው።በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በምግብ ወለድ በሽታ አምጪ ተህዋሲያን ምክንያት የሚከሰት የበሽታ እና የሞት ዋጋ በጣም ከፍተኛ ነው፣ በበሽታ ቁጥጥር እና መከላከያ ማእከል (ሲዲሲ) በዓመት ከUS$15.6 ቢሊዮን በላይ ይገመታል3።
በአሁኑ ጊዜ የኬሚካል 4፣ ጨረራ 5 እና የሙቀት 6 ፀረ-ተሕዋስያን ርምጃዎች የምግብ ደህንነትን ለማረጋገጥ በአብዛኛው የሚከናወኑት በተወሰኑ ወሳኝ የቁጥጥር ነጥቦች (CCPs) በምርት ሰንሰለቱ (በተለምዶ ከተሰበሰበ በኋላ እና/ወይም በማሸጊያ ጊዜ) ሳይሆን በቀጣይነት ነው።ስለዚህም ለመበከል የተጋለጡ ናቸው.7. የምግብ ወለድ በሽታን እና የምግብ መበላሸትን በተሻለ ሁኔታ መቆጣጠር የፀረ-ተህዋሲያን ጣልቃገብነቶችን ይጠይቃል, ይህም ከእርሻ ወደ ጠረጴዛው ቀጣይነት ባለው ጊዜ ውስጥ ሊተገበር የሚችል እና የአካባቢን ተፅእኖ እና ወጪን ይቀንሳል.
በቅርቡ፣ ሰው ሰራሽ የውሃ ናኖስትራክቸር (EWNS) በመጠቀም የገጽታ እና የአየር ወለድ ባክቴሪያዎችን የሚያነቃቁ ከኬሚካል የጸዳ፣ ናኖቴክኖሎጂን መሰረት ያደረገ ፀረ ተሕዋስያን መድረክ ተዘጋጅቷል።EWNS በሁለት ትይዩ ሂደቶች ማለትም ኤሌክትሮስፕሬይ እና የውሃ ionization (ምስል 1 ሀ) በመጠቀም የተዋሃደ ነው.ቀደም ሲል የተደረጉ ጥናቶች እንደሚያሳዩት EWNS ልዩ የአካል እና ባዮሎጂካል ባህሪያት ስብስብ አለው8,9,10.EWNS በአንድ መዋቅር በአማካይ 10 ኤሌክትሮኖች እና አማካኝ ናኖስኬል መጠን 25 nm (ምስል 1 ለ, ሐ) 8,9,10.በተጨማሪም ኤሌክትሮን ስፒን ሬዞናንስ (ESR) EWNS ከፍተኛ መጠን ያለው ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያዎች (ROS) በዋናነት ሃይድሮክሳይል (OH•) እና ሱፐርኦክሳይድ (O2-) ራዲካልስ (ምስል 1 ሐ) 8 እንደያዘ አሳይቷል።ኢቪኤንኤስ በአየር ውስጥ ለረጅም ጊዜ ነው እና በአየር ላይ ከተንጠለጠሉ ረቂቅ ተሕዋስያን ጋር ይጋጫል እና በምድሪቱ ላይ ይገኛሉ ፣ ይህም የ ROS ክፍያን በማስተላለፍ እና ረቂቅ ተሕዋስያን እንዳይነቃቁ ያደርጋል (ምስል 1 መ)።እነዚህ ቀደምት ጥናቶች EWNS ማይኮባክቲሪየምን ጨምሮ ከተለያዩ ግራም-አሉታዊ እና ግራም-አወንታዊ ባክቴሪያዎች ጋር በመገናኘት እና በአየር ላይ ሊሰራ እንደሚችል ያሳያሉ።የማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ እንደሚያሳየው እንቅስቃሴ-አልባነት የተከሰተው በሴል ሽፋን መቋረጥ ምክንያት ነው.በተጨማሪም, አጣዳፊ የመተንፈስ ጥናቶች እንደሚያሳዩት ከፍተኛ መጠን ያለው EWNS የሳንባ ጉዳት ወይም እብጠት 8 አያስከትልም.
