Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com.Chan eil ach beagan taic CSS aig an tionndadh brobhsair a tha thu a’ cleachdadh.Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brobhsair ùraichte (no cuir à comas Modh Co-chòrdalachd ann an Internet Explorer).Anns an eadar-ama, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, bheir sinn seachad an làrach gun stoidhlichean agus JavaScript.
Carousel a 'sealltainn trì sleamhnagan aig an aon àm.Cleachd na putanan Roimhe agus Air adhart gus gluasad tro thrì sleamhnagan aig an aon àm, no cleachd na putanan sleamhnag aig an deireadh gus gluasad tro thrì sleamhnagan aig an aon àm.
O chionn ghoirid, chaidh àrd-ùrlar antimicrobial gun cheimigean a leasachadh stèidhichte air nanoteicneòlas a’ cleachdadh nanostructures uisge fuadain (EWNS).Tha cosgais uachdar àrd aig EWNS agus tha iad làn de ghnè ocsaidean reactive (ROS) a dh’ fhaodas eadar-obrachadh le agus neo-ghnìomhachd grunn meanbh-fhàs-bheairtean, a’ toirt a-steach pathogens air an giùlan le biadh.An seo thathas a’ sealltainn gum faodar na feartan aca rè synthesis a ghleusadh agus a bharrachadh gus an comas antibacterial a leasachadh tuilleadh.Chaidh àrd-ùrlar obair-lann EWNS a dhealbhadh gus feartan EWNS a ghleusadh le bhith ag atharrachadh nam paramadairean synthesis.Caractachadh thogalaichean EWNS (cosgais, meud agus susbaint ROS) a’ cleachdadh dhòighean anailis ùr-nodha.A bharrachd air an sin, chaidh an luachadh airson an comas neo-ghnìomhachd microbial an aghaidh meanbh-fhàs-bheairtean air an giùlan le biadh leithid Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum agus Saccharomyces cerevisiae.Tha na toraidhean a tha air an taisbeanadh an seo a’ sealltainn gum faodar feartan EWNS a ghleusadh rè synthesis, a’ leantainn gu àrdachadh eas-chruthach ann an èifeachdas neo-ghnìomhachd.Gu sònraichte, mheudaich cosgais an uachdar le factar de cheithir agus mheudaich gnèithean ocsaidean reactive.Bha an ìre gluasaid microbial an urra ri microbial agus bha e eadar log 1.0 gu 3.8 às deidh nochdadh 45 mionaid air dòs aerosol de 40,000 #/cc EWNS.
Is e truailleadh microbial am prìomh adhbhar airson tinneas a tha air a ghiùlan le biadh air adhbhrachadh le bhith a’ toirt a-steach pathogens no na tocsainnean aca.Anns na Stàitean Aonaichte a-mhàin, bidh tinneas air a ghiùlan le biadh ag adhbhrachadh timcheall air 76 millean tinneas, 325,000 faighinn a-steach don ospadal, agus 5,000 bàs gach bliadhna1.A bharrachd air an sin, tha Roinn Àiteachais nan Stàitean Aonaichte (USDA) a’ dèanamh a-mach gu bheil barrachd caitheamh de thoraidhean ùra an urra ri 48% de na tinneasan air an giùlan le biadh anns na Stàitean Aonaichte2.Tha cosgais galair agus bàs air adhbhrachadh le pathogenan air an giùlan le biadh anns na Stàitean Aonaichte gu math àrd, air a mheas leis na h-Ionadan airson Smachd agus Bacadh Galar (CDC) aig còrr air US $ 15.6 billean gach bliadhna3.
An-dràsta, tha eadar-theachdan antimicrobial ceimigeach4, rèididheachd5 agus teirmeach6 gus dèanamh cinnteach à sàbhailteachd bìdh air an dèanamh sa mhòr-chuid aig puingean smachd èiginneach cuibhrichte (CCPan) air feadh an t-sèine cinneasachaidh (mar as trice às deidh buain agus / no aig àm pacaidh) seach gu leantainneach.mar sin, tha iad buailteach a bhith tar-thruailleadh.7. Tha smachd nas fheàrr air tinneas a tha air a ghiùlan le biadh agus milleadh bìdh a' cur feum air eadar-theachdan mì-mhicrobial a dh'fhaodar a chur an sàs thar leantainneachd tuathanas-gu-bòrd agus aig an aon àm a' lùghdachadh buaidh agus cosgaisean àrainneachdail.
