Nature.com-এ আসার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ। আপনি এমন একটি ব্রাউজার সংস্করণ ব্যবহার করছেন যেখানে CSS সাপোর্ট সীমিত। সর্বোত্তম অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি হালনাগাদ ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিচ্ছি (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে কম্প্যাটিবিলিটি মোড নিষ্ক্রিয় করুন)। এছাড়াও, নিরবচ্ছিন্ন সাপোর্ট নিশ্চিত করার জন্য, আমরা সাইটটি স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই প্রদর্শন করছি।
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)-এ সমৃদ্ধ, 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) নিরূপণ করা হয়েছিল। এছাড়াও, এদের জীবাণু নিষ্ক্রিয় করার ক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য জৈব আঙুর টমেটোর পৃষ্ঠে এসচেরিচিয়া কোলাই, সালমোনেলা এন্টারিকা, লিস্টেরিয়া ইনোকুয়া, মাইকোব্যাকটেরিয়াম প্যারা ফর্টিটাম এবং স্যাক্কারোমাইসিস সেরেভিসিয়ার মতো খাদ্য অণুজীব প্রবেশ করানো হয়েছিল। এখানে উপস্থাপিত ফলাফলগুলি প্রমাণ করে যে সংশ্লেষণের সময় EWNS-এর বৈশিষ্ট্যগুলিকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করা যেতে পারে, যার ফলে নিষ্ক্রিয়করণ দক্ষতা সূচকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। বিশেষত, পৃষ্ঠের চার্জ চারগুণ বৃদ্ধি পেয়েছে এবং ROS-এর পরিমাণ বেড়েছে। জীবাণু অপসারণের হার জীবাণুর উপর নির্ভরশীল ছিল এবং 40,000 #/cm³ EWNS-এর অ্যারোসল ডোজের সংস্পর্শে 45 মিনিট থাকার পর এর পরিসীমা ছিল 1.0 থেকে 3.8 লগ।
জীবাণুঘটিত দূষণ হলো রোগজীবাণু বা তাদের বিষাক্ত পদার্থ গ্রহণের ফলে সৃষ্ট খাদ্যবাহিত অসুস্থতার প্রধান কারণ। শুধুমাত্র মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রেই প্রতি বছর খাদ্যবাহিত অসুস্থতার কারণে 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 শতাংশের জন্য তাজা ফল ও সবজির বর্ধিত ব্যবহার দায়ী²। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে খাদ্যবাহিত রোগজীবাণু থেকে অসুস্থতা এবং 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 প্রধানত উৎপাদন শৃঙ্খলের সীমিত গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রণ বিন্দুতে (CCPs) প্রয়োগ করা হয় (সাধারণত ফসল তোলার পরে এবং/অথবা প্যাকেজিংয়ের সময়), অবিচ্ছিন্নভাবে প্রয়োগ করা হয় না, যার ফলে তাজা পণ্য ক্রস-কন্টামিনেশনের শিকার হয়⁷। খাদ্যবাহিত অসুস্থতা এবং খাদ্যের পচন আরও ভালোভাবে নিয়ন্ত্রণ করার জন্য জীবাণুনাশক ব্যবস্থা প্রয়োজন এবং খামার থেকে খাবার টেবিল পর্যন্ত পুরো প্রক্রিয়াজুড়ে এটি প্রয়োগ করার সম্ভাবনা রয়েছে। এর প্রভাব ও খরচ কম।