(ሀ) ኤሌክትሮስፕሬይ የሚከሰተው ፈሳሽ እና የቆጣሪ ኤሌክትሮድ በያዘው የካፒታል ቱቦ መካከል ከፍተኛ ቮልቴጅ ሲተገበር ነው.(ለ) የከፍተኛ ግፊት አተገባበር ሁለት የተለያዩ ክስተቶችን ያስከትላል፡ (i) የውሃ ኤሌክትሮስፕሬይንግ እና (ii) በ EWNS ውስጥ የተያዙ ምላሽ ሰጪ የኦክስጂን ዝርያዎች መፈጠር።(ሐ) የ EWNS ልዩ መዋቅር.(መ) በናኖስኬል ተፈጥሮአቸው ምክንያት፣ EWNS በጣም ተንቀሳቃሽ ናቸው እና ከአየር ወለድ በሽታ አምጪ ተህዋስያን ጋር መስተጋብር መፍጠር ይችላሉ።
የ EWNS ፀረ-ተህዋስያን መድረክ በምግብ ወለድ ረቂቅ ተሕዋስያን ትኩስ ምግብ ላይ እንዲነቃቁ የማድረግ ችሎታም በቅርቡ ታይቷል።በተጨማሪም የ EWNS የወለል ቻርጅ ከኤሌክትሪክ መስክ ጋር በማጣመር የታለመ አቅርቦትን ለማሳካት እንደሚያገለግል ታይቷል።በተጨማሪም ኦርጋኒክ ቲማቲሞች ከ90 ደቂቃ ተጋላጭነት በኋላ 50,000 #/ሴሜ 3 በሚደርስ EWNS ላይ የተደረገ የመጀመሪያ ደረጃ ውጤት አበረታች ሲሆን እንደ ኢ. ኮላይ እና ሊስቴሪያ 11 ያሉ የተለያዩ የምግብ ወለድ ረቂቅ ተሕዋስያን ተስተውለዋል።በተጨማሪም የመጀመሪያ ደረጃ የኦርጋኖሌቲክ ሙከራዎች ከቲማቲም ቁጥጥር ጋር ሲነጻጸር ምንም አይነት የስሜት ህዋሳትን አላሳዩም.ምንም እንኳን እነዚህ የመጀመሪያ የማነቃቂያ ውጤቶች በጣም ዝቅተኛ የ EWNS መጠን 50,000#/ሲሲ ለምግብ ደህንነት መተግበሪያዎች አበረታች ናቸው።ይመልከቱ፣ ከፍ ያለ የማነቃቂያ አቅም የበለጠ የኢንፌክሽን እና የመበስበስ አደጋን የበለጠ ለመቀነስ የበለጠ ጠቃሚ እንደሚሆን ግልጽ ነው።
እዚህ፣ ምርምራችንን በ EWNS ትውልድ መድረክ ልማት ላይ እናተኩራለን።በተለይም ማመቻቸት የገጽታ ክፍያን (የታለመ አቅርቦትን ለማሻሻል) እና የ ROS ይዘትን (የማንቀሳቀስ ቅልጥፍናን ለማሻሻል) ላይ ያተኮረ ነው።ዘመናዊ የትንታኔ ዘዴዎችን በመጠቀም የተመቻቹ የፊዚኮ-ኬሚካላዊ ባህሪያትን (መጠን, ክፍያ እና የ ROS ይዘት) ይግለጹ እና እንደ ኢ. ያሉ የተለመዱ የምግብ ረቂቅ ህዋሳትን ይጠቀሙ.
ኢቪኤንኤስ የተቀናበረው በአንድ ጊዜ በኤሌክትሮስፕሬይንግ እና ከፍተኛ ንፁህ ውሃ (18 MΩ ሴሜ–1) ነው።የኤሌክትሪክ ኔቡላዘር 12 በተለምዶ ፈሳሾችን እና ፖሊመር እና ሴራሚክ ቅንጣቶች 13 እና ፋይበር 14 ቁጥጥር መጠን ያለውን ልምምድ atomization ጥቅም ላይ ይውላል.
ቀደም ባሉት ህትመቶች 8, 9, 10, 11 ላይ በዝርዝር እንደተገለጸው, በተለመደው ሙከራ ውስጥ, ከፍተኛ ቮልቴጅ በብረት ካፕላሪ እና በመሬት ላይ ባለው ቆጣሪ ኤሌክትሮድ መካከል ተተግብሯል.በዚህ ሂደት ውስጥ ሁለት የተለያዩ ክስተቶች ይከሰታሉ: i) ኤሌክትሮስፕሬይ እና ii) የውሃ ionization.በሁለቱ ኤሌክትሮዶች መካከል ያለው ኃይለኛ የኤሌክትሪክ መስክ በተጨናነቀው ውሃ ላይ አሉታዊ ክፍያዎች እንዲፈጠሩ ያደርጋል, በዚህም ምክንያት የቴይለር ሾጣጣዎች እንዲፈጠሩ ያደርጋል.በውጤቱም, በከፍተኛ ደረጃ የተሞሉ የውሃ ጠብታዎች ይፈጠራሉ, እነዚህም ወደ ትናንሽ ቅንጣቶች ይከፋፈላሉ, እንደ ሬይሊግ ቲዎሪ16.በተመሳሳይ ጊዜ ኃይለኛ የኤሌክትሪክ መስኮች አንዳንድ የውሃ ሞለኪውሎች ኤሌክትሮኖችን (ionize) እንዲከፍሉ እና እንዲራቁ ያደርጉታል, ይህም ከፍተኛ መጠን ያለው ምላሽ ሰጪ ኦክሲጅን (ROS) 17.በተመሳሳይ ጊዜ የተፈጠረ ROS18 በ EWNS ውስጥ ተቀርጿል (ምስል 1 ሐ)።