O chionn ghoirid, chaidh àrd-ùrlar antimicrobial gun cheimigean, stèidhichte air nanicneòlas, a leasachadh a dh’ fhaodas bacteria uachdar agus adhair a chuir an gnìomh le bhith a’ cleachdadh nanostructures uisge fuadain (EWNS).Chaidh EWNS a cho-chur le bhith a’ cleachdadh dà phròiseas co-shìnte, electrospray agus ionization uisge (Fig. 1a).Tha sgrùdaidhean roimhe air sealltainn gu bheil seata sònraichte de fheartan fiosaigeach agus bith-eòlasach aig EWNS8,9,10.Tha cuibheas de 10 dealanan aig EWNS airson gach structar agus meud nanoscale cuibheasach de 25 nm (Fig. 1b,c)8,9,10.A bharrachd air an sin, sheall ath-shuidheachadh snìomh dealanach (ESR) gu bheil mòran de ghnèithean ocsaidean reactive (ROS), gu h-àraidh hydroxyl (OH•) agus superoxide (O2-) radicals (Fig. 1c)8 ann an EWNS.Tha EVNS san adhar airson ùine mhòr agus faodaidh e bualadh le meanbh-fhàs-bheairtean crochte san adhar agus an làthair air an uachdar, a ’lìbhrigeadh an cuid pàighidh ROS agus ag adhbhrachadh neo-ghnìomhachd meanbh-fhàs-bheairtean (Fig. 1d).Sheall na sgrùdaidhean tràth sin cuideachd gum faod EWNS eadar-obrachadh le agus cuir an gnìomh diofar bacteria gram-àicheil agus gram-dearbhach, nam measg mycobacteria, air uachdar agus san adhar.Sheall miocroscop dealanach tar-chuir gun robh an neo-ghnìomhachd air adhbhrachadh le aimhreit air an membran cealla.A bharrachd air an sin, tha sgrùdaidhean dian anailachaidh air sealltainn nach bi dòsan àrd de EWNS ag adhbhrachadh milleadh sgamhain no sèid 8 .
(a) Bidh electrospray a’ tachairt nuair a thèid bholtadh àrd a chuir an sàs eadar tiùb capillary anns a bheil leaghan agus counter-electrode.(b) Tha cleachdadh bruthadh àrd a’ leantainn gu dà iongantas eadar-dhealaichte: (i) frasadh uisge agus (ii) cruthachadh gnèithean ocsaidean reactive (ions) glaiste san EWNS.(c) Structar sònraichte EWNS.(d) Air sgàth an nàdur nanoscale, tha EWNS gu math gluasadach agus faodaidh iad eadar-obrachadh le pathogens adhair.
Chaidh comas àrd-ùrlar antimicrobial EWNS gus meanbh-fhàs-bheairtean bìdh a chuir an gnìomh air uachdar biadh ùr a dhearbhadh o chionn ghoirid.Chaidh a shealltainn cuideachd gum faodar cosgais uachdar EWNS ann an co-bhonn ri raon dealain a chleachdadh gus lìbhrigeadh cuimsichte a choileanadh.A bharrachd air an sin, bha toraidhean tòiseachaidh airson tomato organach às deidh foillseachadh 90 mionaid aig EWNS de mu 50,000 #/cm3 brosnachail, le grunn meanbh-fhàs-bheairtean air an giùlan le biadh leithid E. coli agus Listeria 11 air am faicinn.A bharrachd air an sin, cha do sheall deuchainnean tòiseachaidh organoleptic buaidh mothachaidh an coimeas ri smachd tomato.Ged a tha na toraidhean neo-ghnìomhachd tùsail seo brosnachail airson tagraidhean sàbhailteachd bìdh eadhon aig dòsan glè ìosal EWNS de 50,000 #/cc.faic, tha e soilleir gum biodh comas neo-ghnìomhachd nas àirde na bu bhuannachdaile gus an cunnart bho ghalaran agus milleadh a lughdachadh tuilleadh.
An seo, cuiridh sinn fòcas air an rannsachadh againn air leasachadh àrd-ùrlar ginealach EWNS gus mion-sgrùdadh a dhèanamh air paramadairean synthesis agus an fheum as fheàrr a dhèanamh de fheartan fiosaigeach EWNS gus an comas antibacterial a neartachadh.Gu sònraichte, tha optimization air fòcas a chuir air a bhith ag àrdachadh an cosgais uachdar (gus lìbhrigeadh cuimsichte a leasachadh) agus susbaint ROS (gus èifeachdas neo-ghnìomhachd a leasachadh).Dèan caractar air feartan fiosaigeach-ceimigeach làn-leasaichte (meud, cosgais agus susbaint ROS) a’ cleachdadh dhòighean anailis ùr-nodha agus cleachd meanbh-fhàs-bheairtean bìdh cumanta leithid E. .