কৃত্রিম জল ন্যানোকাঠামো (EWNS) ব্যবহার করে পৃষ্ঠতলে এবং বাতাসে থাকা ব্যাকটেরিয়া নিষ্ক্রিয় করার জন্য সম্প্রতি একটি ন্যানোপ্রযুক্তি-ভিত্তিক রাসায়নিক-মুক্ত জীবাণুনাশক প্ল্যাটফর্ম তৈরি করা হয়েছে। EWNS সংশ্লেষণের জন্য দুটি সমান্তরাল প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়েছিল: ইলেক্ট্রোস্প্রে এবং জল আয়নীকরণ (চিত্র 1a)। পূর্বে দেখানো হয়েছে যে EWNS-এর এক অনন্য ভৌত এবং জৈবিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে8,9,10। EWNS-এর প্রতিটি কাঠামোতে গড়ে 10টি ইলেকট্রন এবং গড় ন্যানোমিটার 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 অণুজীব নিষ্ক্রিয় করে (চিত্র 1d)। এই পূর্ববর্তী গবেষণাগুলি আরও দেখিয়েছে যে EWNS পৃষ্ঠতলে এবং বাতাসে থাকা মাইকোব্যাকটেরিয়াসহ জনস্বাস্থ্যের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বিভিন্ন গ্রাম-নেগেটিভ এবং গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়ার সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে এবং সেগুলিকে নিষ্ক্রিয় করতে পারে8,9। ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি দেখিয়েছে যে কোষ পর্দার ভাঙনের কারণে এই নিষ্ক্রিয়করণ ঘটেছিল। এছাড়াও, তীব্র শ্বাসগ্রহণ সংক্রান্ত গবেষণায় দেখা গেছে যে EWNS-এর উচ্চ মাত্রা ফুসফুসের ক্ষতি বা প্রদাহ সৃষ্টি করে না8।
(ক) তরল ধারণকারী একটি কৈশিক নল এবং একটি কাউন্টার ইলেকট্রোডের মধ্যে উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে ইলেক্ট্রোস্প্রে ঘটে। (খ) উচ্চ ভোল্টেজ প্রয়োগের ফলে দুটি ভিন্ন ঘটনা ঘটে: (i) জলের ইলেক্ট্রোস্প্রেয়িং এবং (ii) EWNS-এ আবদ্ধ সক্রিয় অক্সিজেন প্রজাতি (আয়ন) তৈরি হওয়া। (গ) EWNS-এর অনন্য গঠন। (ঘ) EWNS তাদের ন্যানোস্কেল প্রকৃতির কারণে 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, নির্দিষ্ট স্থানে প্রয়োগের জন্য EWNS-এর পৃষ্ঠের চার্জকে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে একত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে। আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, প্রায় ৫০,০০০#/সেমি³ ঘনত্বে EWNS-এর সংস্পর্শে আসার ৯০ মিনিটের মধ্যে ই. কোলাই এবং লিস্টেরিয়ার মতো বিভিন্ন খাদ্য অণুজীবের বিরুদ্ধে জৈব টমেটোর কার্যকারিতায় প্রায় ১.৪ লগ হ্রাসের একটি আশাব্যঞ্জক প্রাথমিক ফলাফল পরিলক্ষিত হয়েছে। এছাড়াও, প্রাথমিক অর্গানোলেপটিক মূল্যায়ন পরীক্ষায় কন্ট্রোল টমেটোর তুলনায় কোনো অর্গানোলেপটিক প্রভাব দেখা যায়নি। যদিও এই প্রাথমিক নিষ্ক্রিয়করণের ফলাফল ৫০,০০০#/সিসি-এর মতো খুব কম EWNS ডোজেও খাদ্য সুরক্ষার প্রতিশ্রুতি দেয়, এটা স্পষ্ট যে সংক্রমণ এবং পচনের ঝুঁকি আরও কমাতে উচ্চতর নিষ্ক্রিয়করণ ক্ষমতা অধিকতর উপকারী হবে।
এখানে, আমরা একটি EWNS উৎপাদন প্ল্যাটফর্মের উন্নয়নের উপর আমাদের গবেষণা কেন্দ্রীভূত করব, যার মাধ্যমে সংশ্লেষণ প্যারামিটারগুলোকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করা যাবে এবং EWNS-এর ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলোকে অপ্টিমাইজ করে তাদের ব্যাকটেরিয়ারোধী ক্ষমতা বৃদ্ধি করা যাবে। বিশেষত, অপ্টিমাইজেশনের মূল লক্ষ্য হলো এদের পৃষ্ঠীয় চার্জ (নির্দিষ্ট লক্ষ্যভেদী সরবরাহ উন্নত করার জন্য) এবং ROS-এর পরিমাণ (নিষ্ক্রিয়করণের কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য) বৃদ্ধি করা। আধুনিক বিশ্লেষণাত্মক পদ্ধতি এবং সাধারণ খাদ্য অণুজীব যেমন E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae এবং M. parafortuitum ব্যবহার করে অপ্টিমাইজ করা ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলোর (আকার, চার্জ এবং ROS-এর পরিমাণ) চরিত্রায়ন করা হবে।
