Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર.તમે જે બ્રાઉઝર સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો તે મર્યાદિત CSS સપોર્ટ ધરાવે છે.શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટ કરેલ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા Internet Explorer માં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો).આ દરમિયાન, સતત સમર્થન સુનિશ્ચિત કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટને રેન્ડર કરીશું.
તાજેતરમાં, કૃત્રિમ પાણીના નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ (EWNS) નો ઉપયોગ કરીને નેનો ટેકનોલોજી પર આધારિત રસાયણ-મુક્ત એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં આવ્યું છે.EWNS ની સપાટીનો ચાર્જ વધુ હોય છે અને તે પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS)થી સંતૃપ્ત હોય છે જે ખોરાકજન્ય પેથોજેન્સ સહિત સંખ્યાબંધ સુક્ષ્મજીવો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે અને તેને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે.અહીં તે બતાવવામાં આવ્યું છે કે સંશ્લેષણ દરમિયાન તેમના ગુણધર્મોને વધુ સારી રીતે ટ્યુન કરી શકાય છે અને તેમની એન્ટિબેક્ટેરિયલ ક્ષમતાને વધુ વધારવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે.EWNS પ્રયોગશાળા પ્લેટફોર્મ સંશ્લેષણ પરિમાણોને બદલીને EWNS ના ગુણધર્મોને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું.આધુનિક વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને EWNS ગુણધર્મો (ચાર્જ, કદ અને ROS ની સામગ્રી) ની લાક્ષણિકતા.વધુમાં, એસ્ચેરીચિયા કોલી, સાલ્મોનેલા એન્ટરિકા, લિસ્ટેરીયા નિરુપદ્રવી, માયકોબેક્ટેરિયમ પેરાએક્સિડેન્ટમ અને સેકરોમીસીસ સેરેવિસીયા જેવા ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવો સામે તેમની માઇક્રોબાયલ નિષ્ક્રિયતાની સંભવિતતા માટે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું.અહીં પ્રસ્તુત પરિણામો દર્શાવે છે કે EWNS ના ગુણધર્મો સંશ્લેષણ દરમિયાન ફાઇન ટ્યુન કરી શકાય છે, પરિણામે નિષ્ક્રિયતા કાર્યક્ષમતામાં ઘાતાંકીય વધારો થાય છે.ખાસ કરીને, સપાટીનો ચાર્જ ચારના પરિબળથી વધ્યો અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજનની પ્રજાતિઓ વધી.40,000 #/cc EWNS ના એરોસોલ ડોઝના 45 મિનિટના એક્સપોઝર પછી માઇક્રોબાયલ દૂર કરવાનો દર માઇક્રોબાયલી આધારિત હતો અને 1.0 થી 3.8 લોગ સુધીનો હતો.
જીવાણુઓ અથવા તેમના ઝેરના ઇન્જેશનને કારણે ખોરાકજન્ય બીમારીનું મુખ્ય કારણ માઇક્રોબાયલ દૂષણ છે.એકલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, ખોરાકજન્ય બીમારી લગભગ 76 મિલિયન બિમારીઓ, 325,000 હોસ્પિટલમાં દાખલ અને દર વર્ષે 5,000 મૃત્યુનું કારણ બને છે.વધુમાં, યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એગ્રીકલ્ચર (યુએસડીએ)નો અંદાજ છે કે યુનાઈટેડ સ્ટેટ્સ2માં નોંધાયેલી તમામ ખાદ્યજન્ય બિમારીઓમાંથી 48% માટે તાજી પેદાશોનો વધતો વપરાશ જવાબદાર છે.યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ખોરાકજન્ય પેથોજેન્સને કારણે થતા રોગ અને મૃત્યુની કિંમત ઘણી ઊંચી છે, જેનો અંદાજ સેન્ટર ફોર ડિસીઝ કંટ્રોલ એન્ડ પ્રિવેન્શન (CDC) દ્વારા દર વર્ષે US$15.6 બિલિયન કરતાં વધુ છે.
હાલમાં, ખાદ્ય સુરક્ષાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે રાસાયણિક4, રેડિયેશન5 અને થર્મલ6 એન્ટિમાઇક્રોબાયલ હસ્તક્ષેપો મોટે ભાગે ઉત્પાદન શૃંખલા (સામાન્ય રીતે લણણી પછી અને/અથવા પેકેજિંગ દરમિયાન) સાથે મર્યાદિત ક્રિટિકલ કંટ્રોલ પોઈન્ટ્સ (CCPs) પર સતત કરવાને બદલે હાથ ધરવામાં આવે છે.આમ, તેઓ ક્રોસ-પ્રદૂષણની સંભાવના ધરાવે છે.7. ખોરાકજન્ય બીમારી અને ખાદ્યપદાર્થોના બગાડના બહેતર નિયંત્રણ માટે એન્ટિમાઇક્રોબાયલ હસ્તક્ષેપોની જરૂર છે જે પર્યાવરણીય અસર અને ખર્ચમાં ઘટાડો કરતી વખતે ફાર્મ-ટુ-ટેબલ સાતત્યમાં સંભવિતપણે લાગુ કરી શકાય છે.