Chaidh EVNS a cho-chur le bhith a’ frasadh dealan-dealanach agus ionachadh uisge fìor-ghlan (18 MΩ cm–1).Tha an nebulizer dealain 12 mar as trice air a chleachdadh airson atomization de lioftaichean agus synthesis de ghràinean polymer agus ceirmeag 13 agus snàithleach 14 de mheud fo smachd.
Mar a chaidh a mhìneachadh ann am foillseachaidhean roimhe 8, 9, 10, 11, ann an deuchainn àbhaisteach, chaidh bholtadh àrd a chuir an sàs eadar capillary meatailt agus dealan-aghaidh stèidhichte.Tron phròiseas seo, bidh dà iongantas eadar-dhealaichte a’ nochdadh: i) electrospray agus ii) ionachadh uisge.Tha raon dealain làidir eadar an dà electrod ag adhbhrachadh cosgaisean àicheil a bhith a’ togail suas air uachdar an uisge cho-dhlùthaichte, agus mar thoradh air an sin cruthaichear cònaichean Taylor.Mar thoradh air an sin, bidh boinneagan uisge le uallach mòr air an cruthachadh, a tha a’ leantainn air adhart a’ briseadh suas nam mìrean nas lugha, mar a tha ann an teòiridh Rayleigh16.Aig an aon àm, bidh raointean dealain làidir ag adhbhrachadh gum bi cuid de mholacilean uisge a’ sgoltadh agus a ’toirt air falbh dealanan (ionize), a tha a’ leantainn gu cruthachadh àireamh mhòr de ghnèithean ocsaidean reactive (ROS)17.Chaidh ROS18 a chaidh a chruthachadh aig an aon àm a chuairteachadh ann an EWNS (Fig. 1c).
Air fige.Tha 2a a’ sealltainn siostam ginealach EWNS a chaidh a leasachadh agus a chleachdadh ann an synthesis EWNS san sgrùdadh seo.Chaidh uisge fìor-ghlan a bha air a stòradh ann am botal dùinte a bhiadhadh tro phìob Teflon (trast-thomhas a-staigh 2 mm) a-steach do shnàthaid stàilinn stainless 30G (capillary meatailt).Tha sruthadh uisge air a smachdachadh le cuideam an èadhair taobh a-staigh a’ bhotal, mar a chithear ann am Figear 2b.Tha an t-snàthad air a chuir suas air consol Teflon agus faodar atharrachadh le làimh gu astar sònraichte bhon chunntair electrode.Is e diosc alùmanum snasta a th’ anns a’ chunntair dealain le toll sa mheadhan airson samplachadh.Fon electrod chunntair tha funail samplachaidh alùmanum, a tha ceangailte ris a’ chòrr den t-suidheachadh deuchainneach tro phort samplachaidh (Fig. 2b).Gus casg a chuir air togail chìsean a dh ’fhaodadh dragh a chuir air gnìomhachd sampler, tha a h-uile pàirt sampler stèidhichte le dealan.
(a) Siostam Gineadh Nanostructure Uisge Einnseanaichte (EWNS).(b) Tar-roinn den sampler agus electrospray, a’ sealltainn nam paramadairean as cudromaiche.(c) Suidheachadh deuchainneach airson neo-ghnìomhachd bacteria.
Tha an siostam ginealach EWNS a tha air a mhìneachadh gu h-àrd comasach air prìomh pharaimearan obrachaidh atharrachadh gus mion-sgrùdadh a dhèanamh air togalaichean EWNS.Atharraich an bholtadh gnìomhaichte (V), an astar eadar an t-snàthad agus an electrod counter (L), agus an sruth uisge (φ) tron ​​​​ribeal gus feartan EWNS a ghleusadh.An samhla air a chleachdadh airson measgachadh eadar-dhealaichte a riochdachadh: [V (kV), L (cm)].Atharraich sruth an uisge gus còn Taylor seasmhach fhaighinn de sheata sònraichte [V, L].Airson adhbharan an sgrùdaidh seo, chaidh trast-thomhas an fhosglaidh den chunntair dealain (D) a chumail aig 0.5 òirleach (1.29 cm).
Air sgàth geoimeatraidh cuibhrichte agus neo-chunbhalachd, chan urrainnear neart an raon dealain a thomhas bho na ciad phrionnsapalan.An àite sin, chaidh am bathar-bog QuickField ™ (Svendborg, an Danmhairg)19 a chleachdadh gus an raon dealain obrachadh a-mach.Chan eil an raon dealain èideadh, agus mar sin chaidh luach an raoin dealain aig bàrr an capillary a chleachdadh mar luach iomraidh airson diofar rèiteachaidhean.
