Nature.com-এ আসার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে CSS-এর সমর্থন সীমিত। সর্বোত্তম অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি হালনাগাদ ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে কম্প্যাটিবিলিটি মোড নিষ্ক্রিয় করুন)। আপাতত, নিরবচ্ছিন্ন সমর্থন নিশ্চিত করার জন্য, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটি রেন্ডার করব।
সম্প্রতি, কৃত্রিম জলের ন্যানোকাঠামো (EWNS) ব্যবহার করে ন্যানোপ্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে একটি রাসায়নিক-মুক্ত জীবাণু-প্রতিরোধী প্ল্যাটফর্ম তৈরি করা হয়েছে। EWNS-এর পৃষ্ঠতলে উচ্চ চার্জ থাকে এবং এটি রিঅ্যাক্টিভ অক্সিজেন স্পিসিস (ROS) দ্বারা পরিপূর্ণ থাকে, যা খাদ্যবাহিত রোগজীবাণুসহ বিভিন্ন অণুজীবের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে তাদের নিষ্ক্রিয় করতে পারে। এখানে দেখানো হয়েছে যে, এদের ব্যাকটেরিয়ারোধী ক্ষমতা আরও বাড়ানোর জন্য সংশ্লেষণের সময় এদের বৈশিষ্ট্যগুলোকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় ও উন্নত করা যেতে পারে। সংশ্লেষণের প্যারামিটার পরিবর্তন করে EWNS-এর বৈশিষ্ট্যগুলোকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করার জন্য EWNS ল্যাবরেটরি প্ল্যাটফর্মটি ডিজাইন করা হয়েছিল। আধুনিক বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি ব্যবহার করে EWNS-এর বৈশিষ্ট্য (চার্জ, আকার এবং ROS-এর পরিমাণ) নির্ণয় করা হয়েছে। এছাড়াও, Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum এবং Saccharomyces cerevisiae-এর মতো খাদ্যবাহিত অণুজীবের বিরুদ্ধে এদের জীবাণু নিষ্ক্রিয় করার ক্ষমতা মূল্যায়ন করা হয়েছে। এখানে উপস্থাপিত ফলাফলগুলো প্রমাণ করে যে, সংশ্লেষণের সময় EWNS-এর বৈশিষ্ট্যগুলোকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করা সম্ভব, যার ফলে নিষ্ক্রিয়করণের কার্যকারিতা সূচকীয় হারে বৃদ্ধি পায়। বিশেষত, পৃষ্ঠের চার্জ চারগুণ বৃদ্ধি পেয়েছিল এবং সক্রিয় অক্সিজেন প্রজাতির পরিমাণও বেড়ে গিয়েছিল। জীবাণু অপসারণের হার জীবাণুর উপর নির্ভরশীল ছিল এবং ৪০,০০০ #/সিসি EWNS এর অ্যারোসল ডোজের সংস্পর্শে ৪৫ মিনিট থাকার পর এর পরিসীমা ছিল ১.০ থেকে ৩.৮ লগ।
জীবাণুঘটিত দূষণ হলো রোগজীবাণু বা তাদের বিষাক্ত পদার্থ গ্রহণের ফলে সৃষ্ট খাদ্যবাহিত অসুস্থতার প্রধান কারণ। শুধুমাত্র মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রেই, খাদ্যবাহিত অসুস্থতার কারণে প্রতি বছর প্রায় ৭৬ মিলিয়ন মানুষ অসুস্থ হয়, ৩২৫,০০০ জনকে হাসপাতালে ভর্তি হতে হয় এবং ৫,০০০ জনের মৃত্যু ঘটে¹। এছাড়াও, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের কৃষি বিভাগ (USDA) অনুমান করে যে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে রিপোর্ট করা সমস্ত খাদ্যবাহিত অসুস্থতার ৪৮% এর জন্য তাজা ফল ও সবজির বর্ধিত ব্যবহার দায়ী²। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে খাদ্যবাহিত রোগজীবাণু দ্বারা সৃষ্ট রোগ ও মৃত্যুর খরচ অত্যন্ত বেশি, যা রোগ নিয়ন্ত্রণ ও প্রতিরোধ কেন্দ্র (CDC) দ্বারা প্রতি বছর ১৫.৬ বিলিয়ন মার্কিন ডলারেরও বেশি বলে অনুমান করা হয়েছে³।
বর্তমানে, খাদ্য নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য রাসায়নিক⁴, বিকিরণ⁵ এবং তাপীয়⁶ জীবাণুনাশক ব্যবস্থাগুলো অবিচ্ছিন্নভাবে না করে, উৎপাদন শৃঙ্খল বরাবর সীমিত গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রণ বিন্দুতে (CCPs) (সাধারণত ফসল তোলার পরে এবং/অথবা প্যাকেজিংয়ের সময়) প্রয়োগ করা হয়। ফলে, এগুলোতে ক্রস-কন্টামিনেশনের ঝুঁকি থাকে। ৭. খাদ্যবাহিত অসুস্থতা এবং খাদ্য পচন আরও ভালোভাবে নিয়ন্ত্রণের জন্য এমন জীবাণুনাশক ব্যবস্থা প্রয়োজন যা পরিবেশগত প্রভাব এবং খরচ কমানোর পাশাপাশি খামার থেকে খাবার টেবিল পর্যন্ত পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
