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微生物による腐食 (MIC) は、多大な経済的損失につながる可能性があるため、多くの業界で深刻な問題となっています。スーパー二相ステンレス鋼 2707 (2707 HDSS) は、優れた耐薬品性に​​より海洋環境で使用されます。しかし、MIC に対する耐性は実験的に証明されていません。この研究では、海洋好気性細菌である緑膿菌によって引き起こされる MIC 2707 HDSS の挙動を調べました。電気化学分析により、2216E 培地中に緑膿菌バイオフィルムが存在すると、腐食電位のプラスの変化と腐食電流密度の増加が起こることが示されました。X 線光電子分光法 (XPS) の分析により、バイオフィルムの下のサンプル表面の Cr 含有量の減少が示されました。ピットの視覚的分析により、緑膿菌バイオフィルムが 14 日間の培養中に最大深さ 0.69 μm のピットを生成したことが示されました。これは小さいですが、2707 HDSS が緑膿菌バイオフィルムの MIC に対して完全に免疫がないことを示しています。
二相ステンレス鋼 (DSS) は、優れた機械的特性と耐食性の完璧な組み合わせにより、さまざまな業界で広く使用されています1、2。しかし、依然として局所的な孔食が発生し、この鋼の完全性に影響を及ぼします3、4。DSS は微生物腐食 (MIC) に対して耐性がありません 5、6。DSS の用途は多岐にわたりますが、DSS の耐食性が長期間の使用に十分ではない環境がまだ存在します。これは、より高い耐食性を備えたより高価な材料が必要であることを意味します。Jeon ら 7 は、超二相ステンレス鋼 (SDSS) であっても耐食性の点でいくつかの制限があることを発見しました。そのため、場合によってはより耐食性の高い超二相ステンレス鋼（HDSS）が必要となります。これが、高合金化 HDSS の開発につながりました。
耐食性 DSS は、アルファ相とガンマ相の比率に依存し、第 2 相に隣接する Cr、Mo、および W 領域 8、9、10 で減少します。HDSS には Cr、Mo、N11 が多く含まれているため、優れた耐食性があり、Cr 重量% + 3.3 (Mo 重量% + 0.5 重量%W) + 16 重量% で決定される耐等孔食性数 (PREN) が高い値 (45 ～ 50) を示します。N12.その優れた耐食性は、約 50% のフェライト (α) 相と 50% のオーステナイト (γ) 相を含むバランスの取れた組成に依存します。HDSS は、より優れた機械的特性と、塩化物腐食に対する高い耐性を備えています。耐食性の向上により、海洋環境などのより攻撃的な塩化物環境での HDSS の使用が拡張されます。
MIC は、石油、ガス、水道業界などの多くの業界で大きな問題となっています14。MIC はすべての腐食損傷の 20% を占めます15。MIC は、多くの環境で観察される生物電気化学的腐食です。金属表面に形成されるバイオフィルムは電気化学的条件を変化させ、それによって腐食プロセスに影響を与えます。MIC 腐食はバイオフィルムによって引き起こされると広く考えられています。電磁微生物は、生存に必要なエネルギーを得るために金属を食い荒らします17。最近の MIC 研究では、EET (細胞外電子伝達) が起電力性微生物によって誘発される MIC の律速因子であることが示されました。張ら。Desulfovibrio sessificans 細胞と 304 ステンレス鋼の間の電子の移動は、電子媒介物によって加速され、より深刻な MIC 攻撃が引き起こされることが実証されました。アニングら。19およびWenzlaffら。研究者らは、腐食性硫酸塩還元細菌 (SRB) のバイオフィルムが金属基板から電子を直接吸収し、深刻な孔食を引き起こす可能性があることを示しています。
DSS は、SRB、鉄還元細菌 (IRB) などを含む培地中で MIC の影響を受けやすいことが知られています 21 。これらの細菌は、バイオフィルムの下の DSS 表面に局所的な孔食を引き起こします 22,23。DSS とは異なり、HDSS24 MIC はあまり知られていません。