Rè an sgrùdaidh, chaidh grunn mheasgachaidhean de bholtachd agus astar eadar an t-snàthad agus an dealan-aghaidh a mheasadh a thaobh cruthachadh còn Taylor, seasmhachd còn Taylor, seasmhachd cinneasachaidh EWNS, agus ath-riochdachadh.Tha diofar choimeasgaidhean air an sealltainn ann an Clàr Leasachail S1.
Bha toradh siostam ginealach EWNS ceangailte gu dìreach ri Mion-sgrùdaire Meud Sganaidh Gluasaid (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) airson tomhas dùmhlachd àireamh mìrean, a bharrachd air Electrometer Aerosol Faraday (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN).) airson sruthan aerosol a thomhas mar a chaidh a mhìneachadh san fhoillseachadh roimhe againn.Bha an dà chuid an SMPS agus an electrometer aerosol air an samplachadh aig ìre sruth de 0.5 L / min (sruth sampall iomlan 1 L / min).Chaidh an àireamh de ghràineanan agus an sruth aerosol a thomhas airson 120 diogan.Bidh an tomhas air ath-aithris 30 uair.Stèidhichte air tomhasan gnàthach, thathas a’ tomhas a’ chosgais aerosol iomlan agus thathas a’ meas a’ chosgais cuibheasach EWNS airson àireamh iomlan de ghràineanan EWNS taghte.Faodar cosgais cuibheasach EWNS obrachadh a-mach a’ cleachdadh Co-aontar (1):
far a bheil IEl na shruth tomhaiste, is e NSMPS an dùmhlachd didseatach air a thomhas leis an SMPS, agus is e φEl an ìre sruth gach electrometer.
Leis gu bheil taiseachd coimeasach (RH) a’ toirt buaidh air cosgais uachdar, chaidh teòthachd agus (RH) a chumail seasmhach rè an deuchainn aig 21 ° C agus 45%, fa leth.
Chaidh microscopaidh feachd atamach (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) agus probe AC260T (Olympus, Tokyo, Iapan) a chleachdadh gus meud agus beatha an EWNS a thomhas.B’ e tricead sganaidh AFM 1 Hz, b’ e an raon sganaidh 5 μm × 5 μm, agus loidhnichean scan 256.Bha na h-ìomhaighean uile fo smachd co-thaobhadh ìomhaigh òrdugh 1d a’ cleachdadh bathar-bog Asylum (raon masg 100 nm, stairsneach 100 pm).
Chaidh an funail deuchainn a thoirt air falbh agus chaidh an uachdar mica a chuir aig astar 2.0 cm bhon chunntair electrode airson ùine cuibheasach de 120 s gus cruinneachadh gràinean a sheachnadh agus cruthachadh boinneagan neo-riaghailteach air uachdar mica.Chaidh EWNS a spraeadh gu dìreach air uachdar mica a chaidh a ghearradh às ùr (Ted Pella, Redding, CA).Ìomhaigh de uachdar mica dìreach às deidh sputtering AFM.Tha ceàrn conaltraidh uachdar mica neo-atharraichte air a ghearradh às ùr faisg air 0 °, agus mar sin tha EVNS air a chuairteachadh air uachdar mica ann an cruth cruinneach.Chaidh trast-thomhas (a) agus àirde (h) de na boinneagan sgaoilte a thomhas gu dìreach bho chruth-tìre AFM agus chaidh an cleachdadh gus tomhas-lìonaidh sgaoilidh cromag EWNS obrachadh a-mach a’ cleachdadh ar dòigh a chaidh a dhearbhadh roimhe seo.Leis gu bheil an aon mheud aig an EWNS air bòrd, faodar an trast-thomhas co-ionann a thomhas a’ cleachdadh Co-aontar (2):
Stèidhichte air an dòigh a chaidh a leasachadh roimhe seo, chaidh ribe snìomh ath-shuidheachadh dealanach (ESR) a chleachdadh gus lorg gu robh eadar-mheadhanan radaigeach geàrr-ùine ann an EWNS.Chaidh aerosolas a thoirt a-steach tro sparger Midget 650 μm (Ace Glass, Vineland, NJ) anns an robh fuasgladh 235 mM de DEPMPO (5- (diethoxyphosphoryl) -5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc.).Portland, Oregon).Chaidh a h-uile tomhas ESR a dhèanamh a’ cleachdadh spectrometer Bruker EMX (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) agus cealla pannal rèidh.Chaidh am bathar-bog Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) a chleachdadh gus an dàta a chruinneachadh agus a sgrùdadh.Cha deach co-dhùnadh feartan an ROS a dhèanamh ach airson seata de chumhachan obrachaidh [-6.5 kV, 4.0 cm].Chaidh co-chruinneachaidhean EWNS a thomhas a’ cleachdadh an SMPS às deidh cunntas a thoirt air call EWNS anns an neach-buaidh.