તાજેતરમાં, રાસાયણિક-મુક્ત, નેનોટેકનોલોજી-આધારિત એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં આવ્યું છે જે કૃત્રિમ પાણીના નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ (EWNS) નો ઉપયોગ કરીને સપાટી અને હવાના બેક્ટેરિયાને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે.EWNS બે સમાંતર પ્રક્રિયાઓ, ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે અને વોટર આયનાઇઝેશન (ફિગ. 1a) નો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.અગાઉના અભ્યાસો દર્શાવે છે કે EWNS પાસે ભૌતિક અને જૈવિક ગુણધર્મોનો અનન્ય સમૂહ છે 8,9,10.EWNS પાસે બંધારણ દીઠ સરેરાશ 10 ઇલેક્ટ્રોન અને સરેરાશ નેનોસ્કેલ કદ 25 nm (ફિગ. 1b,c)8,9,10 છે.વધુમાં, ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન રેઝોનન્સ (ESR) એ દર્શાવ્યું હતું કે EWNS માં મોટા પ્રમાણમાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS), મુખ્યત્વે હાઇડ્રોક્સિલ (OH•) અને સુપરઓક્સાઇડ (O2-) રેડિકલ (ફિગ. 1c)8 છે.EVNS લાંબા સમય સુધી હવામાં હોય છે અને હવામાં લટકેલા અને સપાટી પર હાજર રહેલા સૂક્ષ્મજીવો સાથે અથડાઈ શકે છે, તેમના ROS પેલોડને પહોંચાડે છે અને સૂક્ષ્મજીવોને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે (ફિગ. 1d).આ પ્રારંભિક અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે EWNS સપાટી પર અને હવામાં માયકોબેક્ટેરિયા સહિત વિવિધ ગ્રામ-નેગેટિવ અને ગ્રામ-પોઝિટિવ બેક્ટેરિયા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે અને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે.ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી દર્શાવે છે કે નિષ્ક્રિયકરણ કોષ પટલના વિક્ષેપને કારણે થયું હતું.વધુમાં, તીવ્ર ઇન્હેલેશન અભ્યાસો દર્શાવે છે કે EWNS ની ઊંચી માત્રા ફેફસાને નુકસાન અથવા બળતરા 8નું કારણ નથી.
(a) ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રવાહી ધરાવતી કેશિલરી ટ્યુબ અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે.(b) ઉચ્ચ દબાણનો ઉપયોગ બે અલગ-અલગ ઘટનાઓમાં પરિણમે છે: (i) પાણીનું ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રેઇંગ અને (ii) EWNS માં ફસાયેલી પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (આયનો) ની રચના.(c) EWNS ની અનન્ય રચના.(d) તેમના નેનોસ્કેલ સ્વભાવને કારણે, EWNS ખૂબ જ મોબાઈલ છે અને હવામાં ફેલાતા પેથોજેન્સ સાથે સંપર્ક કરી શકે છે.
તાજા ખોરાકની સપાટી પર ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવોને નિષ્ક્રિય કરવા માટે EWNS એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્લેટફોર્મની ક્ષમતા પણ તાજેતરમાં દર્શાવવામાં આવી છે.તે પણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સાથે સંયોજનમાં EWNS ના સપાટી ચાર્જનો ઉપયોગ લક્ષ્યાંકિત ડિલિવરી પ્રાપ્ત કરવા માટે થઈ શકે છે.વધુમાં, લગભગ 50,000 #/cm3 ના EWNS પર 90 મિનિટના એક્સપોઝર પછી ઓર્ગેનિક ટામેટાં માટેના પ્રારંભિક પરિણામો પ્રોત્સાહક હતા, જેમાં E. coli અને Listeria 11 જેવા વિવિધ ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવો જોવા મળ્યા હતા.વધુમાં, પ્રારંભિક ઓર્ગેનોલેપ્ટિક પરીક્ષણોએ નિયંત્રણ ટામેટાંની તુલનામાં કોઈ સંવેદનાત્મક અસરો દર્શાવી નથી.જોકે આ પ્રારંભિક નિષ્ક્રિયતા પરિણામો 50,000#/ccના ખૂબ ઓછા EWNS ડોઝ પર પણ ખાદ્ય સુરક્ષા એપ્લિકેશનો માટે પ્રોત્સાહક છે.જુઓ, તે સ્પષ્ટ છે કે ઉચ્ચ નિષ્ક્રિયતા સંભવિત ચેપ અને બગાડના જોખમને ઘટાડવા માટે વધુ ફાયદાકારક રહેશે.
અહીં, અમે EWNS જનરેશન પ્લેટફોર્મના વિકાસ પર અમારા સંશોધન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીશું જેથી સંશ્લેષણના પરિમાણોના ફાઇન ટ્યુનિંગ અને EWNS ના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મોને તેમની એન્ટિબેક્ટેરિયલ ક્ષમતા વધારવા માટે ઑપ્ટિમાઇઝેશનને સક્ષમ કરી શકાય.ખાસ કરીને, ઑપ્ટિમાઇઝેશન તેમના સપાટીના ચાર્જ (લક્ષિત ડિલિવરી સુધારવા માટે) અને ROS સામગ્રી (નિષ્ક્રિયતા કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે) વધારવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.આધુનિક વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ઑપ્ટિમાઇઝ ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મો (કદ, ચાર્જ અને આરઓએસ સામગ્રી) ની લાક્ષણિકતા બનાવો અને સામાન્ય ખાદ્ય સુક્ષ્મસજીવો જેમ કે E. નો ઉપયોગ કરો.
ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા પાણી (18 MΩ cm–1)ના એકસાથે ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રેઇંગ અને આયનીકરણ દ્વારા EVNS ને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.ઇલેક્ટ્રિક નેબ્યુલાઇઝર 12 નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પ્રવાહીના એટોમાઇઝેશન અને પોલિમર અને સિરામિક કણો 13 અને નિયંત્રિત કદના ફાઇબર 14 ના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
અગાઉના પ્રકાશનો 8, 9, 10, 11 માં વિગતવાર દર્શાવ્યા મુજબ, એક લાક્ષણિક પ્રયોગમાં, મેટલ કેશિલરી અને ગ્રાઉન્ડેડ કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું.આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, બે જુદી જુદી ઘટનાઓ થાય છે: i) ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે અને ii) પાણીનું આયનીકરણ.બે વિદ્યુતધ્રુવો વચ્ચેનું મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્ર કન્ડેન્સ્ડ પાણીની સપાટી પર નકારાત્મક ચાર્જનું નિર્માણ કરે છે, જેના પરિણામે ટેલર શંકુ બને છે.પરિણામે, અત્યંત ચાર્જ થયેલ પાણીના ટીપાઓ રચાય છે, જે રેલેઈ થિયરી16ની જેમ નાના કણોમાં વિભાજીત થવાનું ચાલુ રાખે છે.તે જ સમયે, મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્રો કેટલાક પાણીના અણુઓને વિભાજિત કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોન (આયનાઇઝ) ને છીનવી લે છે, જે મોટી માત્રામાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS)17 ની રચના તરફ દોરી જાય છે.એકસાથે જનરેટ થયેલ ROS18 EWNS (ફિગ. 1c) માં સમાવિષ્ટ હતું.