উচ্চ বিশুদ্ধতার জল (১৮ MΩ cm–1)-এর একযোগে ইলেক্ট্রোস্প্রেয়িং এবং আয়নীকরণের মাধ্যমে EVNS সংশ্লেষণ করা হয়েছিল। বৈদ্যুতিক অ্যাটোমাইজার ১২ সাধারণত তরল এবং নিয়ন্ত্রিত আকারের কৃত্রিম পলিমার ও সিরামিক কণা ১৩ এবং তন্তু ১৪-কে অ্যাটোমাইজ করতে 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 হয়। এই প্রক্রিয়ার সময়, দুটি ভিন্ন ঘটনা ঘটে: 1) ইলেক্ট্রোস্প্রে এবং 2) 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 অনুসারে ছোট ছোট কণায় বিভক্ত হতে থাকে। একই সময়ে, একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র কিছু জলের অণুকে বিভক্ত করে এবং ইলেকট্রন ত্যাগ করতে (আয়নীকরণ) বাধ্য করে, যার ফলে প্রচুর পরিমাণে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি (ROS)17 উৎপন্ন হয়। একই সাথে উৎপন্ন ROS18 প্যাকেটগুলি 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) সরবরাহ করা হয়েছিল। চিত্র ২খ-তে যেমন দেখানো হয়েছে, বোতলের ভেতরের বায়ুচাপ দ্বারা জলের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা হয়। সূঁচটি একটি টেফলন কনসোলের সাথে সংযুক্ত, যা কাউন্টার ইলেকট্রোড থেকে একটি নির্দিষ্ট দূরত্বে হাতে করে সামঞ্জস্য করা যায়। কাউন্টার ইলেকট্রোডটি হলো একটি পালিশ করা অ্যালুমিনিয়ামের চাকতি, যার মাঝখানে 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)। কণা সংগ্রহের মান হ্রাস করতে পারে এমন চার্জ জমা হওয়া এড়ানোর জন্য স্যাম্পলারের সমস্ত উপাদান বৈদ্যুতিকভাবে গ্রাউন্ড করা হয়েছে।
(ক) প্রকৌশলগত জল ন্যানোকাঠামো উৎপাদন ব্যবস্থা (EWNS)। (খ) স্যাম্পলার এবং ইলেক্ট্রোস্প্রে ইউনিটের 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 সমন্বয় বোঝাতে [V (kV), L (cm)] প্রতীকগুলি ব্যবহৃত হয়। একটি নির্দিষ্ট সেট [V, L]-এর স্থিতিশীল টেইলর শঙ্কু পাওয়ার জন্য জলের প্রবাহ সামঞ্জস্য করুন। এই গবেষণার উদ্দেশ্যে, কাউন্টার ইলেকট্রোডের অ্যাপারচার (D) ০.৫ ইঞ্চি (১.২৯ সেমি) নির্ধারণ করা 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।
আমাদের পূর্ববর্তী প্রকাশনা৯-এ বর্ণিত পদ্ধতি অনুসারে, EWNS উৎপাদন সিস্টেমের আউটপুট সরাসরি একটি স্ক্যানিং মোবিলিটি পার্টিকেল সাইজার (SMPS, মডেল 3936, TSI, শোরভিউ, মিনেসোটা)-এর সাথে সংযুক্ত করা হয়েছিল কণার সংখ্যা ঘনত্ব পরিমাপ করার জন্য এবং একটি ফ্যারাডে অ্যারোসল ইলেক্ট্রোমিটার (TSI, মডেল 3068B, শোরভিউ, ইউএসএ)-এর সাথে অ্যারোসল প্রবাহ পরিমাপ করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। SMPS এবং অ্যারোসল ইলেক্ট্রোমিটার উভয়ই 0.5 লিটার/মিনিট প্রবাহ হারে নমুনা সংগ্রহ করেছিল (মোট নমুনা প্রবাহ 1 লিটার/মিনিট)। কণার ঘনত্ব এবং অ্যারোসল ফ্লাক্স 120 সেকেন্ড ধরে পরিমাপ করা হয়েছিল। পরিমাপটি 30 বার পুনরাবৃত্তি করা হয়েছিল। বর্তমান পরিমাপ থেকে মোট অ্যারোসল চার্জ গণনা করা হয়, এবং সংগৃহীত EWNS কণার মোট সংখ্যা থেকে 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 সংখ্যা ঘনত্ব, এবং φEl হলো ইলেকট্রোমিটারে প্রবাহের হার।