Chaidh ìrean ozone a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh 205 Dual Beam Ozone Monitor ™ (2B Technologies, Boulder, Co) 8,9,10.
Airson a h-uile togalach EWNS, tha an luach cuibheasach air a chleachdadh mar an luach tomhais, agus tha an claonadh àbhaisteach air a chleachdadh mar mhearachd tomhais.Chaidh deuchainnean T a dhèanamh gus coimeas a dhèanamh eadar luachan nam buadhan EWNS làn-leasaichte le luachan co-fhreagarrach an EWNS bunaiteach.
Tha Figear 2c a’ sealltainn siostam “tarraing” frasadh electrostatach (EPES) a chaidh a leasachadh roimhe seo agus a dh’ fhaodar a chleachdadh airson lìbhrigeadh cuimsichte de EWNS aig an uachdar.Bidh EPES a’ cleachdadh chosgaisean EVNS a dh’ fhaodar a “stiùireadh” gu dìreach gu uachdar na targaid fo bhuaidh raon dealain làidir.Tha mion-fhiosrachadh mun t-siostam EPES air a thaisbeanadh ann am foillseachadh o chionn ghoirid le Pyrgiotakis et al.11.Mar sin, tha EPES air a dhèanamh suas de sheòmar PVC clò-bhuailte 3D le cinn le teip agus tha dà phlàta meatailt de stàilinn gun staoin (304 stàilinn gun staoin, còmhdaichte le sgàthan) sa mheadhan aig 15.24 cm bho chèile.Bha na bùird ceangailte ri stòr bholtachd àrd a-muigh (Betran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), bha a’ phlàta ìosal an-còmhnaidh ceangailte ri bholtadh dearbhach, agus bha am plàta àrd an-còmhnaidh ceangailte ris an talamh (talamh air bhog).Tha ballachan an t-seòmair còmhdaichte le foil alùmanum, a tha stèidhichte gu dealanach gus casg a chuir air call gràin.Tha doras luchdaidh aghaidh seulaichte aig an t-seòmar a leigeas le uachdar deuchainn a bhith air a chuir air ionadan plastaig a thogas iad os cionn a’ phlàta meatailt ìosal gus casg a chuir air bholtachd àrd a sheachnadh.
Chaidh èifeachdas tasgaidh EWNS ann an EPES a thomhas a rèir protocol a chaidh a leasachadh roimhe air a mhìneachadh ann am Figear Leasachail S111.
Mar sheòmar smachd, chaidh dàrna seòmar sruthadh siolandair a cheangal ann an sreath ris an t-siostam EPES, anns an deach sìoltachan eadar-mheadhanach HEPA a chleachdadh gus EWNS a thoirt air falbh.Mar a chithear ann am Figear 2c, chaidh aerosol EWNS a phumpadh tro dhà sheòmar togte.Bidh an sìoltachan eadar an seòmar smachd agus EPES a’ toirt air falbh EWNS sam bith a tha air fhàgail agus mar thoradh air an sin bidh an aon teòthachd (T), taiseachd coimeasach (RH) agus ìrean ozone.
Thathas air faighinn a-mach gu bheil meanbh-fhàs-bheairtean cudromach a tha air an giùlan le biadh a’ truailleadh biadhan ùra leithid E. coli (ATCC #27325), taisbeanair fecal, Salmonella enterica (ATCC #53647), pathogen air a ghiùlan le biadh, Listeria gun chron (ATCC #33090), ionaid airson Listeria monocytogenes pathogenic, a thàinig bho ATCC (Manassasasomy, VACC) a’ toirt a-steach SacC. , agus bacterium neo-ghnìomhach nas seasmhaiche, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
Ceannaich bogsaichean air thuaiream de thomata grape organach bhon mhargaidh ionadail agad agus fuaraich aig 4 ° C gus an tèid a chleachdadh (suas ri 3 latha).Bha na tomatoan deuchainneach uile den aon mheud, mu 1/2 òirleach ann an trast-thomhas.