અંજીર પર.2a આ અભ્યાસમાં EWNS સંશ્લેષણમાં વિકસિત અને ઉપયોગમાં લેવાતી EWNS જનરેશન સિસ્ટમ બતાવે છે.બંધ બોટલમાં સંગ્રહિત શુદ્ધ પાણીને ટેફલોન ટ્યુબ (2 mm આંતરિક વ્યાસ) દ્વારા 30G સ્ટેનલેસ સ્ટીલની સોય (મેટલ કેશિલરી) માં ખવડાવવામાં આવતું હતું.આકૃતિ 2b માં બતાવ્યા પ્રમાણે પાણીનો પ્રવાહ બોટલની અંદરના હવાના દબાણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.સોય ટેફલોન કન્સોલ પર માઉન્ટ થયેલ છે અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડથી ચોક્કસ અંતર પર જાતે ગોઠવી શકાય છે.કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ એ પોલિશ્ડ એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક છે જેમાં સેમ્પલિંગ માટે કેન્દ્રમાં છિદ્ર હોય છે.કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડની નીચે એક એલ્યુમિનિયમ સેમ્પલિંગ ફનલ છે, જે સેમ્પલિંગ પોર્ટ (ફિગ. 2b) દ્વારા બાકીના પ્રાયોગિક સેટઅપ સાથે જોડાયેલ છે.ચાર્જ બિલ્ડ-અપ ટાળવા માટે કે જે સેમ્પલર ઓપરેશનમાં વિક્ષેપ લાવી શકે છે, બધા નમૂનાના ઘટકો ઇલેક્ટ્રિકલી ગ્રાઉન્ડેડ છે.
(a) એન્જિનિયર્ડ વોટર નેનોસ્ટ્રક્ચર જનરેશન સિસ્ટમ (EWNS).(b) સેમ્પલર અને ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રેનો ક્રોસ-સેક્શન, સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો દર્શાવે છે.(c) બેક્ટેરિયા નિષ્ક્રિયકરણ માટે પ્રાયોગિક સેટઅપ.
ઉપર વર્ણવેલ EWNS જનરેશન સિસ્ટમ EWNS પ્રોપર્ટીઝના ફાઈન ટ્યુનિંગને સરળ બનાવવા માટે મુખ્ય ઓપરેટિંગ પરિમાણોને બદલવામાં સક્ષમ છે.EWNS લાક્ષણિકતાઓને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે લાગુ વોલ્ટેજ (V), સોય અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ (L) વચ્ચેનું અંતર અને કેશિલરી દ્વારા પાણીનો પ્રવાહ (φ) ગોઠવો.વિવિધ સંયોજનોનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે વપરાયેલ પ્રતીક: [V (kV), L (cm)].ચોક્કસ સમૂહ [V, L] ના સ્થિર ટેલર શંકુ મેળવવા માટે પાણીના પ્રવાહને સમાયોજિત કરો.આ અભ્યાસના હેતુઓ માટે, કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ (D) ના છિદ્ર વ્યાસને 0.5 ઇંચ (1.29 સેમી) રાખવામાં આવ્યો હતો.
મર્યાદિત ભૂમિતિ અને અસમપ્રમાણતાને લીધે, પ્રથમ સિદ્ધાંતોથી ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની શક્તિની ગણતરી કરી શકાતી નથી.તેના બદલે, QuickField™ સોફ્ટવેર (Svendborg, Denmark)19 નો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડની ગણતરી કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.વિદ્યુત ક્ષેત્ર એકસમાન નથી, તેથી રુધિરકેશિકાની ટોચ પરના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રનું મૂલ્ય વિવિધ રૂપરેખાંકનો માટે સંદર્ભ મૂલ્ય તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
અભ્યાસ દરમિયાન, સોય અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના વોલ્ટેજ અને અંતરના કેટલાક સંયોજનોનું ટેલર શંકુ નિર્માણ, ટેલર શંકુ સ્થિરતા, EWNS ઉત્પાદન સ્થિરતા અને પુનઃઉત્પાદનક્ષમતાના સંદર્ભમાં મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું.પૂરક કોષ્ટક S1 માં વિવિધ સંયોજનો દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
EWNS જનરેશન સિસ્ટમનું આઉટપુટ પાર્ટિકલ નંબર કોન્સન્ટ્રેશન મેઝરમેન્ટ માટે સ્કેનિંગ મોબિલિટી પાર્ટિકલ સાઈઝ એનાલાઈઝર (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) સાથે તેમજ એરોસોલ ફેરાડે ઈલેક્ટ્રોમીટર (TSI, મોડલ 3068B, MN) સાથે સીધું જોડાયેલું હતું.) એરોસોલ પ્રવાહો માટે અમારા અગાઉના પ્રકાશનમાં વર્ણવ્યા પ્રમાણે માપવામાં આવ્યું હતું.SMPS અને એરોસોલ ઇલેક્ટ્રોમીટર બંને 0.5 L/min ના પ્રવાહ દરે નમૂના લેવામાં આવ્યા છે (કુલ નમૂનાનો પ્રવાહ 1 L/min).કણોની સંખ્યા સાંદ્રતા અને એરોસોલ પ્રવાહ 120 સેકન્ડ માટે માપવામાં આવ્યો હતો.માપન 30 વખત પુનરાવર્તિત થાય છે.વર્તમાન માપનના આધારે, કુલ એરોસોલ ચાર્જની ગણતરી કરવામાં આવે છે અને પસંદ કરેલ EWNS કણોની આપેલ કુલ સંખ્યા માટે સરેરાશ EWNS ચાર્જનો અંદાજ છે.EWNS ની સરેરાશ કિંમત સમીકરણ (1) નો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:
જ્યાં IEl એ માપેલ વર્તમાન છે, NSMPS એ SMPS સાથે માપવામાં આવતી ડિજિટલ સાંદ્રતા છે, અને φEl એ ઇલેક્ટ્રોમીટર દીઠ પ્રવાહ દર છે.