በለስ ላይ.2a በዚህ ጥናት ውስጥ በ EWNS ውህደት ውስጥ የተሰራውን እና ጥቅም ላይ የዋለውን የ EWNS ትውልድ ስርዓት ያሳያል።በተዘጋ ጠርሙስ ውስጥ የተከማቸ የተጣራ ውሃ በቴፍሎን ቱቦ (2 ሚሜ ውስጣዊ ዲያሜትር) ወደ 30 ጂ አይዝጌ ብረት መርፌ (ብረት ካፊላሪ) ይመገባል።በስእል 2 ለ እንደሚታየው የውሃውን ፍሰት በጠርሙሱ ውስጥ ባለው የአየር ግፊት ይቆጣጠራል.መርፌው በቴፍሎን ኮንሶል ላይ ተጭኗል እና ከቆጣሪው ኤሌክትሮድ የተወሰነ ርቀት ላይ በእጅ ሊስተካከል ይችላል.የቆጣሪው ኤሌክትሮድ ለናሙና መሃሉ ላይ ቀዳዳ ያለው የተጣራ የአሉሚኒየም ዲስክ ነው።ከቆጣሪው ኤሌክትሮድ በታች የአልሙኒየም ናሙና ፈንገስ አለ፣ እሱም ከተቀረው የሙከራ ቅንብር ጋር በናሙና ወደብ በኩል የተገናኘ (ምስል 2 ለ)።የናሙና ሰሪ ስራን ሊያስተጓጉል የሚችል የኃይል መሙላትን ለማስቀረት ሁሉም የሳምፕለር ክፍሎች በኤሌክትሪክ የተመሰረቱ ናቸው።
(ሀ) የምህንድስና የውሃ ናኖስትራክቸር ትውልድ ሲስተም (EWNS)።(ለ) የናሙና እና ኤሌክትሮስፕሬይ መስቀለኛ መንገድ, በጣም አስፈላጊ የሆኑትን መለኪያዎች ያሳያል.(ሐ) ባክቴሪያን ለማንቃት የሙከራ ዝግጅት።
ከላይ የተገለፀው የEWNS ማመንጨት ስርዓት የEWNS ንብረቶችን በጥሩ ሁኔታ ማስተካከልን ለማመቻቸት ቁልፍ የአሠራር መለኪያዎችን መለወጥ ይችላል።የተተገበረውን ቮልቴጅ (V), በመርፌው እና በቆጣሪው ኤሌክትሮድ (ኤል) መካከል ያለውን ርቀት እና የውሃውን ፍሰት (φ) በካፒታሉ ውስጥ በማስተካከል የ EWNS ባህሪያትን ማስተካከል.የተለያዩ ጥምረቶችን ለመወከል የሚያገለግል ምልክት፡ [V (kV)፣ L (cm)]።የተወሰነ ስብስብ [V, L] የተረጋጋ ቴይለር ኮን ለማግኘት የውሃውን ፍሰት ያስተካክሉ።ለዚህ ጥናት ዓላማዎች የቆጣሪው ኤሌክትሮድ (ዲ) የመክፈቻ ዲያሜትር በ 0.5 ኢንች (1.29 ሴ.ሜ) ውስጥ ተይዟል.
በተገደበ ጂኦሜትሪ እና asymmetry ምክንያት የኤሌክትሪክ መስክ ጥንካሬ ከመጀመሪያው መርሆዎች ሊሰላ አይችልም.በምትኩ፣ የ QuickField™ ሶፍትዌር (Svendborg፣ Denmark)19 የኤሌክትሪክ መስክን ለማስላት ጥቅም ላይ ውሏል።የኤሌክትሪክ መስኩ ተመሳሳይ አይደለም, ስለዚህ በካፒታል ጫፍ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ዋጋ ለተለያዩ አወቃቀሮች እንደ ማመሳከሪያ ዋጋ ጥቅም ላይ ይውላል.
በጥናቱ ወቅት በርካታ የቮልቴጅ ውህዶች እና በመርፌ እና በቆጣሪው ኤሌክትሮድ መካከል ያለው ርቀት በቴይለር ኮን መፈጠር፣ በቴይለር ኮን መረጋጋት፣ በ EWNS ምርት መረጋጋት እና በመራባት መካከል ተገምግመዋል።በማሟያ ሠንጠረዥ S1 ውስጥ የተለያዩ ጥምሮች ይታያሉ።
የEWNS ትውልድ ስርዓት ውፅዓት በቀጥታ ከScanning Mobility Particle Size Analyzer (SMPS፣ Model 3936፣ TSI፣ Shoreview፣ MN) ለቅንጣት ቁጥር ማጎሪያ መለኪያ፣ እንዲሁም ከኤሮሶል ፋራዳይ ኤሌክትሮሜትር (TSI፣ Model 3068B፣ Shoreview፣ MN) ጋር ተገናኝቷል።) ለኤሮሶል ሞገድ የሚለካው በቀደመው ህትመታችን ላይ እንደተገለጸው ነው።ሁለቱም የኤስ.ኤም.ፒ.ኤስ እና የኤሮሶል ኤሌክትሮሜትር በ 0.5 ሊት / ደቂቃ የፍሰት መጠን (ጠቅላላ የናሙና ፍሰት 1 ሊት / ደቂቃ)።የንጥሎች ብዛት እና የኤሮሶል ፍሰት ለ 120 ሰከንድ ይለካሉ.መለኪያው 30 ጊዜ ተደግሟል.አሁን ባሉት መለኪያዎች ላይ በመመስረት፣ አጠቃላይ የኤሮሶል ክፍያ ይሰላል እና አማካኝ የEWNS ክፍያ የሚገመተው ለተወሰኑት የEWNS ቅንጣቶች ጠቅላላ ብዛት ነው።የEWNS አማካይ ዋጋ በቀመር (1) በመጠቀም ሊሰላ ይችላል።
Iel የሚለካው ጅረት ሲሆን NSMPS ከኤስኤምኤስፒኤስ ጋር የሚለካው አሃዛዊ ትኩረት ሲሆን φE ደግሞ በእያንዳንዱ ኤሌክትሮሜትር የፍሰት መጠን ነው።