সম্প্রতি, একটি রাসায়নিক-মুক্ত, ন্যানোপ্রযুক্তি-ভিত্তিক জীবাণু-প্রতিরোধী প্ল্যাটফর্ম তৈরি করা হয়েছে যা কৃত্রিম জল ন্যানোকাঠামো (EWNS) ব্যবহার করে পৃষ্ঠতল এবং বায়ুবাহিত ব্যাকটেরিয়াকে নিষ্ক্রিয় করতে পারে। EWNS দুটি সমান্তরাল প্রক্রিয়া, ইলেক্ট্রোস্প্রে এবং জল আয়নীকরণ (চিত্র 1a) ব্যবহার করে সংশ্লেষিত করা হয়েছিল। পূর্ববর্তী গবেষণায় দেখা গেছে যে EWNS-এর এক অনন্য ভৌত এবং জৈবিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে8,9,10। EWNS-এর প্রতিটি কাঠামোতে গড়ে 10টি ইলেকট্রন এবং গড় ন্যানোস্কেল আকার 25 nm (চিত্র 1b,c)8,9,10। এছাড়াও, ইলেকট্রন স্পিন রেজোন্যান্স (ESR) দেখিয়েছে যে EWNS-এ প্রচুর পরিমাণে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি (ROS), প্রধানত হাইড্রোক্সিল (OH•) এবং সুপারঅক্সাইড (O2-) র‌্যাডিকেল রয়েছে (চিত্র 1c)8। EWNS দীর্ঘ সময় ধরে বাতাসে থাকে এবং বাতাসে ভাসমান ও পৃষ্ঠতলে উপস্থিত অণুজীবের সাথে সংঘর্ষ ঘটাতে পারে, তাদের ROS পেলোড সরবরাহ করে এবং অণুজীবকে নিষ্ক্রিয় করে (চিত্র 1d)। এই প্রাথমিক গবেষণাগুলি আরও দেখিয়েছে যে EWNS পৃষ্ঠতলে এবং বাতাসে থাকা মাইকোব্যাকটেরিয়া সহ বিভিন্ন গ্রাম-নেগেটিভ এবং গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়ার সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে এবং তাদের নিষ্ক্রিয় করতে পারে। ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি দেখিয়েছে যে কোষ পর্দার ভাঙনের কারণে এই নিষ্ক্রিয়করণ ঘটেছিল। এছাড়াও, তীব্র শ্বাসগ্রহণ গবেষণায় দেখা গেছে যে EWNS-এর উচ্চ মাত্রা ফুসফুসের ক্ষতি বা প্রদাহ সৃষ্টি করে না 8।
(ক) তরলপূর্ণ একটি কৈশিক নল এবং একটি কাউন্টার ইলেকট্রোডের মধ্যে উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে ইলেকট্রোস্প্রে ঘটে। (খ) উচ্চ চাপ প্রয়োগের ফলে দুটি ভিন্ন ঘটনা ঘটে: (i) জলের ইলেকট্রোস্প্রেয়িং এবং (ii) EWNS-এ আবদ্ধ সক্রিয় অক্সিজেন প্রজাতি (আয়ন) গঠন। (গ) EWNS-এর অনন্য গঠন। (ঘ) ন্যানো-আকারের হওয়ার কারণে, EWNS অত্যন্ত সচল এবং বায়ুবাহিত রোগজীবাণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে।
তাজা খাবারের পৃষ্ঠে থাকা খাদ্যবাহিত অণুজীবকে নিষ্ক্রিয় করার ক্ষেত্রে EWNS অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল প্ল্যাটফর্মের সক্ষমতাও সম্প্রতি প্রদর্শিত হয়েছে। এটিও দেখানো হয়েছে যে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে EWNS-এর পৃষ্ঠের চার্জকে নির্দিষ্ট লক্ষ্যভেদী সরবরাহ অর্জনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। অধিকন্তু, প্রায় ৫০,০০০ #/cm³ EWNS-এর সংস্পর্শে ৯০ মিনিট রাখার পর জৈব টমেটোর প্রাথমিক ফলাফল উৎসাহব্যঞ্জক ছিল, যেখানে ই. কোলাই এবং লিস্টেরিয়ার মতো বিভিন্ন খাদ্যবাহিত অণুজীব দেখা গেছে। এছাড়াও, প্রাথমিক অর্গানোলেপটিক পরীক্ষায় নিয়ন্ত্রিত টমেটোর তুলনায় কোনো সংবেদী প্রভাব দেখা যায়নি। যদিও এই প্রাথমিক নিষ্ক্রিয়করণের ফলাফলগুলি খাদ্য সুরক্ষার প্রয়োগের জন্য উৎসাহব্যঞ্জক, এমনকি ৫০,০০০#/cc.³-এর মতো খুব কম EWNS ডোজেও, এটা স্পষ্ট যে সংক্রমণ এবং পচনের ঝুঁকি আরও কমাতে উচ্চতর নিষ্ক্রিয়করণ ক্ষমতা আরও বেশি উপকারী হবে।
এখানে, আমরা একটি EWNS উৎপাদন প্ল্যাটফর্মের উন্নয়নের উপর আমাদের গবেষণা কেন্দ্রীভূত করব, যা সংশ্লেষণ পরামিতিগুলির সূক্ষ্ম সমন্বয় এবং EWNS-এর ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির অনুকূলকরণের মাধ্যমে তাদের ব্যাকটেরিয়ারোধী ক্ষমতা বৃদ্ধি করতে সক্ষম করবে। বিশেষত, অনুকূলকরণের লক্ষ্য হলো তাদের পৃষ্ঠীয় আধান (নির্দিষ্ট লক্ষ্যভেদী সরবরাহ উন্নত করার জন্য) এবং ROS-এর পরিমাণ (নিষ্ক্রিয়করণের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য) বৃদ্ধি করা। আধুনিক বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি ব্যবহার করে অনুকূলকৃত ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য (আকার, আধান এবং ROS-এর পরিমাণ) চিহ্নিত করা এবং E. coli-র মতো সাধারণ খাদ্য অণুজীব ব্যবহার করা।