緑膿菌は、自然界に広く分布しているグラム陰性の運動性の桿菌です25。緑膿菌も海洋環境における主要な微生物群であり、MIC 濃度の上昇を引き起こします。シュードモナスは腐食プロセスに積極的に関与しており、バイオフィルム形成中の先駆的なコロニー形成者として認識されています。マハトら。28およびユアンら。２９は、緑膿菌が水生環境において軟鋼および合金の腐食速度を増加させる傾向があることを実証した。
この研究の主な目的は、電気化学的方法、表面分析方法、および腐食生成物分析を使用して、海洋好気性細菌である緑膿菌によって引き起こされる MIC 2707 HDSS の特性を調査することでした。MIC 2707 HDSS の動作を研究するために、開回路電位 (OCP)、直線分極抵抗 (LPR)、電気化学インピーダンス分光法 (EIS)、および動的分極電位などの電気化学的研究が実行されました。腐食表面上の化学元素を検出するために、エネルギー分散型分光分析 (EDS) が実行されました。さらに、X 線光電子分光法 (XPS) を使用して、緑膿菌を含む海洋環境の影響下での酸化膜不動態化の安定性を測定しました。ピットの深さは、共焦点レーザー走査顕微鏡 (CLSM) で測定されました。
表 1 に 2707 HDSS の化学組成を示します。表 2 は、2707 HDSS が降伏強度 650 MPa の優れた機械的特性を備えていることを示しています。図上。図１は、溶体化熱処理された２７０７ ＨＤＳＳの光学的微細構造を示す。約 50% のオーステナイト相と 50% のフェライト相を含む微細構造では、二次相のないオーステナイト相とフェライト相の細長いバンドが見られます。
図上。図２ａは、２２１６Ｅ非生物培地および緑膿菌ブロスにおける２７０７ ＨＤＳＳの、３７℃で１４日間の曝露時間に対する開路電位（Ｅｏｃｐ）を示す。これは、Eocp の最大かつ最も重要な変化が最初の 24 時間以内に発生することを示しています。どちらの場合の Eocp 値も、16 時間前後に -145 mV (SCE と比較) でピークに達し、その後急激に低下し、非生物サンプルでは -477 mV (SCE と比較) および -236 mV (SCE と比較) に達しました。および緑膿菌クーポン、それぞれ）。24 時間後、緑膿菌の Eocp 2707 HDSS 値は -228 mV (SCE と比較) で比較的安定していましたが、非生物サンプルの対応する値は約 -442 mV (SCE と比較) でした。緑膿菌の存在下での Eocp は非常に低かった。
37 °C における非生物培地および緑膿菌ブロス中での 2707 個の HDSS サンプルの電気化学的研究:
(a) 暴露時間の関数としての Eocp、(b) 14 日目の分極曲線、(c) 暴露時間の関数としての Rp、および (d) 暴露時間の関数としての icorr。
表 3 は、14 日間にわたって非生物および緑膿菌が接種された培地に曝露された 2707 個の HDSS サンプルの電気化学腐食パラメーターを示しています。標準的な方法に従って、アノードとカソードの曲線の接線を外挿して、腐食電流密度 (icorr)、腐食電位 (Ecorr)、およびターフェル勾配 (βα および βc) を与える交点を求めました 30,31。
図に示すように。図２ｂに示されるように、緑膿菌曲線の上方シフトにより、非生物的曲線と比較してＥｃｏｒｒが増加した。腐食速度に比例する icorr 値は、緑膿菌サンプルでは 0.328 μA cm-2 まで増加しました。これは、非生物サンプル (0.087 μA cm-2) よりも 4 倍大きくなります。
LPR は、迅速な腐食分析のための古典的な非破壊電気化学的方法です。MIC32 の研究にも使用されています。図上。図２ｃは、分極抵抗（Ｒｐ）を露光時間の関数として示す。Rp 値が高いほど、腐食が少ないことを意味します。最初の 24 時間以内に、Rp 2707 HDSS は非生物標本では 1955 kΩ cm2、緑膿菌標本では 1429 kΩ cm2 でピークに達しました。図 2c は、Rp 値が 1 日後に急速に減少し、その後 13 日間は比較的変化しないことも示しています。緑膿菌サンプルの Rp 値は約 40 kΩ cm2 であり、非生物サンプルの 450 kΩ cm2 よりもはるかに低くなります。
icorr の値は均一腐食速度に比例します。その値は、次の Stern-Giri 方程式から計算できます。