કારણ કે સાપેક્ષ ભેજ (RH) સપાટીના ચાર્જને અસર કરે છે, પ્રયોગ દરમિયાન તાપમાન અને (RH) અનુક્રમે 21°C અને 45% પર સ્થિર રાખવામાં આવ્યા હતા.
EWNS ના કદ અને જીવનકાળને માપવા માટે એટોમિક ફોર્સ માઈક્રોસ્કોપી (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) અને AC260T પ્રોબ (Olympus, Tokyo, Japan) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.AFM સ્કેનિંગ ફ્રીક્વન્સી 1 Hz હતી, સ્કેનિંગ એરિયા 5 μm × 5 μm અને 256 સ્કેન લાઇન્સ હતી.તમામ છબીઓ એસાયલમ સોફ્ટવેર (માસ્ક રેન્જ 100 nm, થ્રેશોલ્ડ 100 pm) નો ઉપયોગ કરીને 1લી ક્રમની છબી ગોઠવણીને આધિન હતી.
પરીક્ષણ ફનલ દૂર કરવામાં આવી હતી અને અભ્રકની સપાટી પર કણોના એકત્રીકરણ અને અનિયમિત ટીપાંની રચનાને ટાળવા માટે કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડથી 2.0 સે.મી.ના અંતરે 120 સેકન્ડના સરેરાશ સમય માટે મીકા સપાટી મૂકવામાં આવી હતી.EWNS ને તાજા કાપેલા અભ્રક (ટેડ પેલા, રેડિંગ, CA) ની સપાટી પર સીધું જ છાંટવામાં આવ્યું હતું.AFM સ્પુટરિંગ પછી તરત જ મીકા સપાટીની છબી.તાજા કાપેલા અસંશોધિત અભ્રકની સપાટીનો સંપર્ક કોણ 0° ની નજીક છે, તેથી EVNS એ અભ્રકની સપાટી પર ગુંબજના રૂપમાં વિતરિત થાય છે.ડિફ્યુઝિંગ ટીપુંનો વ્યાસ (a) અને ઊંચાઈ (h) સીધા AFM ટોપોગ્રાફીથી માપવામાં આવ્યો હતો અને અમારી અગાઉ માન્ય પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને EWNS ગુંબજવાળા પ્રસાર વોલ્યુમની ગણતરી કરવા માટે વપરાય છે.ઓનબોર્ડ EWNS સમાન વોલ્યુમ ધરાવે છે એમ માનીને, સમકક્ષ વ્યાસની ગણતરી સમીકરણ (2) નો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે:
અમારી અગાઉ વિકસિત પદ્ધતિના આધારે, EWNS માં અલ્પજીવી રેડિકલ ઇન્ટરમીડિયેટ્સની હાજરી શોધવા માટે ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન રેઝોનન્સ (ESR) સ્પિન ટ્રેપનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.DEPMPO(5-(ડાઇથોક્સીફોસ્ફોરીલ)-5-મિથાઈલ-1-પાયરોલિન-એન-ઓક્સાઈડ) (ઓક્સીસ ઈન્ટરનેશનલ ઈન્ક.) નું 235 એમએમ સોલ્યુશન ધરાવતા 650 μm મિજેટ સ્પાર્જર (Ace Glass, Vineland, NJ) દ્વારા એરોસોલ્સને બબલ કરવામાં આવ્યા હતા.પોર્ટલેન્ડ, ઓરેગોન).તમામ ESR માપન એક Bruker EMX સ્પેક્ટ્રોમીટર (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) અને ફ્લેટ પેનલ સેલનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યું હતું.એક્વિઝિટ સોફ્ટવેર (બ્રુકર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ ઇન્ક. બિલેરિકા, એમએ, યુએસએ) નો ઉપયોગ ડેટા એકત્રિત કરવા અને તેનું વિશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.ROS ની લાક્ષણિકતાઓનું નિર્ધારણ માત્ર ઓપરેટિંગ શરતો [-6.5 kV, 4.0 cm] માટે કરવામાં આવ્યું હતું.અસરકર્તામાં EWNS નુકસાન માટે એકાઉન્ટિંગ કર્યા પછી SMPS નો ઉપયોગ કરીને EWNS સાંદ્રતા માપવામાં આવી હતી.
205 ડ્યુઅલ બીમ ઓઝોન મોનિટર™ (2B ટેક્નોલોજી, બોલ્ડર, કો)8,9,10 નો ઉપયોગ કરીને ઓઝોન સ્તરનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
તમામ EWNS ગુણધર્મો માટે, સરેરાશ મૂલ્યનો ઉપયોગ માપન મૂલ્ય તરીકે થાય છે, અને પ્રમાણભૂત વિચલન માપન ભૂલ તરીકે વપરાય છે.T-પરીક્ષણો બેઝ EWNS ના અનુરૂપ મૂલ્યો સાથે ઑપ્ટિમાઇઝ EWNS લક્ષણોના મૂલ્યોની તુલના કરવા માટે કરવામાં આવ્યા હતા.