উচ্চ বিশুদ্ধতার জলের (১৮ MΩ cm–1) একযোগে ইলেক্ট্রোস্প্রেয়িং এবং আয়নীকরণের মাধ্যমে EVNS সংশ্লেষণ করা হয়েছিল। বৈদ্যুতিক নেবুলাইজার ১২ সাধারণত তরলের অ্যাটোমাইজেশন এবং নিয়ন্ত্রিত আকারের পলিমার ও সিরামিক কণা ১৩ এবং তন্তু ১৪ সংশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
পূর্ববর্তী প্রকাশনা 8, 9, 10, 11-তে যেমন বিস্তারিতভাবে বলা হয়েছে, একটি সাধারণ পরীক্ষায়, একটি ধাতব কৈশিক নল এবং একটি ভূ-সংযুক্ত কাউন্টার ইলেকট্রোডের মধ্যে একটি উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়েছিল। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, দুটি ভিন্ন ঘটনা ঘটে: i) ইলেক্ট্রোস্প্রে এবং ii) জলের আয়নীকরণ। দুটি ইলেকট্রোডের মধ্যে একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ঘনীভূত জলের পৃষ্ঠে ঋণাত্মক চার্জ তৈরি করে, যার ফলে টেলর শঙ্কু গঠিত হয়। ফলস্বরূপ, উচ্চ চার্জযুক্ত জলের ফোঁটা তৈরি হয়, যা রেলে তত্ত্ব16-এর মতো ছোট ছোট কণায় ভাঙতে থাকে। একই সময়ে, শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কিছু জলের অণুকে বিভক্ত করে এবং ইলেকট্রন ত্যাগ করতে (আয়নিত করতে) বাধ্য করে, যা প্রচুর পরিমাণে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি (ROS)17 তৈরি করে। একই সাথে উৎপন্ন ROS18 EWNS-এর মধ্যে আবদ্ধ করা হয়েছিল (চিত্র 1c)।
চিত্র ২ক-তে এই গবেষণায় EWNS সংশ্লেষণে ব্যবহৃত ও বিকশিত EWNS উৎপাদন ব্যবস্থাটি দেখানো হয়েছে। একটি বদ্ধ বোতলে সংরক্ষিত বিশুদ্ধ জল একটি টেফলন নলের (২ মিমি অভ্যন্তরীণ ব্যাস) মাধ্যমে একটি ৩০জি স্টেইনলেস স্টিলের সূঁচে (ধাতব কৈশিক নল) প্রবেশ করানো হয়। বোতলের ভেতরের বায়ুচাপ দ্বারা জলের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যেমনটি চিত্র ২খ-তে দেখানো হয়েছে। সূঁচটি একটি টেফলন কনসোলে বসানো থাকে এবং এটিকে কাউন্টার ইলেকট্রোড থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে হাতে করে সামঞ্জস্য করা যায়। কাউন্টার ইলেকট্রোডটি হলো একটি পালিশ করা অ্যালুমিনিয়ামের চাকতি, যার কেন্দ্রে নমুনা সংগ্রহের জন্য একটি ছিদ্র রয়েছে। কাউন্টার ইলেকট্রোডের নিচে একটি অ্যালুমিনিয়ামের নমুনা সংগ্রহের ফানেল রয়েছে, যা একটি স্যাম্পলিং পোর্টের মাধ্যমে পরীক্ষামূলক সেটআপের বাকি অংশের সাথে সংযুক্ত (চিত্র ২খ)। চার্জ জমা হওয়া, যা স্যাম্পলারের কার্যকারিতা ব্যাহত করতে পারে, তা এড়ানোর জন্য স্যাম্পলারের সমস্ত উপাদান বৈদ্যুতিকভাবে গ্রাউন্ড করা থাকে।
(ক) প্রকৌশলগত জল ন্যানোকাঠামো উৎপাদন ব্যবস্থা (EWNS)। (খ) স্যাম্পলার এবং ইলেক্ট্রোস্প্রে-র প্রস্থচ্ছেদ, যেখানে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটারগুলো দেখানো হয়েছে। (গ) ব্যাকটেরিয়া নিষ্ক্রিয়করণের জন্য পরীক্ষামূলক ব্যবস্থা।
উপরে বর্ণিত EWNS উৎপাদন ব্যবস্থাটি EWNS-এর বৈশিষ্ট্যগুলির সূক্ষ্ম সমন্বয় সাধনের জন্য মূল কার্যকারী পরামিতিগুলি পরিবর্তন করতে সক্ষম। EWNS-এর বৈশিষ্ট্যগুলি সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করার জন্য প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ (V), সূঁচ এবং কাউন্টার ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী দূরত্ব (L), এবং কৈশিক নলের মধ্য দিয়ে জলের প্রবাহ (φ) সামঞ্জস্য করুন। বিভিন্ন সংমিশ্রণ বোঝাতে ব্যবহৃত প্রতীক: [V (kV), L (cm)]। একটি নির্দিষ্ট সেট [V, L]-এর স্থিতিশীল টেইলর শঙ্কু পেতে জলের প্রবাহ সামঞ্জস্য করুন। এই গবেষণার উদ্দেশ্যে, কাউন্টার ইলেকট্রোডের অ্যাপারচার ব্যাস (D) ০.৫ ইঞ্চি (১.২৯ সেমি) রাখা হয়েছিল।
সীমিত জ্যামিতি এবং অপ্রতিসাম্যতার কারণে, মৌলিক নীতি থেকে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য গণনা করা যায় না। পরিবর্তে, তড়িৎ ক্ষেত্র গণনা করার জন্য কুইকফিল্ড™ সফটওয়্যার (স্ভেনবর্গ, ডেনমার্ক)¹⁹ ব্যবহার করা হয়েছিল। তড়িৎ ক্ষেত্রটি সুষম নয়, তাই বিভিন্ন বিন্যাসের জন্য কৈশিক নলের অগ্রভাগের তড়িৎ ক্ষেত্রের মানকে একটি নির্দেশক মান হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছিল।