ゾーイらによると、図３３に示すように、この研究におけるターフェル勾配Ｂの典型的な値は２６ｍＶ／ｄｅｃであるとみなされた。図 2d は、非生物学的サンプル 2707 の icorr が比較的安定したままであるのに対し、緑膿菌サンプルは最初の 24 時間後に大きく変動したことを示しています。緑膿菌サンプルの icorr 値は、非生物学的対照の値よりも一桁高かった。この傾向は、分極抵抗の結果と一致しています。
EIS は、腐食した表面の電気化学反応を特徴付けるために使用されるもう 1 つの非破壊的な方法です。非生物的環境および緑膿菌溶液に曝露されたサンプルのインピーダンススペクトルと計算された静電容量値、サンプル表面に形成された不動態膜/バイオフィルム抵抗Rb、電荷移動抵抗Rct、電気二重層静電容量Cdl (EDL)および一定のQCPE位相要素パラメーター(CPE)。これらのパラメーターは、等価回路 (EEC) モデルを使用してデータをフィッティングすることによってさらに分析されました。
図上。図３は、非生物培地および緑膿菌ブロス中の２７０７個のＨＤＳＳサンプルについて、異なるインキュベーション時間における典型的なナイキストプロット（ａおよびｂ）およびボードプロット（ａ'およびｂ'）を示す。ナイキストリングの直径は、緑膿菌が存在すると減少します。ボード線図 (図 3b') は、総インピーダンスの増加を示しています。緩和時定数に関する情報は、位相最大値から取得できます。図上。図４は、単層（ａ）および二重層（ｂ）に基づく物理構造および対応するＥＥＣを示す。CPE は EEC モデルに導入されています。そのアドミッタンスとインピーダンスは次のように表されます。
サンプル 2707 HDSS のインピーダンス スペクトルをフィッティングするための 2 つの物理モデルと対応する等価回路:
ここで、Y0 は KPI 値、j は虚数または (-1)1/2、ω は角周波数、n は 1 未満の KPI パワー インデックスです35。電荷移動抵抗の反転 (つまり 1/Rct) は腐食速度に対応します。Rct が小さいほど、腐食速度は高くなります27。14 日間のインキュベーション後、緑膿菌サンプルの Rct は 32 kΩ cm2 に達しました。これは、非生物サンプルの 489 kΩ cm2 よりもはるかに小さくなっています (表 4)。
図 5 の CLSM 画像と SEM 画像は、7 日後の HDSS サンプル 2707 の表面のバイオフィルム コーティングが緻密であることを明確に示しています。しかし、14 日後、バイオフィルムの被覆率は低く、いくつかの死んだ細胞が現れました。表 5 は、緑膿菌に 7 日間および 14 日間暴露した後の 2707 個の HDSS サンプルのバイオフィルムの厚さを示しています。バイオフィルムの最大厚さは、7 日後の 23.4 μm から 14 日後の 18.9 μm に変化しました。平均バイオフィルム厚さでもこの傾向が確認されました。７日後の２２．２±０．７μｍから１４日後の１７．８±１．０μｍまで減少した。
(a) 7 日目の 3-D CLSM 画像、(b) 14 日目の 3-D CLSM 画像、(c) 7 日目の SEM 画像、(d) 14 日目の SEM 画像。
EMF により、緑膿菌に 14 日間曝露されたサンプルのバイオフィルムおよび腐食生成物の化学元素が明らかになりました。図上。図 6 は、バイオ フィルムおよび腐食生成物中の C、N、O、および P の含有量が純粋な金属よりも大幅に高いことを示しています。これらの元素はバイオ フィルムとその代謝物に関連しているためです。微生物は微量のクロムと鉄のみを必要とします。バイオフィルム中の高レベルの Cr と Fe、およびサンプル表面の腐食生成物は、金属マトリックスが腐食により元素を失ったことを示しています。