Tha na protocolaidhean cultar, inoculation, foillseachadh, agus cunntas coloinidh air am mìneachadh anns an fhoillseachadh roimhe againn agus air a mhìneachadh anns an Dàta Leasachail.Chaidh èifeachdas EWNS a mheasadh le bhith a’ nochdadh tomatoan inoculated gu 40,000 #/cm3 airson 45 mionaidean.Ann an ùine ghoirid, chaidh trì tomatoan a chleachdadh gus na meanbh-fhàs-bheairtean a bha air fhàgail a mheasadh aig àm t = 0 min.Chaidh trì tomatoan a chuir ann an EPES agus chaidh am fosgladh gu EWNS aig 40,000 #/cc (tomata fosgailte EWNS) agus chaidh na trì eile a chuir anns an t-seòmar smachd (tomatoan smachd).Cha deach giollachd a bharrachd de tomato anns an dà bhuidheann a dhèanamh.Chaidh tomatoan fosgailte le EWNS agus tomatoan smachd a thoirt air falbh às deidh 45 mionaidean gus buaidh EWNS a mheasadh.
Chaidh gach deuchainn a dhèanamh ann an trì-fhillte.Chaidh mion-sgrùdadh dàta a dhèanamh a rèir a’ phròtacal a tha air a mhìneachadh ann an Dàta Leasachail.
Chaidh dòighean neo-ghnìomhachd a mheasadh le grùid de shampaill EWNS fosgailte (45 min aig dùmhlachd aerosol 40,000 #/cm3 EWNS) agus sampallan neo-irradiated de bacteria gun chron E. coli, Salmonella enterica agus Lactobacillus.Chaidh na mìrean a shuidheachadh ann an 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde agus 0.03% searbhag picric ann am bufair cacodylate sodium 0.1 M (pH 7.4) airson 2 uair aig teòthachd an t-seòmair.An dèidh a nighe, cuir air dòigh le 1% osmium tetroxide (OsO4) / 1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) airson 2 uair, nigh 3 tursan ann an uisge agus goir ann an 1% uranyl acetate airson 1 uair, an uair sin nighidh dà uair ann an uisge, an uair sin dehydrate a-steach airson 10 mionaidean ann an 50%, 70% alcol.Chaidh na sampallan an uairsin a chuir ann am propylene oxide airson 1 uair agus air an lìonadh le measgachadh 1: 1 de propylene oxide agus TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).Chaidh na sampallan a stèidheachadh ann an TAAB Epon agus polymerized aig 60 ° C airson 48 uairean.Chaidh an roisinn granular leigheasach a ghearradh agus fhaicinn le TEM a’ cleachdadh miocroscop dealanach tar-chuir gnàthach JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Iapan) uidheamaichte le camara AMT 2k CCD (Teicneòlasan Microscopy Adhartach, Corp., Woburn, Massachusetts, USA).
Chaidh a h-uile deuchainn a dhèanamh ann an trì-fhillte.Airson gach puing ùine, chaidh nighean bacterial a shìolachadh ann an trì-fhillte, agus mar thoradh air sin bha naoi puingean dàta gu h-iomlan gach puing, agus bha a’ chuibheasachd dhiubh sin air a chleachdadh mar cho-chruinneachadh bacterial airson a ’mheanbh-fhàs sònraichte sin.Chaidh an claonadh àbhaisteach a chleachdadh mar mhearachd tomhais.Tha a h-uile puing a’ cunntadh.
Chaidh logarithm an lughdachadh ann an dùmhlachd bacteria an coimeas ri t = 0 min a thomhas a’ cleachdadh na foirmle a leanas:
far a bheil C0 na chruinneachadh de bacteria anns an sampall smachd aig àm 0 (ie às deidh don uachdar tiormachadh ach mus tèid a chuir san t-seòmar) agus Cn mar an dùmhlachd de bacteria air an uachdar às deidh n mionaidean de nochdadh.
Gus cunntas a thoirt air truailleadh nàdarra bacteria rè an nochd 45-mionaid, chaidh an lùghdachadh log an coimeas ris an smachd às deidh 45 mionaidean a thomhas mar a leanas:
far a bheil Cn na cho-chruinneachadh bacteria anns an sampall smachd aig àm n agus is e Cn-Control an dùmhlachd de bacteria smachd aig àm n.Tha dàta air a thaisbeanadh mar lughdachadh log an coimeas ri smachd (gun nochdadh EWNS).