গবেষণাকালে, টেইলর কোণ গঠন, টেইলর কোণের স্থিতিশীলতা, EWNS উৎপাদনের স্থিতিশীলতা এবং পুনরুৎপাদনযোগ্যতার নিরিখে ভোল্টেজ এবং নিডল ও কাউন্টার ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী দূরত্বের বিভিন্ন সংমিশ্রণ মূল্যায়ন করা হয়েছিল। বিভিন্ন সংমিশ্রণ পরিশিষ্ট সারণি S1-এ দেখানো হয়েছে।
EWNS উৎপাদন সিস্টেমের আউটপুট সরাসরি একটি স্ক্যানিং মোবিলিটি পার্টিকেল সাইজ অ্যানালাইজার (SMPS, মডেল 3936, TSI, শোরভিউ, MN)-এর সাথে কণার সংখ্যা ঘনত্ব পরিমাপের জন্য এবং একটি অ্যারোসল ফ্যারাডে ইলেক্ট্রোমিটার (TSI, মডেল 3068B, শোরভিউ, MN)-এর সাথে সংযুক্ত করা হয়েছিল। অ্যারোসল কারেন্ট আমাদের পূর্ববর্তী প্রকাশনায় বর্ণিত পদ্ধতি অনুসারে পরিমাপ করা হয়েছিল। SMPS এবং অ্যারোসল ইলেক্ট্রোমিটার উভয়ই 0.5 লিটার/মিনিট প্রবাহ হারে নমুনা সংগ্রহ করেছিল (মোট নমুনা প্রবাহ 1 লিটার/মিনিট)। কণার সংখ্যা ঘনত্ব এবং অ্যারোসল প্রবাহ 120 সেকেন্ড ধরে পরিমাপ করা হয়েছিল। এই পরিমাপ 30 বার পুনরাবৃত্তি করা হয়। কারেন্ট পরিমাপের উপর ভিত্তি করে, মোট অ্যারোসল চার্জ গণনা করা হয় এবং নির্বাচিত EWNS কণার একটি নির্দিষ্ট মোট সংখ্যার জন্য গড় EWNS চার্জ অনুমান করা হয়। সমীকরণ (1) ব্যবহার করে EWNS-এর গড় খরচ গণনা করা যেতে পারে:
যেখানে IEl হলো পরিমাপকৃত তড়িৎপ্রবাহ, NSMPS হলো SMPS দ্বারা পরিমাপকৃত ডিজিটাল ঘনত্ব, এবং φEl হলো প্রতি ইলেকট্রোমিটারের প্রবাহ হার।
যেহেতু আপেক্ষিক আর্দ্রতা (RH) পৃষ্ঠের চার্জকে প্রভাবিত করে, তাই পরীক্ষা চলাকালীন তাপমাত্রা এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা যথাক্রমে ২১° সেলসিয়াস এবং ৪৫%-এ স্থির রাখা হয়েছিল।
EWNS-এর আকার ও জীবনকাল পরিমাপ করার জন্য অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপি (AFM), অ্যাসাইলাম MFP-3D (অ্যাসাইলাম রিসার্চ, সান্তা বারবারা, সিএ) এবং AC260T প্রোব (অলিম্পাস, টোকিও, জাপান) ব্যবহার করা হয়েছিল। AFM স্ক্যানিং ফ্রিকোয়েন্সি ছিল ১ হার্জ, স্ক্যানিং এলাকা ছিল ৫ মাইক্রোমিটার × ৫ মাইক্রোমিটার এবং স্ক্যান লাইন ছিল ২৫৬টি। অ্যাসাইলাম সফটওয়্যার ব্যবহার করে সমস্ত ছবির প্রথম ক্রমের ইমেজ অ্যালাইনমেন্ট করা হয়েছিল (মাস্ক রেঞ্জ ১০০ ন্যানোমিটার, থ্রেশহোল্ড ১০০ পিকোমিটার)।
কণার জমাট বাঁধা এবং মাইকা পৃষ্ঠে অনিয়মিত ফোঁটা তৈরি হওয়া এড়াতে পরীক্ষার ফানেলটি সরানো হয়েছিল এবং মাইকা পৃষ্ঠটিকে কাউন্টার ইলেক্ট্রোড থেকে 2.0 সেমি দূরত্বে 120 সেকেন্ডের গড় সময়ের জন্য রাখা হয়েছিল। EWNS সরাসরি সদ্য কাটা মাইকার (টেড পেলা, রেডিং, সিএ) পৃষ্ঠে স্প্রে করা হয়েছিল। AFM স্পাটারিংয়ের ঠিক পরেই মাইকা পৃষ্ঠের ছবি। সদ্য কাটা অপরিবর্তিত মাইকার পৃষ্ঠের সংস্পর্শ কোণ 0° এর কাছাকাছি, তাই EVNS মাইকা পৃষ্ঠে একটি গম্বুজের আকারে ছড়িয়ে পড়ে। ছড়িয়ে পড়া ফোঁটাগুলির ব্যাস (a) এবং উচ্চতা (h) সরাসরি AFM টপোগ্রাফি থেকে পরিমাপ করা হয়েছিল এবং আমাদের পূর্বে যাচাইকৃত পদ্ধতি ব্যবহার করে EWNS গম্বুজাকৃতির বিস্তার আয়তন গণনা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। অনবোর্ড EWNS-এর একই আয়তন ধরে নিয়ে, সমীকরণ (2) ব্যবহার করে সমতুল্য ব্যাস গণনা করা যেতে পারে:
আমাদের পূর্বে বিকশিত পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, EWNS-এ স্বল্পস্থায়ী র‌্যাডিকেল মধ্যবর্তী পদার্থের উপস্থিতি শনাক্ত করার জন্য একটি ইলেকট্রন স্পিন রেজোন্যান্স (ESR) স্পিন ট্র্যাপ ব্যবহার করা হয়েছিল। DEPMPO(5-(ডাইইথোক্সিফসফোরিল)-5-মিথাইল-1-পাইরোলিন-N-অক্সাইড) (অক্সিস ইন্টারন্যাশনাল ইনকর্পোরেটেড, পোর্টল্যান্ড, ওরেগন)-এর একটি 235 mM দ্রবণযুক্ত একটি 650 μm মিজেট স্পারজার (এস গ্লাস, ভাইনল্যান্ড, এনজে)-এর মধ্য দিয়ে অ্যারোসল চালনা করা হয়েছিল। সমস্ত ESR পরিমাপ একটি ব্রুকার EMX স্পেকট্রোমিটার (ব্রুকার ইন্সট্রুমেন্টস ইনকর্পোরেটেড, বিলেরিকা, এমএ, ইউএসএ) এবং একটি ফ্ল্যাট প্যানেল সেল ব্যবহার করে করা হয়েছিল। ডেটা সংগ্রহ ও বিশ্লেষণের জন্য অ্যাকুইসিট সফটওয়্যার (ব্রুকার ইন্সট্রুমেন্টস ইনকর্পোরেটেড, বিলেরিকা, এমএ, ইউএসএ) ব্যবহার করা হয়েছিল। ROS-এর বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট অপারেটিং শর্তের [-6.5 kV, 4.0 cm] জন্য করা হয়েছিল। ইমপ্যাক্টরে EWNS-এর ক্ষয়ক্ষতি হিসাব করার পর SMPS ব্যবহার করে EWNS-এর ঘনত্ব পরিমাপ করা হয়েছিল।