14日後、培地2216Eで緑膿菌のあるピットとないピットが観察された。インキュベーション前、サンプルの表面は滑らかで欠陥はありませんでした (図 7a)。図 7b と c に示すように、インキュベートしてバイオフィルムと腐食生成物を除去した後、CLSM を使用してサンプル表面の最も深いピットを検査しました。非生物学的対照の表面には明らかな孔食は見られませんでした (最大孔食深さ 0.02 μm)。緑膿菌によって引き起こされた最大のくぼみの深さは、3 つのサンプルの最大のくぼみの深さの平均に基づいて、7 日目で 0.52 μm、14 日目で 0.69 μm でした (各サンプルに対して 10 の最大のくぼみの深さが選択されました)。それぞれ0.42 ± 0.12 μmおよび0.52 ± 0.15 μmを達成(表5)。これらの穴の深さの値は小さいですが重要です。
(a) 曝露前、(b) 非生物環境で 14 日間、(c) 緑膿菌培養液中で 14 日間。
図上。表 8 は、さまざまなサンプル表面の XPS スペクトルを示し、各表面について分析した化学組成を表 6 にまとめます。表 6 では、緑膿菌の存在下 (サンプル A および B) の Fe および Cr の原子百分率は、非生物学的対照の原子百分率よりもはるかに低かったです。(サンプルCおよびD)。緑膿菌サンプルの場合、Cr 2p 核のレベルでのスペクトル曲線は、結合エネルギー (BE) 574.4、576.6、578.3、および 586.8 eV の 4 つのピーク成分にフィットしました。これは、Cr、Cr2O3、CrO3 に起因すると考えられます。それぞれ、Cr(OH)3 および Cr(OH)3 (図 9a および b)。非生物サンプルの場合、主な Cr 2p 準位のスペクトルには、図 2 および図 3 に示す Cr (BE の場合 573.80 eV) および Cr2O3 (BE の場合 575.90 eV) の 2 つの主要ピークが含まれます。それぞれ9cとd。非生物サンプルと緑膿菌サンプルの間の最も顕著な違いは、バイオフィルムの下に Cr6+ が存在し、Cr(OH)3 の相対比率が高いこと (BE 586.8 eV) でした。
2 つの媒体におけるサンプル 2707 HDSS の表面のブロード XPS スペクトルは、それぞれ 7 日と 14 日です。
(a) 緑膿菌への 7 日間の曝露、(b) 緑膿菌への 14 日間の曝露、(c) 非生物環境での 7 日間、および (d) 非生物環境での 14 日間。
HDSS は、ほとんどの環境で高いレベルの耐食性を示します。Kim et al.2 は、HDSS UNS S32707 は、PREN が 45 を超える高度に合金化された DSS であると特定されたと報告しました。この研究におけるサンプル 2707 HDSS の PREN 値は 49 でした。これは、クロム含有量が高く、酸性環境で有用なモリブデンとニッケルの含有量が高いためです。塩化物含有量の高い環境。さらに、バランスの取れた組成と欠陥のない微細構造は、構造の安定性と耐食性にとって有益です。しかし、その優れた耐薬品性に​​もかかわらず、この研究の実験データは、2707 HDSS が緑膿菌バイオフィルム MIC に対して完全に免疫があるわけではないことを示唆しています。
電気化学的結果は、緑膿菌ブロス中の 2707 HDSS の腐食速度が、非生物学的環境と比較して 14 日後に大幅に増加したことを示しました。図 2a では、最初の 24 時間で非生物培地と緑膿菌培養液の両方で Eocp の減少が観察されました。その後、バイオフィルムがサンプルの表面を完全に覆い、Eocp は比較的安定になります 36。しかし、生物学的 Eocp レベルは非生物学的 Eocp レベルよりもはるかに高かった。この違いが緑膿菌バイオフィルムの形成に関連していると考える理由があります。図上。緑膿菌の存在下で 2 日、icorr 2707 HDSS 値は 0.627 μA cm-2 に達し、非生物対照の値 (0.063 μA cm-2) よりも 1 桁高く、EIS によって測定された Rct 値と一致しました。最初の数日間、緑膿菌培養液内のインピーダンス値は、緑膿菌細胞の付着とバイオフィルムの形成により増加しました。ただし、バイオフィルムがサンプル表面を完全に覆うと、インピーダンスは減少します。保護層は、主にバイオフィルムおよびバイオフィルム代謝物の形成により攻撃されます。その結果、時間の経過とともに耐食性が低下し、緑膿菌の付着により局所的な腐食が発生しました。非生物的環境における傾向は異なっていました。非生物学的対照の耐食性は、緑膿菌ブロスに曝露されたサンプルの対応する値よりもはるかに高かった。さらに、非生物的アクセッションでは、Rct 2707 HDSS 値は 14 日目に 489 kΩ cm2 に達しました。これは、緑膿菌の存在下での Rct 値 (32 kΩ cm2) より 15 倍高くなります。したがって、2707 HDSS は無菌環境において優れた耐食性を備えていますが、緑膿菌バイオフィルムからの MIC に対しては耐性がありません。