አንጻራዊ የእርጥበት መጠን (RH) የገጽታ ክፍያን ስለሚነካ፣ የሙቀት መጠን እና (RH) በሙከራው ጊዜ በ21°ሴ እና 45% እንደቅደም ተከተላቸው ተጠብቀዋል።
የአቶሚክ ሃይል ማይክሮስኮፒ (ኤኤፍኤም)፣ ጥገኝነት MFP-3D (የጥገኝነት ጥናት፣ሳንታ ባርባራ፣ሲኤ) እና AC260T መጠይቅ (ኦሊምፐስ፣ ቶኪዮ፣ ጃፓን) የEWNSን መጠን እና የህይወት ዘመን ለመለካት ጥቅም ላይ ውለዋል።የኤኤፍኤም የፍተሻ ድግግሞሽ 1 Hz፣ የፍተሻ ቦታው 5 μm × 5 μm እና 256 የፍተሻ መስመሮች ነበር።ሁሉም ምስሎች የጥገኝነት ሶፍትዌርን (የጭምብል ክልል 100 nm፣ threshold 100 pm) በመጠቀም ለ 1 ኛ ቅደም ተከተል ምስል አሰላለፍ ተዳርገዋል።
የፍተሻ ፍንጣሪው ተወግዶ ሚካ ወለል ከቆጣሪው ኤሌክትሮድ በ2.0 ሴ.ሜ ርቀት ላይ ለአማካይ ለ120 ሰአታት ያህል ቅንጣት እንዳይባባስ እና በሚካ ወለል ላይ መደበኛ ያልሆኑ ጠብታዎች እንዳይፈጠሩ ተደርጓል።EWNS በቀጥታ በተቆረጠ ሚካ (ቴድ ፔላ፣ ሬዲንግ፣ ሲኤ) ላይ በቀጥታ ተረጨ።AFM ከተረጨ በኋላ ወዲያውኑ የማይካ ወለል ምስል።አዲስ የተቆረጠ ያልተቀየረ ሚካ ላይ ያለው የእውቂያ አንግል ወደ 0 ° ቅርብ ነው ፣ ስለሆነም EVNS በ ጉልላት መልክ በሚካ ወለል ላይ ይሰራጫል።የተንሰራፋው ጠብታዎች ዲያሜትር (a) እና ቁመት (h) በቀጥታ ከ AFM የመሬት አቀማመጥ ላይ ይለካሉ እና ቀደም ሲል የተረጋገጠውን ዘዴ በመጠቀም የ EWNS ዶም ስርጭት መጠን ለማስላት ጥቅም ላይ ይውላል.በቦርዱ ላይ ያለው EWNS ተመሳሳይ መጠን ያለው ከሆነ፣ ተመጣጣኝ ዲያሜትር በቀመር (2) ሊሰላ ይችላል።
ቀደም ሲል በተዘጋጀው ዘዴ መሰረት፣ በEWNS ውስጥ አጭር ጊዜ የሚቆዩ ራዲካል መሃከለኛዎችን መኖራቸውን ለማወቅ የኤሌክትሮን ስፒን ሬዞናንስ (ESR) spin trap ጥቅም ላይ ውሏል።ኤሮሶሎች በ650 μm Midget Sparger (Ace Glass፣ Vineland፣ NJ) 235 ሚሜ DEPMPO (5- (diethoxyphosphosphoryl) -5-ሜቲኤል-1-ፓይሮሊን-ኤን-ኦክሳይድ) (ኦክሲስ ኢንተርናሽናል ኢንክ) በያዘው አረፋ ተጥለዋል።ፖርትላንድ ፣ ኦሪገን)።ሁሉም የ ESR መለኪያዎች የተከናወኑት በ Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) እና ጠፍጣፋ ፓነል በመጠቀም ነው።የ Acquisit ሶፍትዌር (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) መረጃውን ለመሰብሰብ እና ለመተንተን ጥቅም ላይ ውሏል.የ ROS ባህሪያትን መወሰን የተካሄደው ለተወሰኑ የአሠራር ሁኔታዎች (-6.5 ኪ.ቮ, 4.0 ሴ.ሜ) ብቻ ነው.የ EWNS ትኩረት የሚለካው በኤስኤምኤስ (SMPS) በመጠቀም ለተፅዕኖ ፈጣሪው የ EWNS ኪሳራ ከተመዘገበ በኋላ ነው።
የኦዞን ደረጃዎች በ 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co) 8,9,10 በመጠቀም ክትትል ተደርጓል.
ለሁሉም የ EWNS ንብረቶች አማካኝ እሴቱ እንደ መለኪያ እሴት ጥቅም ላይ ይውላል, እና መደበኛ ልዩነት እንደ የመለኪያ ስህተት ጥቅም ላይ ይውላል.የቲ-ሙከራዎች የተመቻቹ የ EWNS ባህሪዎችን ከመሠረቱ EWNS ተጓዳኝ እሴቶች ጋር ለማነፃፀር ተደርገዋል።