205 ডুয়াল বিম ওজোন মনিটর™ (2B টেকনোলজিস, বোল্ডার, কলোরাডো)8,9,10 ব্যবহার করে ওজোনের মাত্রা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল।
সমস্ত EWNS বৈশিষ্ট্যের জন্য, গড় মানকে পরিমাপ মান হিসাবে এবং আদর্শ বিচ্যুতিকে পরিমাপ ত্রুটি হিসাবে ব্যবহার করা হয়। অপ্টিমাইজ করা EWNS অ্যাট্রিবিউটগুলোর মানকে বেস EWNS-এর সংশ্লিষ্ট মানগুলোর সাথে তুলনা করার জন্য টি-টেস্ট করা হয়েছিল।
চিত্র 2c-তে পূর্বে বিকশিত এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক প্রেসিপিটেশন (EPES) “পুল” সিস্টেম দেখানো হয়েছে যা পৃষ্ঠে EWNS-এর লক্ষ্যভিত্তিক সরবরাহের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। EPES এমন EVNS চার্জ ব্যবহার করে যা একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের প্রভাবে সরাসরি লক্ষ্যের পৃষ্ঠে “পরিচালিত” হতে পারে। EPES সিস্টেমের বিশদ বিবরণ পাইর্গিওটাকিস এট আল. 11-এর একটি সাম্প্রতিক প্রকাশনায় উপস্থাপন করা হয়েছে। এইভাবে, EPES একটি 3D প্রিন্টেড PVC চেম্বার নিয়ে গঠিত যার প্রান্তগুলি সরু এবং কেন্দ্রে 15.24 সেমি দূরত্বে দুটি সমান্তরাল স্টেইনলেস স্টিল (304 স্টেইনলেস স্টিল, মিরর কোটেড) ধাতব প্লেট রয়েছে। বোর্ডগুলি একটি বাহ্যিক উচ্চ ভোল্টেজ উৎসের (বারট্রান 205B-10R, স্পেলম্যান, হপপেজ, এনওয়াই) সাথে সংযুক্ত ছিল, নীচের প্লেটটি সর্বদা ধনাত্মক ভোল্টেজের সাথে এবং উপরের প্লেটটি সর্বদা গ্রাউন্ডের (ফ্লোটিং গ্রাউন্ড) সাথে সংযুক্ত ছিল। চেম্বারের দেয়ালগুলি অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল দিয়ে আবৃত, যা কণার ক্ষতি রোধ করার জন্য বৈদ্যুতিকভাবে গ্রাউন্ড করা থাকে। চেম্বারটিতে একটি সিল করা সামনের লোডিং দরজা রয়েছে, যা পরীক্ষার পৃষ্ঠতলগুলিকে প্লাস্টিকের স্ট্যান্ডের উপর রাখার সুযোগ দেয়। এই স্ট্যান্ডগুলি পৃষ্ঠতলগুলিকে নীচের ধাতব প্লেটের উপরে তুলে ধরে, ফলে উচ্চ ভোল্টেজের হস্তক্ষেপ এড়ানো যায়।
পরিশিষ্ট চিত্র S111-এ বিস্তারিতভাবে বর্ণিত পূর্বে বিকশিত একটি প্রোটোকল অনুসারে EPES-এ EWNS-এর অবক্ষেপণ দক্ষতা গণনা করা হয়েছিল।
নিয়ন্ত্রণ প্রকোষ্ঠ হিসেবে, EPES সিস্টেমের সাথে ধারাবাহিকভাবে একটি দ্বিতীয় নলাকার প্রবাহ প্রকোষ্ঠ সংযুক্ত করা হয়েছিল, যেখানে EWNS অপসারণের জন্য একটি মধ্যবর্তী HEPA ফিল্টার ব্যবহার করা হয়েছিল। চিত্র 2c-তে যেমন দেখানো হয়েছে, EWNS অ্যারোসল দুটি অন্তর্নির্মিত প্রকোষ্ঠের মধ্য দিয়ে পাম্প করা হয়েছিল। নিয়ন্ত্রণ কক্ষ এবং EPES-এর মধ্যবর্তী ফিল্টারটি অবশিষ্ট EWNS অপসারণ করে, যার ফলে তাপমাত্রা (T), আপেক্ষিক আর্দ্রতা (RH) এবং ওজোনের মাত্রা একই থাকে।
তাজা খাবারকে দূষিত করতে পারে এমন গুরুত্বপূর্ণ খাদ্যবাহিত অণুজীব পাওয়া গেছে, যেমন— ই. কোলাই (ATCC #27325), যা মলের মাধ্যমে শনাক্তযোগ্য; সালমোনেলা এন্টারিকা (ATCC #53647), যা একটি খাদ্যবাহিত রোগ সৃষ্টিকারী জীবাণু; লিস্টেরিয়া হার্মলেস (ATCC #33090), যা রোগ সৃষ্টিকারী লিস্টেরিয়া মনোসাইটোজিনেস-এর একটি বিকল্প এবং এটি ATCC (ম্যানাসাস, ভিএ) থেকে প্রাপ্ত; স্যাক্যারোমাইসিস সেরেভিসিয়া (ATCC #4098), যা খাবার নষ্টকারী ইস্টের একটি বিকল্প; এবং মাইকোব্যাকটেরিয়াম প্যারালাকি (ATCC #19686), যা একটি অধিক প্রতিরোধী নিষ্ক্রিয় ব্যাকটেরিয়া।
আপনার স্থানীয় বাজার থেকে এলোমেলোভাবে কিছু জৈব চেরি টমেটোর বাক্স কিনুন এবং ব্যবহারের আগ পর্যন্ত (সর্বোচ্চ ৩ দিন) ৪° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ফ্রিজে রাখুন। পরীক্ষামূলক টমেটোগুলো সবই একই আকারের ছিল, ব্যাস প্রায় ১/২ ইঞ্চি।