Rè an sgrùdaidh, chaidh grunn mheasgachaidhean de bholtachd agus astar eadar an t-snàthad agus an dealan-aghaidh a mheasadh a thaobh cruthachadh còn Taylor, seasmhachd còn Taylor, seasmhachd cinneasachaidh EWNS, agus ath-riochdachadh.Tha diofar choimeasgaidhean air an sealltainn ann an Clàr Leasachail S1.Chaidh dà chùis a’ sealltainn feartan seasmhach agus ath-riochdachadh (còn Taylor, ginealach EWNS, agus seasmhachd thar ùine) a thaghadh airson sgrùdadh coileanta.Air fige.Tha Figear 3 a’ sealltainn nan toraidhean airson cosgais, meud, agus susbaint ROS anns gach cùis.Tha na toraidhean cuideachd air an sealltainn ann an Clàr 1. Airson fiosrachadh, tha an dà chuid Figear 3 agus Clàr 1 a’ toirt a-steach feartan an EWNS8, 9, 10, 11 neo-leasaichte roimhe seo (bun-loidhne-EWNS).Tha àireamhachadh cudromachd staitistigeil a’ cleachdadh deuchainn-t dà-earbaill air an ath-fhoillseachadh ann an Clàr Leasachail S2.A bharrachd air an sin, tha dàta a bharrachd a’ toirt a-steach sgrùdaidhean air buaidh trast-thomhas toll samplachadh counter electrode (D) agus astar eadar dealan talmhainn agus tip (L) (Figearan Leasachail S2 agus S3).
(ac) Sgaoileadh meud air a thomhas le AFM.(df) Feart cosgais uachdar.(g) Comharrachadh ROS den EPR.
Tha e cuideachd cudromach cuimhneachadh, airson a h-uile suidheachadh gu h-àrd, gun robh an sruth ionization tomhaiste eadar 2 agus 6 μA agus bholtadh eadar -3.8 agus -6.5 kV, a’ leantainn gu caitheamh cumhachd nas lugha na 50 mW airson a’ mhodal conaltraidh ginealach EWNS singilte seo.Ged a chaidh EWNS a cho-chur fo chuideam àrd, bha ìrean ozone glè ìosal, gun a bhith nas àirde na 60 ppb.
Tha Figear Leasachail S4 a’ sealltainn nan raointean dealain samhlachail airson na suidheachaidhean [-6.5 kV, 4.0 cm] agus [-3.8 kV, 0.5 cm], fa leth.Airson na suidheachaidhean [-6.5 kV, 4.0 cm] agus [-3.8 kV, 0.5 cm], is e an àireamhachadh achaidh 2 × 105 V/m agus 4.7 × 105 V/m, fa leth.Tha dùil ri seo, oir anns an dàrna cùis tha an co-mheas bholtachd-astar mòran nas àirde.
Air fige.Tha 3a, b a’ sealltainn trast-thomhas EWNS air a thomhas leis an AFM8.B’ e na trast-thomhas cuibheasach àireamhaichte EWNS 27 nm agus 19 nm airson na sgeamaichean [-6.5 kV, 4.0 cm] agus [-3.8 kV, 0.5 cm], fa leth.Airson na suidheachaidhean [-6.5 kV, 4.0 cm] agus [-3.8 kV, 0.5 cm], is e claonaidhean àbhaisteach geoimeatrach nan sgaoilidhean 1.41 agus 1.45, fa leth, a’ nochdadh cuairteachadh meud cumhang.Tha an dà mheud meadhanach agus an claonadh àbhaisteach geoimeatrach gu math faisg air a’ bhun-loidhne EWNS, aig 25 nm agus 1.41, fa leth.Air fige.Tha 3c a’ sealltainn cuairteachadh meud a’ bhunait EWNS air a thomhas a’ cleachdadh an aon dòigh fo na h-aon chumhachan.
Air fige.3d, tha e a’ sealltainn toraidhean caractar cosgais.Is e dàta tomhasan cuibheasach de 30 tomhasan dùmhlachd aig an aon àm (#/cm3) agus sruth (I).Tha an sgrùdadh a’ sealltainn gur e a’ chìs chuibheasach air an EWNS 22 ± 6 e- agus 44 ± 6 e- airson [-6.5 kV, 4.0 cm] agus [-3.8 kV, 0.5 cm], fa leth.Tha cosgaisean uachdar gu math nas àirde aca an coimeas ri bun-loidhne EWNS (10 ± 2 e-), dà uair nas motha na an suidheachadh [-6.5 kV, 4.0 cm] agus ceithir tursan nas motha na an [-3 .8 kV, 0.5 cm].Tha Figear 3f a’ sealltainn a’ chìs.dàta airson Bun-loidhne-EWNS.
Bho na mapaichean dùmhlachaidh den àireamh EWNS (Figearan Leasachail S5 agus S6), chithear gu bheil mòran a bharrachd mhìrean anns an t-suidheachadh [-6.5 kV, 4.0 cm] na an suidheachadh [-3.8 kV, 0.5 cm].Is fhiach a bhith mothachail cuideachd gun deach sùil a chumail air dùmhlachd àireamh EWNS suas gu 4 uairean (Figearan Leasachail S5 agus S6), far an do sheall seasmhachd ginealach EWNS na h-aon ìrean de chruinneachadh àireamh gràin anns gach cùis.