ምስል 2c ቀደም ሲል የተሻሻለ እና ተለይቶ የሚታወቅ የኤሌክትሮስታቲክ ዝናብ (EPES) የ "ፑል" ስርዓት EWNSን ወደ ላይ ለማድረስ ሊያገለግል ይችላል።EPES በጠንካራ የኤሌክትሪክ መስክ ተጽእኖ በቀጥታ ወደ ዒላማው ወለል ላይ "ሊመሩ" የሚችሉ የ EVNS ክፍያዎችን ይጠቀማል.የ EPES ስርዓት ዝርዝሮች በቅርብ ጊዜ በ Pyrgiotakis et al.11 .ስለዚህ EPES በ 3D የታተመ የ PVC ክፍልን ያቀፈ እና የተለጠፈ ጫፎች ያሉት እና ሁለት ትይዩ አይዝጌ ብረት (304 አይዝጌ ብረት ፣ የመስታወት ሽፋን) በማዕከሉ 15.24 ሴ.ሜ ልዩነት ውስጥ ያሉ የብረት ሳህኖችን ይይዛል ።ቦርዶች ከውጭ ከፍተኛ የቮልቴጅ ምንጭ (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY) ጋር ተገናኝተዋል, የታችኛው ጠፍጣፋ ሁልጊዜ ከአዎንታዊ ቮልቴጅ ጋር የተገናኘ ነው, እና የላይኛው ንጣፍ ሁልጊዜ ከመሬት (ተንሳፋፊ መሬት) ጋር የተገናኘ ነበር.የክፍሉ ግድግዳዎች በአሉሚኒየም ፎይል ተሸፍነዋል, ይህም ቅንጣት እንዳይጠፋ ለመከላከል በኤሌክትሪክ የተመሰረተ ነው.ክፍሉ ከፍተኛ የቮልቴጅ ጣልቃገብነትን ለማስቀረት የሙከራ ንጣፎችን ከታችኛው የብረት ሳህን በላይ በሚያሳድጉ የፕላስቲክ ማቆሚያዎች ላይ እንዲቀመጡ የሚያስችል የታሸገ የፊት መጫኛ በር አለው።
በEPES ውስጥ ያለው የEWNS ተቀማጭ ቅልጥፍና የሚሰላው ቀደም ሲል በተሻሻለው ፕሮቶኮል በማሟያ ምስል S111 ላይ በተዘረዘረው መሠረት ነው።
እንደ መቆጣጠሪያ ክፍል, ሁለተኛው የሲሊንደሪክ ፍሰት ክፍል ከ EPES ስርዓት ጋር በተከታታይ ተገናኝቷል, በዚህ ውስጥ መካከለኛ HEPA ማጣሪያ EWNS ን ለማስወገድ ጥቅም ላይ ይውላል.በስእል 2 ሐ ላይ እንደሚታየው የ EWNS ኤሮሶል በሁለት የተገነቡ ክፍሎች ውስጥ ተጭኗል።በመቆጣጠሪያ ክፍል እና በEPES መካከል ያለው ማጣሪያ ተመሳሳይ የሙቀት መጠን (T)፣ አንጻራዊ የእርጥበት መጠን (RH) እና የኦዞን ደረጃዎች የሚያስከትሉትን EWNS ያስወግዳል።
ጠቃሚ የምግብ ወለድ ረቂቅ ተሕዋስያን እንደ ኢ. ኮላይ (ATCC #27325) ፣ ሰገራ አመላካች ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ (ATCC # 53647) ፣ የምግብ ወለድ በሽታ አምጪ ፣ ሊስቴሪያ ምንም ጉዳት የሌለው (ATCC #33090) ፣ ለበሽታ አምጪ Listeria monocytogenes ፣ ከኤቲሲሲሲያ ተተኪ (ኤ.ሲ.ሲ. # 27325) 4098)፣ ለተበላሸ እርሾ ምትክ፣ እና የበለጠ የሚቋቋም የማይነቃነቅ ባክቴሪያ፣ ማይኮባክቲሪየም ፓራሎኪ (ATCC #19686)።
የኦርጋኒክ ወይን ቲማቲሞችን በዘፈቀደ ሳጥኖች ከአከባቢዎ ገበያ ይግዙ እና እስኪጠቀሙ ድረስ (እስከ 3 ቀናት) በ 4 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ በማቀዝቀዣ ውስጥ ያስቀምጡት.የሙከራው ቲማቲሞች ሁሉም ተመሳሳይ መጠን አላቸው፣ በዲያሜትር 1/2 ኢንች ገደማ።
የባህል፣ የክትባት፣ የተጋላጭነት እና የቅኝ ግዛት ቆጠራ ፕሮቶኮሎች በቀደመው ህትመታችን ላይ ተዘርዝረዋል እና በማሟያ መረጃው ውስጥ ተዘርዝረዋል።የተከተቡ ቲማቲሞችን 40,000 #/cm3 ለ45 ደቂቃዎች በማጋለጥ የ EWNS ውጤታማነት ተገምግሟል።በአጭሩ, ሶስት ቲማቲሞች በሕይወት የተረፉትን ረቂቅ ተሕዋስያን በጊዜ t = 0 ደቂቃ ለመገምገም ጥቅም ላይ ውለዋል.ሶስት ቲማቲሞች በ EPES ውስጥ ተቀምጠዋል እና ለ EWNS በ 40,000 #/cc (EWNS የተጋለጡ ቲማቲሞች) እና የተቀሩት ሦስቱ በመቆጣጠሪያ ክፍል (የቁጥጥር ቲማቲም) ውስጥ ተቀምጠዋል.በሁለቱም ቡድኖች ውስጥ የቲማቲም ተጨማሪ ሂደት አልተካሄደም.የ EWNSን ተፅእኖ ለመገምገም ከ 45 ደቂቃዎች በኋላ በ EWNS የተጋለጡ ቲማቲሞች እና የቁጥጥር ቲማቲሞች ተወግደዋል.