যেহেতু আপেক্ষিক আর্দ্রতা (RH) পৃষ্ঠতলের আধানকে প্রভাবিত করে, তাই পরীক্ষা চলাকালীন তাপমাত্রা এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা যথাক্রমে ২১° সেলসিয়াস এবং ৪৫%-এ স্থির রাখা হয়েছিল।
ইডব্লিউএনএস-এর আকার এবং জীবনকাল পরিমাপ করার জন্য অ্যাটমিক ফোর্স মাইক্রোস্কোপি (এএফএম), অ্যাসাইলাম এমএফপি-৩ডি (অ্যাসাইলাম রিসার্চ, সান্তা বারবারা, সিএ) এবং এসি২৬০টি প্রোব (অলিম্পাস, টোকিও, জাপান) ব্যবহার করা হয়েছিল। এএফএম-এর স্ক্যান রেট ছিল ১ হার্জ এবং স্ক্যান এলাকা ছিল ৫ মাইক্রোমিটার × ৫ মাইক্রোমিটার, যেখানে ২৫৬টি স্ক্যান লাইন ছিল। অ্যাসাইলাম সফটওয়্যার ব্যবহার করে সমস্ত ছবির ফার্স্ট অর্ডার ইমেজ অ্যালাইনমেন্ট করা হয়েছিল (মাস্কের রেঞ্জ ছিল ১০০ ন্যানোমিটার এবং থ্রেশহোল্ড ছিল ১০০ পিকোমিটার)।
কণাগুলির একত্রীকরণ এবং মাইকা পৃষ্ঠে অনিয়মিত ফোঁটা তৈরি হওয়া এড়াতে স্যাম্পলিং ফানেলটি সরিয়ে ফেলুন এবং মাইকা পৃষ্ঠটিকে কাউন্টার ইলেক্ট্রোড থেকে 2.0 সেমি দূরত্বে গড়ে 120 সেকেন্ডের জন্য রাখুন। EWNS সরাসরি সদ্য কাটা মাইকা পৃষ্ঠে (টেড পেলা, রেডিং, সিএ) প্রয়োগ করা হয়েছিল। স্পাটারিংয়ের ঠিক পরেই, AFM ব্যবহার করে মাইকা পৃষ্ঠটি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। সদ্য কাটা অপরিবর্তিত মাইকার পৃষ্ঠের সংস্পর্শ কোণ 0° এর কাছাকাছি, তাই EWNS মাইকা পৃষ্ঠের উপর একটি গম্বুজাকৃতির আকারে ছড়িয়ে পড়ে20। ছড়িয়ে পড়া ফোঁটাগুলির ব্যাস (a) এবং উচ্চতা (h) সরাসরি AFM টপোগ্রাফি থেকে পরিমাপ করা হয়েছিল এবং আমাদের পূর্বে যাচাইকৃত পদ্ধতি8 ব্যবহার করে গম্বুজাকৃতির প্রসারণ আয়তন EWNS গণনা করতে ব্যবহৃত হয়েছিল। ধরে নেওয়া হয় যে অনবোর্ড EVNS-এর আয়তন একই, সমতুল্য ব্যাস সমীকরণ (2) থেকে গণনা করা যেতে পারে:
আমাদের পূর্বে বিকশিত পদ্ধতি অনুসারে, EWNS-এ স্বল্পস্থায়ী র‌্যাডিকেল মধ্যবর্তী পদার্থের উপস্থিতি শনাক্ত করার জন্য একটি ইলেকট্রন স্পিন রেজোন্যান্স (ESR) স্পিন ট্র্যাপ ব্যবহার করা হয়েছিল। অ্যারোসলগুলিকে ২৩৫ mM DEPMPO (5-(ডাইইথোক্সিফসফোরিল)-5-মিথাইল-1-পাইরোলিন-N-অক্সাইড) (অক্সিস ইন্টারন্যাশনাল ইনক., পোর্টল্যান্ড, ওরেগন) যুক্ত একটি দ্রবণের মধ্যে দিয়ে চালনা করা হয়েছিল। সমস্ত EPR পরিমাপ একটি ব্রুকার EMX স্পেকট্রোমিটার (ব্রুকার ইন্সট্রুমেন্টস ইনক., বিলেরিকা, এমএ, ইউএসএ) এবং ফ্ল্যাট সেল অ্যারে ব্যবহার করে করা হয়েছিল। ডেটা সংগ্রহ ও বিশ্লেষণের জন্য অ্যাকুইসিট সফটওয়্যার (ব্রুকার ইন্সট্রুমেন্টস ইনক., বিলেরিকা, এমএ, ইউএসএ) ব্যবহার করা হয়েছিল। ROS বৈশিষ্ট্য নিরূপণ শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট অপারেটিং শর্তের জন্য [-৬.৫ kV, ৪.০ cm] করা হয়েছিল। ইমপ্যাক্টরে EWNS-এর ক্ষয় বিবেচনায় নেওয়ার 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 ক্ষেত্রে, পরিমাপকৃত মান হলো পরিমাপগুলোর গড়, এবং পরিমাপের ত্রুটি হলো আদর্শ বিচ্যুতি। অপ্টিমাইজ করা EWNS অ্যাট্রিবিউটের মানের সাথে বেস EWNS-এর সংশ্লিষ্ট মানের তুলনা করার জন্য একটি টি-টেস্ট করা হয়েছিল।