આકૃતિ 2c અગાઉ વિકસિત અને લાક્ષણિકતા ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક અવક્ષેપ (EPES) "પુલ" સિસ્ટમ દર્શાવે છે જેનો ઉપયોગ સપાટી પર EWNS ની લક્ષિત ડિલિવરી માટે થઈ શકે છે.EPES EVNS ચાર્જનો ઉપયોગ કરે છે જે મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડના પ્રભાવ હેઠળ લક્ષ્યની સપાટી પર સીધા "માર્ગદર્શિત" થઈ શકે છે.EPES સિસ્ટમની વિગતો Pyrgiotakis et al દ્વારા તાજેતરના પ્રકાશનમાં રજૂ કરવામાં આવી છે.11આમ, EPESમાં 3D પ્રિન્ટેડ PVC ચેમ્બરનો સમાવેશ થાય છે જેમાં ટેપર્ડ છેડા હોય છે અને તેમાં બે સમાંતર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ (304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, મિરર કોટેડ) મેટલ પ્લેટો કેન્દ્રમાં 15.24 સેમીના અંતરે હોય છે.બોર્ડ્સ બાહ્ય ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત (બર્ટ્રેન 205B-10R, સ્પેલમેન, હૌપૌજ, એનવાય) સાથે જોડાયેલા હતા, નીચેની પ્લેટ હંમેશા હકારાત્મક વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ હતી, અને ટોચની પ્લેટ હંમેશા જમીન (ફ્લોટિંગ ગ્રાઉન્ડ) સાથે જોડાયેલ હતી.ચેમ્બરની દિવાલો એલ્યુમિનિયમ ફોઇલથી ઢંકાયેલી હોય છે, જે કણોની ખોટ અટકાવવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલી ગ્રાઉન્ડેડ હોય છે.ચેમ્બરમાં સીલબંધ ફ્રન્ટ લોડિંગ દરવાજો છે જે ઉચ્ચ વોલ્ટેજના દખલને ટાળવા માટે પ્લાસ્ટિક સ્ટેન્ડ પર પરીક્ષણ સપાટીઓ મૂકવાની મંજૂરી આપે છે જે તેમને નીચેની ધાતુની પ્લેટની ઉપર ઉભા કરે છે.
પૂરક આકૃતિ S111 માં વિગતવાર અગાઉ વિકસિત પ્રોટોકોલ અનુસાર EPES માં EWNS ની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતાની ગણતરી કરવામાં આવી હતી.
કંટ્રોલ ચેમ્બર તરીકે, બીજી સિલિન્ડ્રિકલ ફ્લો ચેમ્બર EPES સિસ્ટમ સાથે શ્રેણીમાં જોડાયેલ હતી, જેમાં EWNS ને દૂર કરવા માટે મધ્યવર્તી HEPA ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.આકૃતિ 2c માં બતાવ્યા પ્રમાણે, EWNS એરોસોલ બે બિલ્ટ-ઇન ચેમ્બર દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવ્યું હતું.કંટ્રોલ રૂમ અને EPES વચ્ચેનું ફિલ્ટર સમાન તાપમાન (T), સંબંધિત ભેજ (RH) અને ઓઝોન સ્તરમાં પરિણમે છે તે કોઈપણ બાકી રહેલા EWNS ને દૂર કરે છે.
મહત્વપૂર્ણ ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવો તાજા ખોરાકને દૂષિત કરતા જોવા મળ્યા છે જેમ કે ઇ. કોલી (એટીસીસી #27325), ફેકલ ઇન્ડીકેટર, સાલ્મોનેલા એન્ટરિકા (એટીસીસી #53647), ફૂડબોર્ન પેથોજેન, લિસ્ટેરીયા હાર્મલેસ (એટીસીસી #33090), પેથોજેનિક લિસ્ટેરીયા મોનોસીસીએટીસીએટીસીસીસીસીસીએસીસીસી (સીસીસીસી #33090) cerevisiae (ATCC #4098), બગાડ યીસ્ટનો વિકલ્પ, અને વધુ પ્રતિરોધક નિષ્ક્રિય બેક્ટેરિયમ, માયકોબેક્ટેરિયમ પેરાલકી (ATCC #19686).
તમારા સ્થાનિક બજારમાંથી ઓર્ગેનિક દ્રાક્ષના ટામેટાંના રેન્ડમ બોક્સ ખરીદો અને ઉપયોગ થાય ત્યાં સુધી 4°C પર રેફ્રિજરેટ કરો (3 દિવસ સુધી).પ્રાયોગિક ટામેટાં બધા સમાન કદના હતા, લગભગ 1/2 ઇંચ વ્યાસ.
સંસ્કૃતિ, ઇનોક્યુલેશન, એક્સપોઝર અને કોલોની કાઉન્ટ પ્રોટોકોલ અમારા અગાઉના પ્રકાશનમાં વિગતવાર છે અને પૂરક ડેટામાં વિગતવાર છે.EWNS ની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન 45 મિનિટ માટે 40,000 #/cm3 પર ઇનોક્યુલેટેડ ટામેટાંને ખુલ્લા કરીને કરવામાં આવ્યું હતું.સંક્ષિપ્તમાં, ત્રણ ટામેટાંનો ઉપયોગ t = 0 મિનિટ સમયે બચી રહેલા સુક્ષ્મસજીવોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.ત્રણ ટામેટાં EPES માં મૂકવામાં આવ્યા હતા અને EWNS ના સંપર્કમાં 40,000 #/cc (EWNS એક્સપોઝ્ડ ટમેટાં) અને બાકીના ત્રણ કંટ્રોલ ચેમ્બર (કંટ્રોલ ટમેટાં) માં મૂકવામાં આવ્યા હતા.બંને જૂથોમાં ટામેટાંની વધારાની પ્રક્રિયા હાથ ધરવામાં આવી ન હતી.EWNS ની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે 45 મિનિટ પછી EWNS- ખુલ્લા ટામેટાં અને નિયંત્રણ ટમેટાં દૂર કરવામાં આવ્યાં હતાં.