እያንዳንዱ ሙከራ በሶስት እጥፍ ተካሂዷል.የመረጃ ትንተና የተካሄደው በማሟያ መረጃ ላይ በተገለጸው ፕሮቶኮል መሰረት ነው።
የማነቃቂያ ዘዴዎች የተገመቱት የተጋለጡ የ EWNS ናሙናዎችን (45 ደቂቃ በ 40,000 #/ሴሜ 3 EWNS aerosol ትኩረት) እና ጉዳት በሌላቸው ባክቴሪያ ኢ. ኮላይ፣ ሳልሞኔላ ኢንቴሪካ እና ላክቶባሲለስ ያልተለቀቁ ናሙናዎች ነው።ቅንጣቶች በ 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde እና 0.03% picric acid በ 0.1 M sodium cacodylate buffer (pH 7.4) ውስጥ ለ 2 ሰዓታት በቤት ሙቀት ውስጥ ተስተካክለዋል.ከታጠበ በኋላ በ 1% ኦስሚየም ቴትሮክሳይድ (OsO4)/1.5% ፖታሲየም ፌሮሲያናይድ (KFeCN6) ለ 2 ሰአታት ይጠግኑ 3 ጊዜ በውሃ ይታጠቡ እና በ 1% ዩራኒል አሲቴት ውስጥ ለ 1 ሰአታት ይጨምሩ ከዚያም ሁለት ጊዜ በውሃ ይታጠቡ ከዚያም ለ 10 ደቂቃዎች በ 50%, 0 አልኮል ውስጥ ይደርቁ.ከዚያም ናሙናዎቹ ለ 1 ሰአት በ propylene ኦክሳይድ ውስጥ ይቀመጣሉ እና በ 1: 1 የ propylene oxide እና TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA) ተተከሉ.ናሙናዎቹ በTAAB Epon ውስጥ የተካተቱ እና በ 60 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ ለ 48 ሰአታት ፖሊሜራይዝድ ተደርገዋል.የታከመው የጥራጥሬ ሙጫ በቴም ተቆርጦ ታይቷል በተለመደው ማስተላለፊያ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan) በAMT 2k CCD ካሜራ (የላቀ ማይክሮስኮፒ ቴክኒኮች፣ Corp., Woburn, Massachusetts, USA) በመጠቀም።
ሁሉም ሙከራዎች በሶስት እጥፍ ተካሂደዋል.ለእያንዳንዱ ጊዜ የባክቴሪያ ማጠቢያዎች በሶስት እጥፍ የተዘሩ ሲሆን ይህም በአንድ ነጥብ በድምሩ ዘጠኝ የመረጃ ነጥቦችን ያስገኛል, አማካኙ ለዚያ የተለየ ረቂቅ ተሕዋስያን እንደ የባክቴሪያ ክምችት ጥቅም ላይ ይውላል.የመደበኛ ልዩነት እንደ የመለኪያ ስህተት ጥቅም ላይ ውሏል.ሁሉም ነጥቦች ይቆጠራሉ።
ከ t = 0 ደቂቃ ጋር ሲነፃፀር የባክቴሪያው ትኩረት የመቀነሱ ሎጋሪዝም የሚከተለውን ቀመር በመጠቀም ይሰላል።
C0 በመቆጣጠሪያው ናሙና ውስጥ ያለው የባክቴሪያ ክምችት በሰዓቱ 0 ነው (ማለትም ላይ ላዩን ከደረቀ በኋላ ግን በክፍሉ ውስጥ ከመግባቱ በፊት) እና Cn ከተጋለጡ n ደቂቃዎች በኋላ በላዩ ላይ የባክቴሪያ ክምችት ነው።
በ45-ደቂቃው ተጋላጭነት ወቅት የባክቴሪያዎችን ተፈጥሯዊ መበላሸት ለመገመት ከ45 ደቂቃ በኋላ ከቁጥጥሩ ጋር ሲነጻጸር የሎግ ቅነሳው እንደሚከተለው ይሰላል፡-
Cn በክትትል ናሙና ውስጥ ያለው የባክቴሪያ ክምችት በጊዜ ነው n እና Cn-Control ማለት የቁጥጥር ባክቴሪያ ክምችት ነው.መረጃ ከቁጥጥር ጋር ሲነፃፀር እንደ የምዝግብ ማስታወሻ ቀርቧል (የ EWNS መጋለጥ የለም)።
በጥናቱ ወቅት በርካታ የቮልቴጅ ውህዶች እና በመርፌ እና በቆጣሪው ኤሌክትሮድ መካከል ያለው ርቀት በቴይለር ኮን መፈጠር፣ በቴይለር ኮን መረጋጋት፣ በ EWNS ምርት መረጋጋት እና በመራባት መካከል ተገምግመዋል።በማሟያ ሠንጠረዥ S1 ውስጥ የተለያዩ ጥምሮች ይታያሉ።የተረጋጋ እና ሊባዙ የሚችሉ ንብረቶችን የሚያሳዩ ሁለት ጉዳዮች (ቴይለር ኮን፣ EWNS ትውልድ እና በጊዜ ሂደት መረጋጋት) ለአጠቃላይ ጥናት ተመርጠዋል።በለስ ላይ.ምስል 3 በሁለቱም ሁኔታዎች የ ROS ክፍያ, መጠን እና ይዘት ውጤቶችን ያሳያል.ውጤቶቹ እንዲሁ በሰንጠረዥ 1 ውስጥ ይገኛሉ ። ለማጣቀሻ ፣ ሁለቱም ምስል 3 እና ሠንጠረዥ 1 ቀደም ሲል የተቀናጀ ያልተመቻቹ EWNS8 ፣ 9 ፣ 10 ፣ 11 (መሰረታዊ-EWNS) ባህሪዎችን ያካትታሉ።ባለ ሁለት ጭራ ቲ-ሙከራን በመጠቀም የስታቲስቲካዊ ጠቀሜታ ስሌቶች በማሟያ ሠንጠረዥ S2 ውስጥ እንደገና ታትመዋል።በተጨማሪም, ተጨማሪ መረጃዎች የቆጣሪ ኤሌክትሮዶች ናሙና ቀዳዳ ዲያሜትር (ዲ) እና በመሬት ኤሌክትሮ እና ጫፍ (ኤል) መካከል ያለውን ርቀት (ተጨማሪ ምስሎች S2 እና S3) ተጽእኖን ያጠቃልላሉ.