これらの結果は、図２および図３の分極曲線からも観察することができる。2b.陽極分岐は、緑膿菌バイオフィルム形成および金属酸化反応と関連している。この場合、陰極反応は酸素の還元です。緑膿菌の存在により、腐食電流密度が大幅に増加し、非生物対照よりも約 1 桁高くなりました。これは、緑膿菌バイオフィルムが 2707 HDSS の局所的な腐食を促進することを示しています。Yuan ら 29 は、Cu-Ni 70/30 合金の腐食電流密度が緑膿菌バイオフィルムの作用下で増加することを発見しました。これは、緑膿菌バイオフィルムによる酸素還元の生体触媒作用によるものと考えられます。この観察は、この研究における MIC 2707 HDSS も説明できるかもしれません。好気性バイオフィルムの下では酸素が少ない可能性もあります。したがって、酸素による金属表面の再不動態化の拒否が、この研究における MIC に寄与する要因である可能性があります。
ディキンソンら。38 は、化学反応および電気化学反応の速度が、サンプル表面上の付着細菌の代謝活動と腐食生成物の性質によって直接影響を受ける可能性があることを示唆しました。図 5 および表 5 に示すように、14 日後には細胞数とバイオフィルムの厚さが減少しました。これは、14 日後、2216E 培地の栄養枯渇または 2707 HDSS マトリックスからの有毒金属イオンの放出により、2707 HDSS の表面上のほとんどの固着細胞が死滅したという事実によって合理的に説明できます。これはバッチ実験の制限です。
この研究では、緑膿菌バイオフィルムが 2707 HDSS 表面のバイオフィルム下の Cr と Fe の局所的な枯渇に寄与しました (図 6)。表 6 は、サンプル C と比較したサンプル D の Fe および Cr の減少を示しており、緑膿菌バイオフィルムによって引き起こされた溶解した Fe および Cr が最初の 7 日間持続したことを示しています。2216E 環境は、海洋環境をシミュレートするために使用されます。17700 ppm の Cl- が含まれており、これは天然海水の含有量に匹敵します。17700 ppm の Cl- の存在が、XPS で分析した 7 日および 14 日間の非生物サンプルにおける Cr の減少の主な理由でした。緑膿菌サンプルと比較して、非生物条件下での 2707 HDSS の塩素に対する強い耐性により、非生物サンプル中の Cr の溶解ははるかに少なくなっています。図上。図９は、不動態化膜中のＣｒ６＋の存在を示している。Chen と Clayton によって示唆されているように、緑膿菌バイオフィルムによる鋼表面からのクロムの除去に関与している可能性があります。
細菌の増殖により、培養前後の培地のpH値はそれぞれ7.4、8.2でした。したがって、緑膿菌バイオフィルムの下では、バルク培地中の pH が比較的高いため、有機酸の腐食がこの研究に寄与する可能性は低いです。非生物学的対照培地の pH は、14 日間の試験期間中に有意な変化はありませんでした (最初の 7.4 から最後の 7.5 まで)。インキュベーション後の種培地中の pH の上昇は、緑膿菌の代謝活性によるものであり、テストストリップの非存在下でも pH に同様の影響を与えることが判明しました。
図 7 に示すように、緑膿菌バイオフィルムによって引き起こされる最大ピット深さは 0.69 μm であり、非生物培地の深さ (0.02 μm) よりもはるかに大きくなっています。これは、上記の電気化学データと一致しています。ピット深さ 0.69 μm は、同じ条件下で 2205 DSS について報告された値 9.5 μm よりも 10 分の 1 以上小さいです。これらのデータは、2707 HDSS が 2205 DSS よりも MIC に対して優れた耐性を示すことを示しています。2707 HDSS は Cr レベルが高く、より長い不動態化が可能であり、緑膿菌の脱不動態化がより困難であり、有害な二次析出物が孔食を引き起こすことのないバランスのとれた相構造であるため、これは驚くべきことではありません。