কালচার, ইনোকুলেশন, এক্সপোজার এবং কলোনি কাউন্ট প্রোটোকলগুলো আমাদের পূর্ববর্তী প্রকাশনায় এবং সাপ্লিমেন্টারি ডেটাতে বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করা হয়েছে। ইনোকুলেটেড টমেটোগুলোকে ৪৫ মিনিটের জন্য ৪০,০০০ #/cm³ হারে এক্সপোজ করে EWNS-এর কার্যকারিতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। সংক্ষেপে, t = ০ মিনিটে জীবিত অণুজীবগুলো মূল্যায়ন করার জন্য তিনটি টমেটো ব্যবহার করা হয়েছিল। তিনটি টমেটোকে EPES-এ রেখে ৪০,০০০ #/cc হারে EWNS-এর সংস্পর্শে আনা হয়েছিল (EWNS এক্সপোজড টমেটো) এবং বাকি তিনটি কন্ট্রোল চেম্বারে রাখা হয়েছিল (কন্ট্রোল টমেটো)। উভয় গ্রুপের টমেটোগুলোর কোনো অতিরিক্ত প্রক্রিয়াকরণ করা হয়নি। EWNS-এর প্রভাব মূল্যায়ন করার জন্য ৪৫ মিনিট পর EWNS-এক্সপোজড টমেটো এবং কন্ট্রোল টমেটোগুলো সরিয়ে নেওয়া হয়েছিল।
প্রতিটি পরীক্ষা তিনবার করে করা হয়েছিল। পরিপূরক তথ্যে বর্ণিত প্রোটোকল অনুযায়ী উপাত্ত বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
নিষ্ক্রিয়করণ প্রক্রিয়াগুলো মূল্যায়ন করা হয়েছিল বিকিরণ-প্রভাবিত EWNS নমুনা (৪০,০০০ #/cm³ EWNS অ্যারোসল ঘনত্বে ৪৫ মিনিট) এবং নিরীহ ব্যাকটেরিয়া E. coli, Salmonella enterica ও Lactobacillus-এর বিকিরণ-বিহীন নমুনার অধঃক্ষেপণের মাধ্যমে। কণাগুলোকে কক্ষ তাপমাত্রায় ২ ঘণ্টার জন্য ০.১ M সোডিয়াম ক্যাকোডিলেট বাফারে (pH ৭.৪) ২.৫% গ্লুটারালডিহাইড, ১.২৫% প্যারাফর্মালডিহাইড এবং ০.০৩% পिक्रিক অ্যাসিড দিয়ে স্থির করা হয়েছিল। ধোয়ার পর, ১% অসমিয়াম টেট্রোক্সাইড (OsO₄)/১.৫% পটাশিয়াম ফেরোসায়ানাইড (KFeCN₆) দিয়ে ২ ঘণ্টার জন্য পোস্ট-ফিক্স করা হয়, জলে ৩ বার ধোয়া হয় এবং ১% ইউরেনাইল অ্যাসিটেটে ১ ঘণ্টার জন্য ইনকিউবেট করা হয়, তারপর জলে দুবার ধোয়া হয়, এবং সবশেষে ৫০%, ৭০%, ৯০%, ১০০% অ্যালকোহলে ১০ মিনিটের জন্য ডিহাইড্রেট করা হয়। এরপর নমুনাগুলোকে ১ ঘণ্টার জন্য প্রোপিলিন অক্সাইডে রাখা হয় এবং প্রোপিলিন অক্সাইড ও TAAP ইপন (মারিভ্যাক কানাডা ইনকর্পোরেটেড, সেন্ট লরেন্ট, সিএ)-এর ১:১ মিশ্রণ দিয়ে সিক্ত করা হয়। নমুনাগুলোকে TAAB ইপনে স্থাপন করে ৬০°C তাপমাত্রায় ৪৮ ঘণ্টা ধরে পলিমারাইজ করা হয়। জমাট বাঁধা দানাদার রেজিনটি কেটে একটি প্রচলিত ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ JEOL 1200EX (জেওল, টোকিও, জাপান) ব্যবহার করে TEM-এর মাধ্যমে পর্যবেক্ষণ করা হয়, যা একটি AMT 2k CCD ক্যামেরা (অ্যাডভান্সড মাইক্রোস্কোপি টেকনিকস, কর্পোরেশন, ওবার্ন, ম্যাসাচুসেটস, ইউএসএ) দ্বারা সজ্জিত ছিল।
সমস্ত পরীক্ষা তিনবার করে করা হয়েছিল। প্রতিটি সময় বিন্দুর জন্য, ব্যাকটেরিয়াযুক্ত ধৌত দ্রবণ তিনবার করে স্থাপন করা হয়েছিল, যার ফলে প্রতি বিন্দুতে মোট নয়টি ডেটা পয়েন্ট পাওয়া যায়, যেগুলোর গড়কে সেই নির্দিষ্ট অণুজীবটির ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্ব হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছিল। পরিমাপ ত্রুটি হিসেবে আদর্শ বিচ্যুতি ব্যবহার করা হয়েছিল। সমস্ত পয়েন্টই গণনাযোগ্য।
t = 0 মিনিটের তুলনায় ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্বের হ্রাসের লগারিদম নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে গণনা করা হয়েছিল:
যেখানে C0 হলো সময় 0-তে (অর্থাৎ পৃষ্ঠতলটি শুকানোর পরে কিন্তু চেম্বারে রাখার আগে) নিয়ন্ত্রণ নমুনায় ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্ব এবং Cn হলো n মিনিট সংস্পর্শে থাকার পরে পৃষ্ঠতলে ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্ব।
৪৫ মিনিটের সংস্পর্শকালে ব্যাকটেরিয়ার স্বাভাবিক অবক্ষয়কে বিবেচনায় আনার জন্য, ৪৫ মিনিট পর নিয়ন্ত্রণের তুলনায় লগ হ্রাসও নিম্নরূপভাবে গণনা করা হয়েছিল:
যেখানে Cn হলো n সময়ে কন্ট্রোল নমুনায় ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্ব এবং Cn-Control হলো n সময়ে কন্ট্রোল ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্ব। ডেটা কন্ট্রোলের (কোনো EWNS এক্সপোজার নেই) তুলনায় লগ হ্রাস হিসাবে উপস্থাপন করা হয়েছে।