(ac) የመጠን ስርጭት የሚለካው በ AFM ነው።(ዲኤፍ) የገጽታ ክፍያ ባህሪ።(ሰ) የ ROS የ EPR ባህሪ.
በተጨማሪም ከላይ ለተጠቀሱት ሁኔታዎች ሁሉ, የሚለካው ionization current በ 2 እና 6 μA እና በ -3.8 እና -6.5 ኪ.ቮ መካከል ያለው ቮልቴጅ, ለዚህ ነጠላ የ EWNS ትውልድ ግንኙነት ሞጁል ከ 50 ሜጋ ዋት ያነሰ የኃይል ፍጆታ መኖሩን ማወቅ አስፈላጊ ነው.ምንም እንኳን EWNS በከፍተኛ ግፊት የተዋሃደ ቢሆንም የኦዞን መጠን በጣም ዝቅተኛ ነበር ከ60 ፒፒቢ ያልበለጠ።
ተጨማሪ ምስል S4 ለ [-6.5 ኪ.ቮ, 4.0 ሴ.ሜ] እና [-3.8 ኪ.ቮ, 0.5 ሴ.ሜ] ሁኔታዎችን በቅደም ተከተል የተመሰለውን የኤሌክትሪክ መስኮች ያሳያል.ለ [-6.5 ኪ.ቮ, 4.0 ሴ.ሜ] እና [-3.8 ኪ.ቮ, 0.5 ሴ.ሜ], የመስክ ስሌቶች 2 × 105 V / m እና 4.7 × 105 V / m ናቸው.በሁለተኛው ሁኔታ የቮልቴጅ-ርቀት ጥምርታ በጣም ከፍተኛ ስለሆነ ይህ ይጠበቃል.
በለስ ላይ.3a,b በ AFM8 የሚለካውን የ EWNS ዲያሜትር ያሳያል.የተሰላው አማካኝ የ EWNS ዲያሜትሮች 27 nm እና 19 nm ለ [-6.5 ኪሎ ቮልት፣ 4.0 ሴ.ሜ] እና [-3.8 ኪ.ቮ፣ 0.5 ሴ.ሜ] እቅዶች በቅደም ተከተል።ለ [-6.5 ኪ.ቮ, 4.0 ሴ.ሜ] እና [-3.8 ኪ.ቮ, 0.5 ሴ.ሜ] ሁኔታዎች, የስርጭቶቹ የጂኦሜትሪክ መደበኛ ልዩነቶች 1.41 እና 1.45 ናቸው, ይህም ጠባብ መጠን ያለው ስርጭትን ያመለክታል.ሁለቱም የአማካይ መጠን እና የጂኦሜትሪክ መደበኛ መዛባት ከመነሻ መስመር EWNS ጋር በጣም ይቀራረባሉ፣ በ25 nm እና 1.41፣ በቅደም ተከተል።በለስ ላይ.3c በተመሳሳዩ ሁኔታዎች ውስጥ በተመሳሳይ ዘዴ የሚለካውን የመሠረት EWNS መጠን ስርጭት ያሳያል.
በለስ ላይ.3d,e የክፍያ ባህሪ ውጤቶችን ያሳያል.መረጃ የ30 በአንድ ጊዜ የትኩረት መለኪያዎች (#/cm3) እና የአሁኑ (I) አማካኝ መለኪያዎች ናቸው።ትንታኔው እንደሚያሳየው በ EWNS ላይ ያለው አማካይ ክፍያ 22 ± 6 e- እና 44 ± 6 e- ለ [-6.5 ኪ.ቮ, 4.0 ሴ.ሜ] እና [-3.8 ኪ.ቮ, 0.5 ሴ.ሜ] ነው.ከመነሻው EWNS (10 ± 2 e-) ጋር ሲነፃፀሩ በጣም ከፍ ያለ የወለል ክፍያዎች አሏቸው፣ ከ [-6.5 ኪሎ ቮልት፣ 4.0 ሴ.ሜ] ሁኔታ ሁለት እጥፍ የሚበልጡ እና ከ [-3 .8 ኪ.ቮ፣ 0.5 ሴ.ሜ] አራት እጥፍ ይበልጣል።ምስል 3f ክፍያውን ያሳያል.ውሂብ ለ ቤዝላይን-EWNS.
ከ EWNS ቁጥር የማጎሪያ ካርታዎች (ተጨማሪ ምስሎች S5 እና S6) የ [-6.5 ኪሎ ቮልት, 4.0 ሴ.ሜ] ሁኔታ ከ [-3.8 ኪ.ቮ, 0.5 ሴ.ሜ] ሁኔታ የበለጠ ቅንጣቶች እንዳሉት ማየት ይቻላል.በተጨማሪም የ EWNS ቁጥር ትኩረትን እስከ 4 ሰአታት ድረስ (ተጨማሪ ምስሎች S5 እና S6) ክትትል መደረጉን ልብ ሊባል የሚገባው ነው, የ EWNS ትውልድ መረጋጋት በሁለቱም ሁኔታዎች ተመሳሳይ መጠን ያለው የንጥል ቁጥር ትኩረትን ያሳያል.