結論として、MIC ピットは、非生物環境では重要ではないピットと比較して、緑膿菌ブロス中の 2707 HDSS の表面で見つかりました。この研究は、2707 HDSS が 2205 DSS よりも MIC に対する耐性が優れていることを示していますが、緑膿菌バイオフィルムのため、MIC に対して完全に免疫があるわけではありません。これらの結果は、海洋環境に適したステンレス鋼と平均寿命の選択に役立ちます。
中国の瀋陽にあるノースイースタン大学 (NEU) 冶金学部から提供された 2707 HDSS のクーポン。2707 HDSS の元素組成は表 1 に示されており、NEU 材料分析試験部門によって分析されました。すべてのサンプルは 1180°C で 1 時間固溶化処理されました。腐食試験の前に、上部開口表面積 1 cm2 のコイン型 2707 HDSS を炭化ケイ素サンドペーパーで 2000 グリットまで研磨し、その後 0.05 μm の Al2O3 粉末スラリーで研磨しました。側面と底面は不活性塗料で保護されています。乾燥後、サンプルを滅菌脱イオン水で洗浄し、75% (v/v) エタノールで 0.5 時間滅菌しました。次に、使用前に紫外線 (UV) 光の下で 0.5 時間風乾させました。
海洋緑膿菌株 MCCC 1A00099 は、中国のアモイ海洋培養コレクション センター (MCCC) から購入しました。緑膿菌を、Marine 2216E液体培地(Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd.、青島、中国)を使用して、250 mlフラスコおよび500 mlガラス電気化学セル中で37℃の好気条件下で増殖させた。培地含有量 (g/l): 19.45 NaCl、5.98 MgCl2、3.24 Na2SO4、1.8 CaCl2、0.55 KCl、0.16 Na2CO3、0.08 KBr、0.034 SrCl2、0.08 SrBr2、0.022 H3BO3、0.004 NaSiO3、0016 6 NH26NH3、3.0016 NH3 5.0 ペプトン、1.0 酵母エキスおよび 0.1 クエン酸鉄。接種前に 121℃で 20 分間オートクレーブします。倍率 400 倍の光学顕微鏡下で血球計数器を使用して固着細胞と浮遊細胞を数えます。接種直後の浮遊性緑膿菌の初期濃度は約106細胞/mlであった。
電気化学試験は、培地容量が 500 ml の古典的な 3 電極ガラスセルで実行されました。白金シートと飽和カロメル電極 (SAE) は、それぞれ対電極と参照電極として機能する塩橋で満たされたルギン毛細管を介して反応器に接続されました。作用電極の製造のために、ゴム引き銅線を各サンプルに取り付け、エポキシ樹脂で覆い、作用電極の片側に約 1 cm2 の保護されていない領域を残しました。電気化学的測定中、サンプルは 2216E 培地に置かれ、ウォーターバス内で一定のインキュベーション温度 (37°C) に保たれました。OCP、LPR、EIS、および潜在的な動的分極データは、Autolab ポテンショスタット (Reference 600TM、Gamry Instruments, Inc.、米国) を使用して測定されました。LPR テストは、Eocp および 1 Hz のサンプリング レートで、-5 ～ 5 mV の範囲で 0.125 mV s-1 のスキャン レートで記録されました。EIS は、定常状態 Eocp で 5 mV の印加電圧を使用して、0.01 ～ 10,000 Hz の周波数範囲にわたる正弦波で実行されました。電位掃引の前に、自由腐食電位が安定した値に達するまで、電極はアイドルモードにありました。次いで、分極曲線を、０．１６６ｍＶ／秒の走査速度でＥｏｃｐの関数として−０．２から１．５Ｖまで測定した。各試験を緑膿菌の存在下および非存在下で 3 回繰り返しました。
金属組織学的分析用のサンプルは、湿った 2000 グリットの SiC ペーパーで機械的に研磨され、その後、光学観察のために 0.05 μm の Al2O3 粉末懸濁液でさらに研磨されました。金属組織学的分析は、光学顕微鏡を使用して実行されました。サンプルは 10 wt% 水酸化カリウム 43 溶液でエッチングされました。