গবেষণাকালে, টেইলর কোণ গঠন, টেইলর কোণের স্থিতিশীলতা, EWNS উৎপাদনের স্থিতিশীলতা এবং পুনরুৎপাদনযোগ্যতার নিরিখে ভোল্টেজ এবং নিডল ও কাউন্টার ইলেকট্রোডের মধ্যবর্তী দূরত্বের বিভিন্ন সংমিশ্রণ মূল্যায়ন করা হয়েছিল। বিভিন্ন সংমিশ্রণ পরিপূরক সারণি S1-এ দেখানো হয়েছে। স্থিতিশীল এবং পুনরুৎপাদনযোগ্য বৈশিষ্ট্য (টেইলর কোণ, EWNS উৎপাদন এবং সময়ের সাথে স্থিতিশীলতা) প্রদর্শনকারী দুটি ক্ষেত্রকে ব্যাপক অধ্যয়নের জন্য নির্বাচন করা হয়েছিল। চিত্র ৩-এ উভয় ক্ষেত্রে ROS-এর চার্জ, আকার এবং পরিমাণের ফলাফল দেখানো হয়েছে। ফলাফলগুলো সারণি ১-এও সংক্ষিপ্ত আকারে দেওয়া হয়েছে। প্রসঙ্গত, চিত্র ৩ এবং সারণি ১ উভয়টিতেই পূর্বে সংশ্লেষিত নন-অপ্টিমাইজড EWNS8, 9, 10, 11 (বেসলাইন-EWNS)-এর বৈশিষ্ট্যগুলো অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। দ্বি-পার্শ্বীয় টি-টেস্ট ব্যবহার করে পরিসংখ্যানগত তাৎপর্যের গণনা পরিপূরক সারণি S2-এ পুনরায় প্রকাশ করা হয়েছে। এছাড়াও, অতিরিক্ত তথ্যের মধ্যে কাউন্টার ইলেকট্রোড স্যাম্পলিং হোলের ব্যাস (D) এবং গ্রাউন্ড ইলেকট্রোড ও টিপের মধ্যবর্তী দূরত্বের (L) প্রভাবের উপর করা গবেষণা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে (পরিপূরক চিত্র S2 এবং S3)।
(ac) AFM দ্বারা পরিমাপকৃত আকার বন্টন। (df) পৃষ্ঠতলের আধানের বৈশিষ্ট্য। (g) EPR-এর ROS বৈশিষ্ট্য নিরূপণ।
এটিও উল্লেখ করা গুরুত্বপূর্ণ যে, উপরোক্ত সমস্ত শর্তের জন্য, পরিমাপকৃত আয়নীকরণ প্রবাহ ছিল ২ থেকে ৬ μA-এর মধ্যে এবং ভোল্টেজ ছিল -৩.৮ থেকে -৬.৫ kV-এর মধ্যে, যার ফলে এই একক EWNS উৎপাদনকারী কন্ট্যাক্ট মডিউলটির বিদ্যুৎ খরচ ৫০ mW-এর কম ছিল। যদিও EWNS উচ্চ চাপে সংশ্লেষিত হয়েছিল, ওজোনের মাত্রা ছিল খুবই কম, যা কখনও ৬০ ppb অতিক্রম করেনি।
পরিপূরক চিত্র S4 যথাক্রমে [-6.5 kV, 4.0 cm] এবং [-3.8 kV, 0.5 cm] পরিস্থিতি দুটির জন্য অনুকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দেখায়। [-6.5 kV, 4.0 cm] এবং [-3.8 kV, 0.5 cm] পরিস্থিতি দুটির জন্য, ক্ষেত্রের গণনা যথাক্রমে 2 × 10⁵ V/m এবং 4.7 × 10⁵ V/m। এটি প্রত্যাশিত, কারণ দ্বিতীয় ক্ষেত্রে ভোল্টেজ-দূরত্বের অনুপাত অনেক বেশি।
চিত্র ৩ক,খ-তে AFM8 দিয়ে পরিমাপ করা EWNS-এর ব্যাস দেখানো হয়েছে। গণনা করা গড় EWNS ব্যাস ছিল যথাক্রমে [-৬.৫ kV, ৪.০ সেমি] এবং [-৩.৮ kV, ০.৫ সেমি] স্কিমের জন্য ২৭ nm এবং ১৯ nm। [-৬.৫ kV, ৪.০ সেমি] এবং [-৩.৮ kV, ০.৫ সেমি] সিনারিওগুলোর জন্য, ডিস্ট্রিবিউশনের জ্যামিতিক স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন হলো যথাক্রমে ১.৪১ এবং ১.৪৫, যা একটি সংকীর্ণ আকারের ডিস্ট্রিবিউশন নির্দেশ করে। গড় আকার এবং জ্যামিতিক স্ট্যান্ডার্ড ডেভিয়েশন উভয়ই বেসলাইন EWNS-এর খুব কাছাকাছি, যা যথাক্রমে ২৫ nm এবং ১.৪১। চিত্র ৩গ-তে একই পদ্ধতিতে এবং একই শর্তে পরিমাপ করা বেস EWNS-এর আকারের ডিস্ট্রিবিউশন দেখানো হয়েছে।
চিত্র 3d,e-তে চার্জ বৈশিষ্ট্যকরণের ফলাফল দেখানো হয়েছে। ডেটাগুলো হলো ঘনত্ব (#/cm³) এবং কারেন্ট (I)-এর ৩০টি একযোগে পরিমাপের গড়। বিশ্লেষণে দেখা যায় যে, EWNS-এর উপর গড় চার্জ যথাক্রমে [-6.5 kV, 4.0 cm] এবং [-3.8 kV, 0.5 cm]-এর জন্য 22 ± 6 e- এবং 44 ± 6 e-। বেসলাইন EWNS (10 ± 2 e-)-এর তুলনায় এদের পৃষ্ঠ চার্জ উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, যা [-6.5 kV, 4.0 cm] পরিস্থিতির চেয়ে দ্বিগুণ এবং [-3.8 kV, 0.5 cm] পরিস্থিতির চেয়ে চারগুণ বেশি। চিত্র 3f-এ বেসলাইন-EWNS-এর চার্জ ডেটা দেখানো হয়েছে।
EWNS সংখ্যার ঘনত্ব মানচিত্র (পরিপূরক চিত্র S5 এবং S6) থেকে দেখা যায় যে, [-6.5 kV, 4.0 cm] পরিস্থিতিতে [-3.8 kV, 0.5 cm] পরিস্থিতির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি কণা রয়েছে। এটিও লক্ষণীয় যে, EWNS সংখ্যার ঘনত্ব ৪ ঘন্টা পর্যন্ত পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল (পরিপূরক চিত্র S5 এবং S6), যেখানে EWNS উৎপাদনের স্থিতিশীলতা উভয় ক্ষেত্রেই কণার সংখ্যা ঘনত্বের একই স্তর দেখিয়েছে।