દરેક પ્રયોગ ત્રિપુટીમાં કરવામાં આવ્યો હતો.પૂરક ડેટામાં વર્ણવેલ પ્રોટોકોલ અનુસાર ડેટા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
નિષ્ક્રિયકરણ પદ્ધતિઓનું મૂલ્યાંકન ખુલ્લા EWNS નમૂનાઓ (40,000 #/cm3 EWNS એરોસોલ સાંદ્રતા પર 45 મિનિટ) અને હાનિકારક બેક્ટેરિયા ઇ. કોલી, સાલ્મોનેલા એન્ટરિકા અને લેક્ટોબેસિલસના બિન-ઇરેડિયેટેડ નમૂનાઓ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું.ઓરડાના તાપમાને 2 કલાક માટે 0.1 M સોડિયમ કેકોડીલેટ બફર (pH 7.4) માં કણોને 2.5% ગ્લુટારાલ્ડીહાઈડ, 1.25% પેરાફોર્માલ્ડીહાઈડ અને 0.03% પીક્રીક એસિડમાં સ્થિર કરવામાં આવ્યા હતા.ધોયા પછી, 1% ઓસ્મીયમ ટેટ્રોક્સાઇડ (OsO4)/1.5% પોટેશિયમ ફેરોસાયનાઇડ (KFeCN6) સાથે 2 કલાક માટે પોસ્ટ-ફિક્સ કરો, 3 વખત પાણીમાં ધોઈ લો અને 1% યુરેનાઇલ એસીટેટમાં 1 કલાક માટે પકાવો, પછી પાણીમાં બે વાર ધોઈ લો, પછી 1% 0%, 09%, 09% 0% માં ડીહાઇડ્રેટ કરો. % દારૂ.પછી નમૂનાઓને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડમાં 1 કલાક માટે મૂકવામાં આવ્યા હતા અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ અને TAAP એપોન (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA) ના 1:1 મિશ્રણથી ગર્ભિત કરવામાં આવ્યા હતા.નમૂનાઓ TAAB Epon માં એમ્બેડ કરવામાં આવ્યા હતા અને 48 કલાક માટે 60°C પર પોલિમરાઇઝ્ડ હતા.AMT 2k CCD કેમેરાથી સજ્જ પરંપરાગત ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan) નો ઉપયોગ કરીને TEM દ્વારા સાજા દાણાદાર રેઝિનને કાપી અને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવામાં આવ્યું હતું (એડવાન્સ્ડ માઈક્રોસ્કોપી ટેક્નિક, કોર્પો., વોબર્ન, મેસેચ્યુસેટ્સ, યુએસએ).
બધા પ્રયોગો ત્રિપુટીમાં કરવામાં આવ્યા હતા.દરેક ટાઈમ પોઈન્ટ માટે, બેક્ટેરીયલ વોશને ટ્રિપ્લીકેટમાં સીડ કરવામાં આવ્યા હતા, જેના પરિણામે પોઈન્ટ દીઠ કુલ નવ ડેટા પોઈન્ટ્સ હતા, જેમાંથી સરેરાશ તે ચોક્કસ સુક્ષ્મસજીવો માટે બેક્ટેરીયલ સાંદ્રતા તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.માપન ભૂલ તરીકે પ્રમાણભૂત વિચલનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.બધા પોઈન્ટ ગણાય છે.
t = 0 મિનિટની સરખામણીમાં બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતામાં ઘટાડાનો લઘુગણક નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવ્યો હતો:
જ્યાં C0 એ 0 સમયે નિયંત્રણ નમૂનામાં બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે (એટલે ​​​​કે સપાટી સૂકાઈ ગયા પછી પરંતુ ચેમ્બરમાં મૂક્યા પહેલા) અને Cn એ એક્સપોઝરની n મિનિટ પછી સપાટી પર બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે.
45-મિનિટના એક્સપોઝર દરમિયાન બેક્ટેરિયાના કુદરતી અધોગતિને ધ્યાનમાં લેવા માટે, 45 મિનિટ પછીના નિયંત્રણની તુલનામાં લોગમાં ઘટાડો પણ નીચે પ્રમાણે ગણવામાં આવ્યો હતો:
જ્યાં Cn એ નિયંત્રણ નમૂનામાં n સમયે બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે અને Cn-નિયંત્રણ એ n સમયે નિયંત્રણ બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે.નિયંત્રણ (કોઈ EWNS એક્સપોઝર નહીં)ની સરખામણીમાં ડેટા લોગ રિડક્શન તરીકે રજૂ કરવામાં આવે છે.