চিত্র 2c-তে পূর্বে বিকশিত এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত একটি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক প্রেসিপিটেশন পাস থ্রু সিস্টেম (EPES) দেখানো হয়েছে যা পৃষ্ঠতলে EWNS11-কে লক্ষ্য করে নিক্ষেপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। EPES একটি শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে EWNS চার্জ ব্যবহার করে সরাসরি লক্ষ্যের পৃষ্ঠতলে "নির্দেশ" করে। EPES সিস্টেমের বিশদ বিবরণ পাইরগিওটাকিস এট আল.11-এর একটি সাম্প্রতিক প্রকাশনায় উপস্থাপন করা হয়েছে। এইভাবে, EPES একটি 3D প্রিন্টেড PVC চেম্বার নিয়ে গঠিত যার প্রান্তগুলি সরু এবং মাঝখানে 15.24 সেমি দূরত্বে দুটি সমান্তরাল স্টেইনলেস স্টিল (304 স্টেইনলেস স্টিল, আয়নার মতো পালিশ করা) ধাতব প্লেট রয়েছে। বোর্ডগুলি একটি বাহ্যিক উচ্চ ভোল্টেজ উৎসের (বারট্রান 205B-10R, স্পেলম্যান, হপপেজ, এনওয়াই) সাথে সংযুক্ত ছিল, নীচের বোর্ডটি সর্বদা ধনাত্মক এবং উপরের বোর্ডটি সর্বদা গ্রাউন্ডেড (ভাসমান) ছিল। চেম্বারের দেয়ালগুলি অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল দিয়ে আবৃত, যা কণার ক্ষতি রোধ করার জন্য বৈদ্যুতিকভাবে গ্রাউন্ডেড। চেম্বারটিতে একটি সিল করা সামনের লোডিং দরজা রয়েছে, যা পরীক্ষার পৃষ্ঠতলগুলিকে প্লাস্টিকের র‍্যাকে রাখার সুযোগ দেয় এবং উচ্চ ভোল্টেজের হস্তক্ষেপ এড়ানোর জন্য সেগুলিকে নীচের ধাতব প্লেট থেকে উপরে তুলে ধরে।
পরিশিষ্ট চিত্র S111-এ বিস্তারিতভাবে বর্ণিত পূর্বে বিকশিত একটি প্রোটোকল অনুসারে EPES-এ EWNS-এর অবক্ষেপণ দক্ষতা গণনা করা হয়েছিল।
একটি কন্ট্রোল চেম্বার হিসেবে, নলাকার চেম্বারের মধ্য দিয়ে দ্বিতীয় প্রবাহটিকে EWNS অপসারণের জন্য একটি মধ্যবর্তী HEPA ফিল্টার ব্যবহার করে EPES সিস্টেমের সাথে ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত করা হয়। চিত্র ২গ-তে যেমন দেখানো হয়েছে, EWNS অ্যারোসলকে ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত দুটি চেম্বারের মধ্য দিয়ে পাম্প করা হয়েছিল। কন্ট্রোল রুম এবং EPES-এর মধ্যবর্তী ফিল্টারটি অবশিষ্ট EWNS অপসারণ করে, যার ফলে তাপমাত্রা (T), আপেক্ষিক আর্দ্রতা (RH) এবং ওজোনের মাত্রা একই থাকে।
তাজা উৎপাদিত পণ্যকে দূষিত করতে পারে এমন গুরুত্বপূর্ণ খাদ্যবাহিত অণুজীব যেমন— এসচেরিচিয়া কোলাই (ATCC #27325), যা একটি মল-সূচক, সালমোনেলা এন্টারিকা (ATCC #53647), যা একটি খাদ্যবাহিত রোগ সৃষ্টিকারী জীবাণু, লিস্টেরিয়া ইনোকুয়া (ATCC #33090), যা রোগ সৃষ্টিকারী লিস্টেরিয়া মনোসাইটোজিনেস-এর একটি বিকল্প, স্যাক্কারোমাইসিস সেরেভিসিয়া (ATCC #4098), যা পচন সৃষ্টিকারী ইস্ট-এর একটি বিকল্প, এবং মাইকোব্যাকটেরিয়াম প্যারাফরচুইটাস (ATCC #19686), যা একটি অধিক প্রতিরোধী জীবন্ত ব্যাকটেরিয়া, এগুলো ATCC (ম্যানাসাস, ভার্জিনিয়া) থেকে সংগ্রহ করা হয়েছিল।
আপনার স্থানীয় বাজার থেকে এলোমেলোভাবে জৈব চেরি টমেটোর বাক্স কিনুন এবং ব্যবহারের আগ পর্যন্ত (সর্বোচ্চ ৩ দিন) ৪° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় ফ্রিজে রাখুন। পরীক্ষার জন্য প্রায় ১/২ ইঞ্চি ব্যাসের একটি নির্দিষ্ট আকারের টমেটো বেছে নিন।