インキュベーション後、サンプルをリン酸緩衝食塩水 (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) で 3 回洗浄し、その後 2.5% (v/v) グルタルアルデヒドで 10 時間固定してバイオフィルムを固定しました。次いで、それをバッチエタノール（５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％および１００体積％）で脱水し、その後風乾した。最後に、SEM 観察用に導電性を与えるために、サンプルの表面に金膜が蒸着されます。SEM 画像は、各サンプルの表面上で最も固着性の緑膿菌細胞を含むスポットに焦点を当てました。EDS 分析を実行して化学元素を見つけます。Zeiss 共焦点レーザー走査顕微鏡 (CLSM) (LSM 710、Zeiss、ドイツ) を使用して、ピットの深さを測定しました。バイオフィルムの下の腐食ピットを観察するために、まず中国国家標準 (CNS) GB/T4334.4-2000 に従ってテストサンプルを洗浄し、テストサンプルの表面から腐食生成物とバイオフィルムを除去しました。
X 線光電子分光法 (XPS、ESCALAB250 表面分析システム、Thermo VG、米国) 分析は、単色 X 線源 (エネルギー 1500 eV、出力 150 W のアルミニウム Kα 線) を使用し、-1350 eV の標準条件下で広範囲の結合エネルギー 0 で実行されました。高分解能スペクトルは、50 eV の透過エネルギーと 0.2 eV ステップを使用して記録されました。
インキュベートしたサンプルを取り出し、PBS (pH 7.4 ± 0.2) で 15 秒間穏やかに洗浄しました。サンプル上のバイオフィルムの細菌生存率を観察するために、LIVE/DEAD BacLight 細菌生存率キット (Invitrogen、ユージーン、オレゴン州、米国) を使用してバイオフィルムを染色しました。このキットには、SYTO-9 緑色蛍光色素とヨウ化プロピジウム (PI) 赤色蛍光色素の 2 つの蛍光色素が含まれています。CLSM では、蛍光緑色と赤色の点がそれぞれ生細胞と死細胞を表します。染色のために、SYTO-9 3 μl および PI 溶液 3 μl を含む混合物 1 ml を暗所、室温 (23℃) で 20 分間インキュベートしました。その後、ニコン CLSM 装置 (C2 Plus、ニコン、日本) を使用して、染色サンプルを 2 つの波長 (生細胞については 488 nm、死細胞については 559 nm) で検査しました。バイオフィルムの厚さは 3D スキャニング モードで測定されました。
この記事を引用する方法: Li, H. et al.緑膿菌海洋生物膜による 2707 超二相ステンレス鋼の微生物腐食。科学。6、20190。土井：10.1038/srep20190 (2016)。
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Kim、ST、Jang、SH、Lee、IS、Park、YS ハイパー二相ステンレス鋼溶接部の耐孔食性に対する溶体化熱処理とシールドガス中の窒素の影響。 Kim、ST、Jang、SH、Lee、IS、Park、YS ハイパー二相ステンレス鋼溶接部の耐孔食性に対する溶体化熱処理とシールドガス中の窒素の影響。Kim, ST、Jang, SH、Lee, IS および Park, YS ハイパー二相ステンレス鋼溶接部の耐孔食性に対する溶体化熱処理とシールド ガス中の窒素の影響。 Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS および Park, YS 固溶熱処理と保護ガス中の窒素ガスは、超双相不溶性鋼線強度特性に及ぼす影響。 キム、ST、チャン、SH、リー、IS & パク、YSKim、ST、Jang、SH、Lee、IS、Park、YS 超二相ステンレス鋼溶接部の耐孔食性に対する溶体化熱処理とシールドガス中の窒素の影響。コロス。科学。53、1939 ～ 1947 年 (2011)。
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