Air fige.Tha 3g a’ sealltainn an speactram EPR às deidh toirt air falbh an smachd EWNS leasaichte (cùl-raon) aig [-6.5 kV, 4.0 cm].Chaidh na speactra ROS a choimeas cuideachd leis an t-suidheachadh Bun-loidhne-EWNS ann an obair a chaidh fhoillseachadh roimhe.Chaidh an àireamh de EWNS a bha ag ath-fhreagairt le ribeachan snìomh a thomhas mar 7.5 × 104 EWNS / s, a tha coltach ris an Baseline-EWNS8 a chaidh fhoillseachadh roimhe.Sheall an speactra EPR gu soilleir gu robh dà sheòrsa ROS ann, le O2- mar am prìomh ghnè agus OH• nas pailte.A bharrachd air an sin, sheall coimeas dìreach de na h-ìrean dian gu robh susbaint ROS gu math nas àirde aig an EWNS leasaichte an coimeas ris an EWNS bun-loidhne.
Air fige.Tha 4 a’ sealltainn èifeachdas tasgaidh EWNS ann an EPES.Tha geàrr-chunntas air an dàta cuideachd ann an Clàr I agus an coimeas ris an dàta tùsail EWNS.Airson gach cùis de EUNS, tha an tasgadh faisg air 100% eadhon aig bholtadh ìosal de 3.0 kV.Mar as trice, tha 3.0 kV gu leòr airson tasgadh 100%, ge bith dè an atharrachadh cosgais uachdar.Fo na h-aon chumhachan, cha robh èifeachdas tasgaidh Baseline-EWNS ach 56% air sgàth an cosgais nas ìsle (cuibheasach 10 dealanan gach EWNS).
Air fige.5 agus anns a' chlàr.2 a’ toirt geàrr-chunntas air luach neo-ghnìomhachd meanbh-fhàs-bheairtean a tha air an còmhdach air uachdar tomato às deidh dhaibh a bhith fosgailte do timcheall air 40,000 #/cm3 EWNS airson 45 mionaidean aig a’ mhodh as fheàrr [-6.5 kV, 4.0 cm].Sheall E. coli agus Lactobacillus inocuous neo-chiontach lùghdachadh mòr de 3.8 logaichean rè an nochd 45 mionaid.Fo na h-aon chumhachan, bha lùghdachadh 2.2-log aig S. enterica, agus bha lùghdachadh 1.0-log aig S. cerevisiae agus M. parafortutum.
Tha na micrographs eileagtronaigeach (Figear 6) a’ sealltainn na h-atharrachaidhean fiosaigeach a dh’ adhbharaich EWNS air ceallan Escherichia coli gun chron, Streptococcus, agus Lactobacillus a dh’ adhbhraich gun tèid an cur an sàs.Bha memblan cealla slàn aig na bacteria smachd, fhad ‘s a bha na bacteria fosgailte air milleadh a dhèanamh air membran a-muigh.
Nochd ìomhaighean microscopach de smachd agus bacteria fosgailte milleadh membran.
Tha an dàta air feartan fiosaigeach an EWNS leasaichte còmhla a’ sealltainn gun deach feartan (cosgais uachdar agus susbaint ROS) an EWNS a leasachadh gu mòr an coimeas ri dàta bun-loidhne EWNS a chaidh fhoillseachadh roimhe8,9,10,11.Air an làimh eile, dh'fhuirich am meud anns an raon nanometer, glè choltach ris na toraidhean a chaidh aithris roimhe, a 'leigeil leotha fuireach san adhar airson ùine mhòr.Faodar am polydispersity a chaidh fhaicinn a mhìneachadh le atharrachaidhean cosgais uachdar a tha a’ dearbhadh meud EWNS, air thuaiream buaidh Rayleigh, agus co-aonadh a dh’fhaodadh a bhith ann.Ach, mar a chaidh a mhìneachadh le Nielsen et al.22, bidh cosgais àrd uachdar a’ lughdachadh falmhachadh le bhith ag àrdachadh lùth uachdar / teannachadh an uisge a tha a’ tuiteam gu h-èifeachdach.Anns an fhoillseachadh roimhe8 againn chaidh an teòiridh seo a dhearbhadh gu deuchainneach airson microdroplets 22 agus EWNS.Faodaidh call cosgais rè ùine a bharrachd cuideachd buaidh a thoirt air meud agus cur ris an cuairteachadh meud a chaidh fhaicinn.