ইনকিউবেশন, ইনোকুলেশন, এক্সপোজার এবং কলোনি গণনার প্রোটোকলগুলো আমাদের পূর্ববর্তী প্রকাশনাগুলোতে বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করা হয়েছে এবং সাপ্লিমেন্টারি ডেটা ১১-তে বিশদভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে। ইনোকুলেটেড টমেটোগুলোকে ৪৫ মিনিটের জন্য ৪০,০০০ #/cm³ হারে এক্সপোজ করে EWNS-এর কার্যকারিতা মূল্যায়ন করা হয়েছিল। সংক্ষেপে, t = ০ মিনিটে, বেঁচে থাকা অণুজীবগুলো মূল্যায়ন করার জন্য তিনটি টমেটো ব্যবহার করা হয়েছিল। তিনটি টমেটোকে EPES-এ রেখে ৪০,০০০ #/cc হারে EWNS-এর সংস্পর্শে আনা হয়েছিল (EWNS-এর সংস্পর্শে আসা টমেটো) এবং অন্য তিনটিকে কন্ট্রোল চেম্বারে রাখা হয়েছিল (কন্ট্রোল টমেটো)। টমেটোর কোনো গ্রুপকেই অতিরিক্ত কোনো প্রক্রিয়াকরণের অধীন করা হয়নি। EWNS-এর প্রভাব মূল্যায়ন করার জন্য ৪৫ মিনিট পর EWNS-এর সংস্পর্শে আসা টমেটো এবং কন্ট্রোলগুলো সরিয়ে নেওয়া হয়েছিল।
প্রতিটি পরীক্ষা তিনবার করে করা হয়েছিল। পরিপূরক তথ্যে বর্ণিত প্রোটোকল অনুযায়ী উপাত্ত বিশ্লেষণ করা হয়েছিল।
নিষ্ক্রিয়করণ প্রক্রিয়া মূল্যায়নের জন্য, EWNS-এর সংস্পর্শে আসা (৪৫ মিনিট, EWNS অ্যারোসল ঘনত্ব ৪০,০০০ #/সেমি³) এবং সংস্পর্শে না আসা E. coli, Enterobacter, এবং L. innocua ব্যাকটেরিয়ার নমুনাগুলোকে অধঃক্ষেপিত করা হয়েছিল। অধঃক্ষেপটিকে কক্ষ তাপমাত্রায় ২ ঘন্টার জন্য ০.১ M সোডিয়াম ক্যাকোডিলেট দ্রবণে (pH ৭.৪) ২.৫% গ্লুটারালডিহাইড, ১.২৫% প্যারাফর্মালডিহাইড এবং ০.০৩% পिक्रিক অ্যাসিডের একটি ফিক্সেটিভ দিয়ে স্থির করা হয়েছিল। ধোয়ার পর, সেগুলোকে ১% অসমিয়াম টেট্রোক্সাইড (OsO₄)/১.৫% পটাশিয়াম ফেরোসায়ানাইড (KFeCN₆) দিয়ে ২ ঘন্টার জন্য স্থির করা হয়, জল দিয়ে ৩ বার ধোয়া হয় এবং ১% ইউরেনাইল অ্যাসিটেটে ১ ঘন্টার জন্য ইনকিউবেট করা হয়, তারপর জল দিয়ে দুইবার ধোয়া হয়। পরবর্তীকালে ৫০%, ৭০%, ৯০%, এবং ১০০% অ্যালকোহলে প্রত্যেকটিতে ১০ মিনিট করে ডিহাইড্রেশন করা হয়। এরপর নমুনাগুলোকে ১ ঘণ্টার জন্য প্রোপিলিন অক্সাইডে রাখা হয় এবং প্রোপিলিন অক্সাইড ও TAAP ইপন (মারিভ্যাক কানাডা ইনক., 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 JEOL 1200EX (জেওল, টোকিও, জাপান) ব্যবহার করে TEM-এর মাধ্যমে পর্যবেক্ষণ করা হয়। এটি একটি প্রচলিত ট্রান্সমিশন ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপ, যা একটি AMT 2k CCD ক্যামেরা (অ্যাডভান্সড মাইক্রোস্কোপি টেকনিকস, কর্প., ওবার্ন, এমএ, ইউএসএ) দ্বারা সজ্জিত।
সমস্ত পরীক্ষা তিনবার করে করা হয়েছিল। প্রতিটি সময় বিন্দুর জন্য, ব্যাকটেরিয়া ধৌতকরণ নমুনা তিনবার করে প্লেট করা হয়েছিল, যার ফলে প্রতি বিন্দুতে মোট নয়টি ডেটা পয়েন্ট পাওয়া যায়, যেগুলোর গড়কে সেই নির্দিষ্ট জীবের জন্য ব্যাকটেরিয়ার ঘনত্ব হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল। পরিমাপের ত্রুটি হিসাবে 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 সংস্পর্শকালীন সময়ে ব্যাকটেরিয়ার স্বাভাবিক অবক্ষয়কে বিবেচনায় আনার জন্য, ৪৫ মিনিটে কন্ট্রোলের