চিত্র 3g-তে [-6.5 kV, 4.0 cm] পরিসরে অপ্টিমাইজড EWNS কন্ট্রোল (ব্যাকগ্রাউন্ড) বিয়োগ করার পরের EPR স্পেকট্রাম দেখানো হয়েছে। ROS স্পেকট্রামগুলো পূর্বে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রের বেসলাইন-EWNS সিনারিওর সাথেও তুলনা করা হয়েছিল। স্পিন ট্র্যাপের সাথে বিক্রিয়াশীল EWNS-এর সংখ্যা 7.5 × 10⁴ EWNS/s গণনা করা হয়েছিল, যা পূর্বে প্রকাশিত বেসলাইন-EWNS⁸-এর অনুরূপ। EPR স্পেকট্রামগুলো স্পষ্টভাবে দুই ধরনের ROS-এর উপস্থিতি দেখিয়েছে, যেখানে O²⁻ ছিল প্রধান প্রজাতি এবং OH• ছিল অপেক্ষাকৃত কম পরিমাণে। এছাড়াও, পিকের তীব্রতার সরাসরি তুলনা করে দেখা গেছে যে বেসলাইন EWNS-এর তুলনায় অপ্টিমাইজড EWNS-এ ROS-এর পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল।
চিত্র ৪-এ EPES-এ EWNS-এর অবক্ষেপণ দক্ষতা দেখানো হয়েছে। উপাত্তগুলো সারণি I-তেও সংক্ষিপ্ত আকারে উপস্থাপন করা হয়েছে এবং মূল EWNS উপাত্তের সাথে তুলনা করা হয়েছে। EUNS-এর উভয় ক্ষেত্রেই, ৩.০ kV-এর মতো কম ভোল্টেজেও অবক্ষেপণ প্রায় ১০০%। সাধারণত, পৃষ্ঠতলের আধানের পরিবর্তন নির্বিশেষে, ১০০% অবক্ষেপণের জন্য ৩.০ kV যথেষ্ট। একই পরিস্থিতিতে, বেসলাইন-EWNS-এর অবক্ষেপণ দক্ষতা ছিল মাত্র ৫৬%, কারণ তাদের আধান কম ছিল (প্রতি EWNS-এ গড়ে ১০টি ইলেকট্রন)।
চিত্র ৫ এবং সারণি ২-এ, সর্বোত্তম মোডে [-৬.৫ kV, ৪.০ সেমি] প্রায় ৪০,০০০ #/সেমি³ EWNS-এর সংস্পর্শে ৪৫ মিনিট রাখার পর টমেটোর পৃষ্ঠে ইনোকুলেট করা অণুজীবগুলোর নিষ্ক্রিয়করণের মান সংক্ষিপ্তভাবে তুলে ধরা হয়েছে। ইনোকুলেট করা E. coli এবং Lactobacillus innocuous-এর ক্ষেত্রে ৪৫ মিনিটের সংস্পর্শে ৩.৮ লগ-এর একটি উল্লেখযোগ্য হ্রাস দেখা গেছে। একই পরিস্থিতিতে, S. enterica-এর ক্ষেত্রে ২.২-লগ হ্রাস, এবং S. cerevisiae ও M. parafortutum-এর ক্ষেত্রে ১.০-লগ হ্রাস দেখা গেছে।
ইলেকট্রন মাইক্রোগ্রাফ (চিত্র ৬) নিরীহ এসচেরিচিয়া কোলাই, স্ট্রেপ্টোকক্কাস এবং ল্যাকটোব্যাসিলাস কোষের উপর EWNS দ্বারা সৃষ্ট ভৌত পরিবর্তনসমূহ চিত্রিত করে, যা তাদের নিষ্ক্রিয়করণের দিকে পরিচালিত করে। নিয়ন্ত্রিত ব্যাকটেরিয়ার কোষঝিল্লি অক্ষত ছিল, অপরদিকে সংস্পর্শে আসা ব্যাকটেরিয়ার বহিঃঝিল্লি ক্ষতিগ্রস্ত হয়েছিল।
নিয়ন্ত্রিত এবং সংস্পর্শে আসা ব্যাকটেরিয়ার ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপিক চিত্রায়নে ঝিল্লির ক্ষতি প্রকাশ পেয়েছে।
অপ্টিমাইজ করা EWNS-এর ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কিত তথ্যগুলো সম্মিলিতভাবে দেখায় যে, পূর্বে প্রকাশিত EWNS বেসলাইন ডেটা8,9,10,11-এর তুলনায় EWNS-এর বৈশিষ্ট্যগুলো (পৃষ্ঠের চার্জ এবং ROS-এর পরিমাণ) উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে। অন্যদিকে, এদের আকার ন্যানোমিটার পরিসরেই রয়ে গেছে, যা পূর্বে রিপোর্ট করা ফলাফলের সাথে খুবই সাদৃশ্যপূর্ণ, এবং এর ফলে এরা দীর্ঘ সময় ধরে বাতাসে ভেসে থাকতে পারে। পর্যবেক্ষণকৃত পলিডিসপারসিটি ব্যাখ্যা করা যেতে পারে পৃষ্ঠের চার্জের পরিবর্তন, যা EWNS-এর আকার নির্ধারণ করে, র‍্যালে প্রভাবের এলোমেলো প্রকৃতি এবং সম্ভাব্য একত্রীকরণের মাধ্যমে। তবে, নিলসেন এট আল. 22-এর বিশদ বিবরণ অনুসারে, উচ্চ পৃষ্ঠের চার্জ কার্যকরভাবে জলের ফোঁটার পৃষ্ঠ শক্তি/টান বাড়িয়ে বাষ্পীভবন হ্রাস করে। আমাদের পূর্ববর্তী প্রকাশনা8-এ এই তত্ত্বটি মাইক্রোড্রপলেট 22 এবং EWNS-এর জন্য পরীক্ষামূলকভাবে নিশ্চিত করা হয়েছিল। সময়ের সাথে সাথে চার্জের হ্রাসও আকারকে প্রভাবিত করতে পারে এবং পর্যবেক্ষণকৃত আকারের বন্টনে অবদান রাখতে পারে।
এছাড়াও, পরিস্থিতিভেদে প্রতিটি কাঠামোর চার্জ প্রায় ২২-৪৪ e-, যা মৌলিক EWNS-এর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, যার প্রতিটি কাঠামোর গড় চার্জ ১০ ± ২ ইলেকট্রন। তবে, উল্লেখ্য যে এটি EWNS-এর গড় চার্জ। সেটো এট আল. দেখিয়েছেন যে চার্জটি অসমসত্ত্ব এবং একটি লগ-নরমাল ডিস্ট্রিবিউশন অনুসরণ করে²¹। আমাদের পূর্ববর্তী কাজের তুলনায়, পৃষ্ঠের চার্জ দ্বিগুণ করলে EPES সিস্টেমে জমা হওয়ার দক্ষতা দ্বিগুণ হয়ে প্রায় ১০০%¹¹-এ পৌঁছায়।