በለስ ላይ.3g የተመቻቸ የ EWNS መቆጣጠሪያ (ዳራ) በ [-6.5 ኪ.ቮ፣ 4.0 ሴሜ] ከተቀነሰ በኋላ የEPR ስፔክትረም ያሳያል።የ ROS ስፔክትራ ከዚህ ቀደም በታተመ ሥራ ከቤዝላይን-EWNS ሁኔታ ጋር ተነጻጽሯል።ከእሽክርክሪት ወጥመዶች ጋር ምላሽ የሚሰጡ የEWNS ብዛት 7.5 × 104 EWNS/s ይሰላል፣ ይህም ቀደም ሲል ከታተመው Baseline-EWNS8 ጋር ተመሳሳይ ነው።የEPR ስፔክትራ ሁለት አይነት ROS መኖራቸውን በግልፅ አሳይቷል፣ O2- የበላይ የሆኑት ዝርያዎች ሲሆኑ እና OH• በብዛት ይገኛሉ።በተጨማሪም, የከፍተኛው ጥንካሬዎች ቀጥተኛ ንፅፅር እንደሚያሳየው የተመቻቸ EWNS ከመነሻው EWNS ጋር ሲነፃፀር ከፍተኛ የ ROS ይዘት እንዳለው ያሳያል.
በለስ ላይ.4 በ EPES ውስጥ የ EWNS ተቀማጭ ቅልጥፍናን ያሳያል።መረጃው እንዲሁ በሰንጠረዥ I ውስጥ ተጠቃሏል እና ከዋናው የ EWNS መረጃ ጋር ተነጻጽሯል።ለሁለቱም የ EUNS ሁኔታዎች, ማስቀመጫው በ 3.0 ኪ.ቮ ዝቅተኛ ቮልቴጅ እንኳን ወደ 100% ይጠጋል.በተለምዶ, 3.0 ኪሎ ቮልት ለ 100% ማስቀመጫ በቂ ነው, ምንም እንኳን የገጽታ ክፍያ ለውጥ ምንም ይሁን ምን.በተመሳሳዩ ሁኔታዎች የBaseline-EWNS ተቀማጭ ቅልጥፍና 56% ብቻ ነበር በአነስተኛ ክፍያ (በEWNS አማካኝ 10 ኤሌክትሮኖች)።
በለስ ላይ.5 እና በሠንጠረዥ ውስጥ.2 ለ 40,000 #/cm3 EWNS ለ 45 ደቂቃዎች በጥሩ ሁኔታ [-6.5 ኪሎ ቮልት, 4.0 ሴ.ሜ] ከተጋለጡ በኋላ በቲማቲም ላይ የተከተቡ ረቂቅ ተሕዋስያን ኢንአክቲቬሽን ዋጋን ያጠቃልላል.የተከተቡት ኢ. ኮላይ እና ላክቶባሲለስ ኢንኖኩዩስ በ45 ደቂቃ ተጋላጭነት ወቅት የ3.8 ምዝግብ ማስታወሻዎች ከፍተኛ ቅናሽ አሳይተዋል።በተመሳሳዩ ሁኔታዎች ውስጥ ኤስ ኢንቴሪካ የ 2.2-ሎግ ቅናሽ ነበረው, S. cerevisiae እና M. parafortum ደግሞ የ 1.0-ሎግ ቅናሽ ነበራቸው.
የኤሌክትሮን ማይክሮግራፍ (ስእል 6) ምንም ጉዳት በሌላቸው የኢሼሪሺያ ኮላይ፣ ስትሬፕቶኮከስ እና ላክቶባሲለስ ህዋሶች ላይ ወደ ማይነቃነቅ የሚመራውን በEWNS የተከሰቱትን አካላዊ ለውጦች ያሳያሉ።የቁጥጥር ባክቴሪያዎቹ ያልተነካኩ የሴል ሽፋኖች ነበሯቸው, የተጋለጡ ባክቴሪያዎች ደግሞ ውጫዊ ሽፋኖችን ተጎድተዋል.
በኤሌክትሮን በአጉሊ መነጽር ቁጥጥር እና የተጋለጡ ተህዋሲያን ሽፋን መጎዳትን አሳይቷል.
በተመቻቸ የ EWNS ፊዚኮኬሚካላዊ ባህሪያት ላይ ያለው መረጃ በአንድነት እንደሚያሳየው የ EWNS ንብረቶቹ (የገጽታ ክፍያ እና የ ROS ይዘት) ቀደም ሲል ከታተመው የ EWNS መነሻ መረጃ 8,9,10,11 ጋር ሲነጻጸር በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽለዋል.በሌላ በኩል, መጠናቸው በናኖሜትር ክልል ውስጥ ቀርቷል, ቀደም ሲል ከተገለጹት ውጤቶች ጋር በጣም ተመሳሳይ ነው, ይህም በአየር ውስጥ ለረጅም ጊዜ እንዲቆዩ ያስችላቸዋል.የተስተዋለው ፖሊዲፐረሲቲ የ EWNS መጠንን፣ የሬይሊግ ተፅእኖን በዘፈቀደ እና የመሰብሰብ አቅምን በሚወስኑ የወለል ቻርጅ ለውጦች ሊገለጽ ይችላል።ይሁን እንጂ በኒልሰን እና ሌሎች በዝርዝር እንደተገለጸው.22, ከፍተኛ የወለል ቻርጅ የውሀ ጠብታውን የገጽታ ጉልበት/ውጥረት በውጤታማነት በመጨመር ትነትን ይቀንሳል።ባለፈው እትማችን 8 ይህ ንድፈ ሃሳብ በማይክሮድሮፕሌት 22 እና EWNS በሙከራ ተረጋግጧል።በትርፍ ሰዓት ክፍያ ማጣት መጠኑ ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር እና ለታየው የመጠን ስርጭት አስተዋፅኦ ሊያደርግ ይችላል.