અભ્યાસ દરમિયાન, સોય અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના વોલ્ટેજ અને અંતરના કેટલાક સંયોજનોનું ટેલર શંકુ નિર્માણ, ટેલર શંકુ સ્થિરતા, EWNS ઉત્પાદન સ્થિરતા અને પુનઃઉત્પાદનક્ષમતાના સંદર્ભમાં મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું.પૂરક કોષ્ટક S1 માં વિવિધ સંયોજનો દર્શાવવામાં આવ્યા છે.સ્થિર અને પુનઃઉત્પાદનક્ષમ ગુણધર્મો દર્શાવતા બે કેસ (ટેલર શંકુ, EWNS જનરેશન, અને સમય જતાં સ્થિરતા) વ્યાપક અભ્યાસ માટે પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા.અંજીર પર.આકૃતિ 3 બંને કિસ્સાઓમાં ROS ના ચાર્જ, કદ અને સામગ્રી માટેના પરિણામો દર્શાવે છે.પરિણામોનો સારાંશ કોષ્ટક 1 માં પણ આપવામાં આવ્યો છે. સંદર્ભ માટે, આકૃતિ 3 અને કોષ્ટક 1 બંનેમાં અગાઉ સંશ્લેષિત બિન-ઓપ્ટિમાઇઝ EWNS8, 9, 10, 11 (બેઝલાઇન-EWNS) ના ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે.બે પૂંછડીવાળા ટી-ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને આંકડાકીય મહત્વની ગણતરીઓ પૂરક કોષ્ટક S2 માં પુનઃપ્રકાશિત કરવામાં આવી છે.વધુમાં, વધારાના ડેટામાં કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ સેમ્પલિંગ હોલ વ્યાસ (D) અને ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડ અને ટીપ (L) (પૂરક આંકડા S2 અને S3) વચ્ચેના અંતરની અસરના અભ્યાસનો સમાવેશ થાય છે.
(ac) AFM દ્વારા માપવામાં આવેલ કદનું વિતરણ.(df) સપાટી ચાર્જ લાક્ષણિકતા.(g) EPR ની ROS લાક્ષણિકતા.
એ નોંધવું પણ અગત્યનું છે કે ઉપરોક્ત તમામ સ્થિતિઓ માટે, માપેલ આયનીકરણ વર્તમાન 2 અને 6 μA ની વચ્ચે અને વોલ્ટેજ -3.8 અને -6.5 kV ની વચ્ચે હતું, પરિણામે આ એકલ EWNS જનરેશન કોન્ટેક્ટ મોડ્યુલ માટે 50 mW કરતા ઓછા પાવર વપરાશમાં પરિણમે છે.જો કે EWNS ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, ઓઝોનનું સ્તર ખૂબ જ નીચું હતું, ક્યારેય 60 ppbથી વધુ નહોતું.
પૂરક આકૃતિ S4 અનુક્રમે [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્યો માટે સિમ્યુલેટેડ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો દર્શાવે છે.[-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્યો માટે, ક્ષેત્રની ગણતરી અનુક્રમે 2 × 105 V/m અને 4.7 × 105 V/m છે.આ અપેક્ષિત છે, કારણ કે બીજા કિસ્સામાં વોલ્ટેજ-અંતરનો ગુણોત્તર ઘણો વધારે છે.
અંજીર પર.3a,b એ AFM8 સાથે માપવામાં આવેલ EWNS વ્યાસ બતાવે છે.ગણતરી કરેલ સરેરાશ EWNS વ્યાસ અનુક્રમે [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] યોજનાઓ માટે 27 nm અને 19 nm હતા.[-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્યો માટે, વિતરણોના ભૌમિતિક પ્રમાણભૂત વિચલનો અનુક્રમે 1.41 અને 1.45 છે, જે સાંકડી કદનું વિતરણ સૂચવે છે.સરેરાશ કદ અને ભૌમિતિક પ્રમાણભૂત વિચલન બંને અનુક્રમે 25 nm અને 1.41 પર બેઝલાઇન EWNS ની ખૂબ નજીક છે.અંજીર પર.3c એ સમાન શરતો હેઠળ સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવેલા આધાર EWNS નું કદ વિતરણ બતાવે છે.
અંજીર પર.3d,e ચાર્જ લાક્ષણિકતાના પરિણામો બતાવે છે.ડેટા એકાગ્રતા (#/cm3) અને વર્તમાન (I) ના 30 એક સાથે માપનું સરેરાશ માપ છે.વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે EWNS પર સરેરાશ ચાર્જ અનુક્રમે [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] માટે 22 ± 6 e- અને 44 ± 6 e- છે.તેઓ બેઝલાઇન EWNS (10 ± 2 e-) ની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે ઊંચા સપાટી ચાર્જ ધરાવે છે, [-6.5 kV, 4.0 cm] દૃશ્ય કરતાં બે ગણા વધારે અને [-3 .8 kV, 0.5 cm] કરતાં ચાર ગણા વધારે છે.આકૃતિ 3f ચાર્જ બતાવે છે.બેઝલાઇન-EWNS માટે ડેટા.
EWNS નંબરના સાંદ્રતા નકશા (પૂરક આંકડા S5 અને S6) પરથી જોઈ શકાય છે કે [-6.5 kV, 4.0 cm] દૃશ્ય [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્ય કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ કણો ધરાવે છે.એ નોંધવું પણ યોગ્ય છે કે EWNS નંબરની સાંદ્રતા 4 કલાક સુધી મોનિટર કરવામાં આવી હતી (પૂરક આંકડા S5 અને S6), જ્યાં EWNS જનરેશન સ્થિરતાએ બંને કિસ્સાઓમાં કણો નંબર સાંદ્રતાના સમાન સ્તર દર્શાવ્યા હતા.
અંજીર પર.3g [-6.5 kV, 4.0 cm] પર ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ EWNS કંટ્રોલ (બેકગ્રાઉન્ડ) ની બાદબાકી પછી EPR સ્પેક્ટ્રમ બતાવે છે.આરઓએસ સ્પેક્ટ્રાની સરખામણી અગાઉ પ્રકાશિત થયેલ કામમાં બેઝલાઇન-ઇડબ્લ્યુએનએસ દૃશ્ય સાથે પણ કરવામાં આવી હતી.સ્પિન ટ્રેપ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા EWNSની સંખ્યા 7.5 × 104 EWNS/s ગણવામાં આવી હતી, જે અગાઉ પ્રકાશિત બેઝલાઇન-EWNS8 જેવી જ છે.EPR સ્પેક્ટ્રા સ્પષ્ટપણે બે પ્રકારના ROSની હાજરી દર્શાવે છે, જેમાં O2- મુખ્ય પ્રજાતિ છે અને OH• ઓછી વિપુલ પ્રમાણમાં છે.વધુમાં, ટોચની તીવ્રતાની સીધી સરખામણી દર્શાવે છે કે બેઝલાઇન EWNS ની તુલનામાં ઑપ્ટિમાઇઝ EWNS માં નોંધપાત્ર રીતે વધુ ROS સામગ્રી હતી.