তুলনায় লগ-রিডাকশনও 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 কেস একটি সম্পূর্ণ গবেষণার জন্য নির্বাচন করা হয়েছিল। চিত্র ৩-এ দুটি কেসের জন্য ROS-এর চার্জ, আকার এবং পরিমাণের ফলাফল দেখানো হয়েছে। ফলাফলগুলো সারণি ১-এও সংক্ষিপ্ত আকারে দেওয়া হয়েছে। তথ্যের জন্য, চিত্র ৩ এবং সারণি ১-এ পূর্বে সংশ্লেষিত নন-অপ্টিমাইজড EWNS8, 9, 10, 11 (বেসলাইন-EWNS)-এর বৈশিষ্ট্যগুলো অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। একটি দ্বি-পুচ্ছ 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 নিডলের ডগার মধ্যবর্তী দূরত্বের (L) প্রভাবের উপর গবেষণা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে (পরিপূরক চিত্র S2 এবং S3)।
(ক–গ) এএফএম আকার বন্টন। (ঘ–চ) পৃষ্ঠতলের আধানের বৈশিষ্ট্য। (ছ) আর ও এস (ROS) এবং ই এস আর (ESR)-এর বৈশিষ্ট্য নিরূপণ।
এটিও উল্লেখ করা গুরুত্বপূর্ণ যে, উপরোক্ত সমস্ত শর্তের জন্য, পরিমাপকৃত আয়নীকরণ প্রবাহ ২-৬ µA পরিসরে ছিল এবং ভোল্টেজ -৩.৮ থেকে -৬.৫ kV পরিসরে ছিল, যার ফলে এই একক-টার্মিনাল EWNS উৎপাদন মডিউলের জন্য বিদ্যুৎ খরচ ৫০ mW-এর কম ছিল। যদিও EWNS উচ্চ চাপে সংশ্লেষিত হয়েছিল, ওজোনের মাত্রা খুব কম ছিল, যা কখনও ৬০ ppb অতিক্রম করেনি।
পরিপূরক চিত্র S4 যথাক্রমে [-6.5 kV, 4.0 cm] এবং [-3.8 kV, 0.5 cm] সিনারিওগুলোর জন্য সিমুলেটেড বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দেখায়। [-6.5 kV, 4.0 cm] এবং [-3.8 kV, 0.5 cm] সিনারিও অনুসারে ক্ষেত্রগুলো যথাক্রমে 2 × 10⁵ V/m এবং 4.7 × 10⁵ V/m হিসাবে গণনা করা হয়েছে। এটি প্রত্যাশিত, কারণ দ্বিতীয় ক্ষেত্রে ভোল্টেজ ও দূরত্বের অনুপাত অনেক বেশি।
চিত্র ৩ক,খ-তে AFM8 দিয়ে পরিমাপ করা EWNS-এর ব্যাস দেখানো হয়েছে। [-৬.৫ kV, ৪.০ সেমি] এবং [-৩.৮ kV, ০.৫ সেমি] পরিস্থিতি দুটির জন্য গড় EWNS ব্যাস যথাক্রমে ২৭ nm এবং ১৯ nm গণনা করা হয়েছে। [-৬.৫ kV, ৪.০ সেমি] এবং [-৩.৮ kV, ০.৫ সেমি] ক্ষেত্র দুটির জন্য বিন্যাসের জ্যামিতিক আদর্শ বিচ্যুতি যথাক্রমে ১.৪১ এবং ১.৪৫, যা একটি সংকীর্ণ আকার বিন্যাস নির্দেশ করে। গড় আকার এবং জ্যামিতিক আদর্শ বিচ্যুতি উভয়ই বেসলাইন-EWNS-এর খুব কাছাকাছি, যা যথাক্রমে ২৫ nm এবং ১.৪১। চিত্র ৩গ-তে একই পদ্ধতিতে এবং একই পরিস্থিতিতে পরিমাপ করা বেসলাইন EWNS-এর আকার বিন্যাস দেখানো হয়েছে।
চিত্র 3d,e-তে চার্জ বৈশিষ্ট্যায়নের 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 পৃষ্ঠের চার্জ উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি, যা [-6.5 kV, 4.0 cm] পরিস্থিতির দ্বিগুণ এবং [-3.8 kV, 0.5 cm]-এর চারগুণ। 3f-তে EWNS-এর মৌলিক পেমেন্টের ডেটা দেখানো হয়েছে।
EWNS সংখ্যা ঘনত্ব মানচিত্র (পরিপূরক চিত্র S5 এবং S6) থেকে দেখা যায় যে, [-6.5 kV, 4.0 cm] দৃশ্যে [-3.8 kV, 0.5 cm] দৃশ্যের তুলনায় কণার সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। এটিও উল্লেখ্য যে, EWNS সংখ্যা ঘনত্ব ৪ ঘন্টা পর্যন্ত পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল (পরিপূরক চিত্র S5 এবং S6), যেখানে উভয় ক্ষেত্রেই EWNS উৎপাদনের স্থিতিশীলতা একই স্তরের কণা সংখ্যা ঘনত্ব দেখিয়েছে।