અંજીર પર.4 EPES માં EWNS ની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે.ડેટાનો સારાંશ કોષ્ટક I માં પણ આપવામાં આવ્યો છે અને મૂળ EWNS ડેટા સાથે સરખામણી કરવામાં આવી છે.EUNS ના બંને કેસો માટે, 3.0 kV ના ઓછા વોલ્ટેજ પર પણ ડિપોઝિશન 100% ની નજીક છે.સામાન્ય રીતે, સપાટીના ચાર્જમાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, 3.0 kV 100% ડિપોઝિશન માટે પૂરતું છે.સમાન શરતો હેઠળ, બેઝલાઇન-ઇડબ્લ્યુએનએસની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા તેમના ઓછા ચાર્જ (EWNS દીઠ સરેરાશ 10 ઇલેક્ટ્રોન)ને કારણે માત્ર 56% હતી.
અંજીર પર.5 અને કોષ્ટકમાં.2 એ શ્રેષ્ઠ મોડ [-6.5 kV, 4.0 cm] પર 45 મિનિટ માટે લગભગ 40,000 #/cm3 EWNS ના સંપર્કમાં આવ્યા પછી ટામેટાંની સપાટી પર ઇનોક્યુલેટ કરાયેલા સૂક્ષ્મજીવોના નિષ્ક્રિયકરણ મૂલ્યનો સારાંશ આપે છે.ઇનોક્યુલેટેડ ઇ. કોલી અને લેક્ટોબેસિલસ નિરુપદ્રવીએ 45 મિનિટના એક્સપોઝર દરમિયાન 3.8 લોગનો નોંધપાત્ર ઘટાડો દર્શાવ્યો હતો.સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, એસ. એન્ટરિકામાં 2.2-લોગ ઘટાડો હતો, જ્યારે એસ. સેરેવિસિયા અને એમ. પેરાફોર્ટ્યુટમમાં 1.0-લોગ ઘટાડો હતો.
ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોગ્રાફ્સ (આકૃતિ 6) EWNS દ્વારા હાનિકારક એસ્ચેરીચીયા કોલી, સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ અને લેક્ટોબેસિલસ કોષો પર પ્રેરિત શારીરિક ફેરફારો દર્શાવે છે જે તેમની નિષ્ક્રિયતા તરફ દોરી જાય છે.નિયંત્રણ બેક્ટેરિયામાં અખંડ કોષ પટલ હતી, જ્યારે ખુલ્લા બેક્ટેરિયાએ બાહ્ય પટલને નુકસાન પહોંચાડ્યું હતું.
નિયંત્રણ અને ખુલ્લા બેક્ટેરિયાના ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપિક ઇમેજિંગથી પટલને નુકસાન થયું હોવાનું બહાર આવ્યું છે.
ઑપ્ટિમાઇઝ EWNS ના ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો પરનો ડેટા સામૂહિક રીતે દર્શાવે છે કે અગાઉ પ્રકાશિત EWNS બેઝલાઇન ડેટા8,9,10,11 ની તુલનામાં EWNS ના ગુણધર્મો (સપાટી ચાર્જ અને ROS સામગ્રી) નોંધપાત્ર રીતે સુધારેલ છે.બીજી તરફ, તેઓનું કદ નેનોમીટર શ્રેણીમાં રહ્યું, જે અગાઉ નોંધાયેલા પરિણામો જેવું જ હતું, જે તેમને લાંબા સમય સુધી હવામાં રહેવા દે છે.અવલોકન કરાયેલ પોલિડિસ્પર્સિટી સપાટીના ચાર્જ ફેરફારો દ્વારા સમજાવી શકાય છે જે EWNS નું કદ, રેલેઈ અસરની અવ્યવસ્થિતતા અને સંભવિત સંકલન નક્કી કરે છે.જો કે, નીલ્સન એટ અલ દ્વારા વિગતવાર.22, ઉચ્ચ સપાટીનો ચાર્જ પાણીના ટીપાની સપાટીની ઊર્જા/ટેન્શનને અસરકારક રીતે વધારીને બાષ્પીભવન ઘટાડે છે.અમારા અગાઉના પ્રકાશન8 માં આ સિદ્ધાંતની પ્રાયોગિક રીતે માઇક્રોડ્રોપલેટ્સ 22 અને EWNS માટે પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી.ઓવરટાઇમ દરમિયાન ચાર્જની ખોટ પણ કદને અસર કરી શકે છે અને અવલોકન કરેલ કદના વિતરણમાં ફાળો આપી શકે છે.
વધુમાં, સંરચના દીઠ ચાર્જ લગભગ 22-44 e- છે, જે પરિસ્થિતિના આધારે છે, જે મૂળભૂત EWNS ની સરખામણીમાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે, જેનું સરેરાશ ચાર્જ 10 ± 2 ઇલેક્ટ્રોન પ્રતિ બંધારણ છે.જો કે, એ નોંધવું જોઈએ કે આ EWNS નો સરેરાશ ચાર્જ છે.સેટો એટ અલ.એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ચાર્જ અસંગત છે અને લોગ-સામાન્ય વિતરણને અનુસરે છે21.અમારા અગાઉના કાર્યની તુલનામાં, સપાટીના ચાર્જને બમણું કરવાથી EPES સિસ્ટમમાં જમા કાર્યક્ષમતા લગભગ 100%11 થઈ જાય છે.