চিত্র 3g-তে [-6.5 kV, 4.0 cm] পরিসরে অপ্টিমাইজড EWNS-এর জন্য কন্ট্রোল (ব্যাকগ্রাউন্ড) বিয়োগ করার পরের EPR স্পেকট্রাম দেখানো হয়েছে। ROS স্পেকট্রামটি পূর্বে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রের EWNS বেসলাইনের সাথেও তুলনা করা হয়েছে। স্পিন ট্র্যাপের সাথে বিক্রিয়াশীল EWNS-এর গণনাকৃত সংখ্যা হলো 7.5 × 10⁴ EWNS/s, যা পূর্বে প্রকাশিত বেসলাইন-EWNS8-এর অনুরূপ। EPR স্পেকট্রামগুলো স্পষ্টভাবে দুই ধরনের ROS-এর উপস্থিতি নির্দেশ করেছে, যেখানে O²⁻-এর প্রাধান্য ছিল, এবং OH• অল্প পরিমাণে উপস্থিত ছিল। এছাড়াও, পিকের তীব্রতার সরাসরি তুলনা থেকে দেখা গেছে যে বেসলাইন EWNS-এর তুলনায় অপ্টিমাইজড EWNS-এ ROS-এর পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ছিল।
চিত্র ৪-এ EPES-এ EWNS-এর জমা হওয়ার কার্যকারিতা দেখানো হয়েছে। ডেটাগুলো সারণি I-তেও সংক্ষিপ্ত আকারে দেওয়া হয়েছে এবং মূল EWNS ডেটার সাথে তুলনা করা হয়েছে। উভয় EUNS ক্ষেত্রেই, ৩.০ kV-এর মতো কম ভোল্টেজেও জমা হওয়ার পরিমাণ প্রায় ১০০% ছিল। সাধারণত, পৃষ্ঠের চার্জ পরিবর্তন নির্বিশেষে ১০০% জমা হওয়ার জন্য ৩.০ kV যথেষ্ট। একই পরিস্থিতিতে, কম চার্জের (প্রতি EWNS-এ গড়ে ১০টি ইলেকট্রন) কারণে বেসলাইন-EWNS-এর জমা হওয়ার কার্যকারিতা ছিল মাত্র ৫৬%।
চিত্র ৫ এবং সারণি ২-এ সর্বোত্তম পরিস্থিতিতে [-৬.৫ kV, ৪.০ সেমি] প্রায় ৪০,০০০ #/সেমি³ EWNS-এর সংস্পর্শে ৪৫ মিনিট রাখার পর টমেটোর পৃষ্ঠে ইনোকুলেট করা অণুজীবগুলোর নিষ্ক্রিয়করণের মাত্রা সংক্ষিপ্তভাবে তুলে ধরা হয়েছে। ইনোকুলেট করা E. coli এবং L. innocua-এর ক্ষেত্রে ৪৫ মিনিটের সংস্পর্শের পর ৩.৮ লগ-এর একটি উল্লেখযোগ্য হ্রাস দেখা গেছে। একই পরিস্থিতিতে, S. enterica-এর ক্ষেত্রে ২.২ লগ-এর একটি কম হ্রাস দেখা গেছে, যেখানে S. cerevisiae এবং M. parafortuitum-এর ক্ষেত্রে ১.০ লগ হ্রাস দেখা গেছে।
ইলেকট্রন মাইক্রোগ্রাফ (চিত্র ৬)-এ ই. কোলাই, সালমোনেলা এন্টারিকা এবং এল. ইনোকুয়া কোষে EWNS দ্বারা সৃষ্ট ভৌত পরিবর্তন দেখানো হয়েছে, 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 প্রকাশিত ফলাফলের সাথে খুবই সাদৃশ্যপূর্ণ, এবং এর ফলে এরা দীর্ঘ সময় ধরে বাতাসে ভেসে থাকতে পারে। পর্যবেক্ষণকৃত পলিডিসপারসিটি বা বহুমাত্রিকতাকে পৃষ্ঠের চার্জের পরিবর্তনের মাধ্যমে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যা EWNS-এর র‍্যালে প্রভাব, এলোমেলো ভাব এবং সম্ভাব্য একীভূত হওয়ার মাত্রা নির্ধারণ করে। তবে, নিলসেন প্রমুখের22 বিশদ বিবরণ অনুসারে, উচ্চ পৃষ্ঠের চার্জ কার্যকরভাবে জলের ফোঁটার পৃষ্ঠ শক্তি/টান বাড়িয়ে বাষ্পীভবন হ্রাস করে। এই তত্ত্বটি আমাদের পূর্ববর্তী প্রকাশনা8-এ মাইক্রোড্রপলেট22 এবং EWNS-এর জন্য পরীক্ষামূলকভাবে নিশ্চিত করা হয়েছিল। সময়ের সাথে সাথে চার্জের হ্রাসও আকারকে প্রভাবিত করতে পারে এবং পর্যবেক্ষণকৃত আকারের বিন্যাসে 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, এটি উল্লেখ্য যে এটি EWNS-এর গড় চার্জ। সেটো এট আল. দেখিয়েছেন যে চার্জ একরূপ নয় 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।