ຂອບໃຈທີ່ທ່ານເຂົ້າມາຢ້ຽມຊົມ Nature.com. ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນທີ່ທ່ານກຳລັງໃຊ້ຢູ່ນັ້ນຮອງຮັບ CSS ໄດ້ຈຳກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼື ປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນລະຫວ່າງນີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການຮອງຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງຜົນເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບ ແລະ JavaScript.
ຮູບໝູນທີ່ສະແດງສາມສະໄລ້ໃນເວລາດຽວກັນ. ໃຊ້ປຸ່ມກ່ອນໜ້າ ແລະ ຕໍ່ໄປເພື່ອເລື່ອນຜ່ານສາມສະໄລ້ໃນເວລາດຽວກັນ, ຫຼືໃຊ້ປຸ່ມຕົວເລື່ອນຢູ່ທ້າຍເພື່ອເລື່ອນຜ່ານສາມສະໄລ້ໃນເວລາດຽວກັນ.
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ແພລດຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ບໍ່ມີສານເຄມີໂດຍອີງໃສ່ເທັກໂນໂລຢີນາໂນໂດຍໃຊ້ໂຄງສ້າງນາໂນນ້ຳທຽມ (EWNS) ໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນ. EWNS ມີປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າຜິວສູງ ແລະ ອີ່ມຕົວດ້ວຍຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS) ທີ່ສາມາດພົວພັນກັບ ແລະ ເຮັດໃຫ້ຈຸລິນຊີຈຳນວນໜຶ່ງບໍ່ເຄື່ອນໄຫວ, ລວມທັງເຊື້ອພະຍາດທີ່ຕິດຕໍ່ທາງອາຫານ. ໃນທີ່ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງມັນໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະສາມາດຖືກປັບແຕ່ງ ແລະ ເພີ່ມປະສິດທິພາບເພື່ອເພີ່ມທ່າແຮງຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣຍຂອງພວກມັນຕື່ມອີກ. ແພລດຟອມຫ້ອງທົດລອງ EWNS ໄດ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອປັບປຸງຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ໂດຍການປ່ຽນແປງພາລາມິເຕີການສັງເຄາະ. ລັກສະນະຂອງຄຸນສົມບັດ EWNS (ປະຈຸໄຟຟ້າ, ຂະໜາດ ແລະ ເນື້ອໃນຂອງ ROS) ໂດຍໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄໝ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກມັນໄດ້ຖືກປະເມີນສຳລັບທ່າແຮງການເຮັດໃຫ້ຈຸລິນຊີບໍ່ເຄື່ອນໄຫວຕໍ່ກັບຈຸລິນຊີທີ່ຕິດຕໍ່ທາງອາຫານເຊັ່ນ Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum ແລະ Saccharomyces cerevisiae. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ນຳສະເໜີຢູ່ທີ່ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ສາມາດຖືກປັບແຕ່ງໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການເຮັດໃຫ້ບໍ່ເຄື່ອນໄຫວເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ. ໂດຍສະເພາະ, ປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າຜິວເພີ່ມຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ ແລະ ຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາເພີ່ມຂຶ້ນ. ອັດຕາການກຳຈັດຈຸລິນຊີແມ່ນຂຶ້ນກັບຈຸລິນຊີ ແລະ ມີຄ່າຕັ້ງແຕ່ 1.0 ຫາ 3.8 log ຫຼັງຈາກການສຳຜັດກັບຢາລະອອງທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 40,000 #/cc EWNS ເປັນເວລາ 45 ນາທີ.
ການປົນເປື້ອນຂອງຈຸລິນຊີແມ່ນສາເຫດຫຼັກຂອງການເຈັບເປັນທີ່ຕິດຕໍ່ຈາກອາຫານທີ່ເກີດຈາກການກິນເຊື້ອພະຍາດ ຫຼື ສານພິດຂອງມັນ. ສະເພາະໃນສະຫະລັດອາເມລິກາ, ການເຈັບເປັນທີ່ຕິດຕໍ່ຈາກອາຫານເຮັດໃຫ້ເກີດການເຈັບເປັນປະມານ 76 ລ້ານຄົນ, 325,000 ຄົນເຂົ້າໂຮງໝໍ, ແລະ 5,000 ຄົນເສຍຊີວິດໃນແຕ່ລະປີ1. ນອກຈາກນັ້ນ, ກະຊວງກະສິກຳສະຫະລັດອາເມລິກາ (USDA) ຄາດຄະເນວ່າການບໍລິໂພກຜະລິດຕະພັນສົດທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນແມ່ນສາເຫດຂອງ 48% ຂອງພະຍາດທີ່ຕິດຕໍ່ຈາກອາຫານທັງໝົດທີ່ລາຍງານໃນສະຫະລັດ2. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງພະຍາດ ແລະ ການເສຍຊີວິດທີ່ເກີດຈາກເຊື້ອພະຍາດທີ່ຕິດຕໍ່ຈາກອາຫານໃນສະຫະລັດແມ່ນສູງຫຼາຍ, ເຊິ່ງຄາດຄະເນໂດຍສູນຄວບຄຸມ ແລະ ປ້ອງກັນພະຍາດ (CDC) ຫຼາຍກວ່າ 15.6 ຕື້ໂດລາສະຫະລັດຕໍ່ປີ3.
ປະຈຸບັນ, ການແຊກແຊງຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີດ້ວຍສານເຄມີ 4, ລັງສີ 5 ແລະ ຄວາມຮ້ອນ 6 ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພຂອງອາຫານສ່ວນຫຼາຍແມ່ນປະຕິບັດຢູ່ຈຸດຄວບຄຸມທີ່ຈຳກັດ (CCPs) ຕາມລະບົບຕ່ອງໂສ້ການຜະລິດ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຫຼັງຈາກການເກັບກ່ຽວ ແລະ/ຫຼື ໃນລະຫວ່າງການຫຸ້ມຫໍ່) ແທນທີ່ຈະເປັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະມີການປົນເປື້ອນຂ້າມ. 7. ການຄວບຄຸມການເຈັບເປັນທີ່ຕິດຕໍ່ຈາກອາຫານ ແລະ ການເນົ່າເປື່ອຍຂອງອາຫານທີ່ດີຂຶ້ນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການແຊກແຊງຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ໃນທົ່ວທຸກຂະແໜງການຈາກຟາມເຖິງໂຕະອາຫານ ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ຕົ້ນທຶນ.
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ແພລດຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ບໍ່ມີສານເຄມີ ແລະ ອີງໃສ່ເທັກໂນໂລຢີນາໂນໄດ້ຖືກພັດທະນາຂຶ້ນ ເຊິ່ງສາມາດທຳລາຍເຊື້ອແບັກທີເຣຍເທິງໜ້າດິນ ແລະ ໃນອາກາດໂດຍໃຊ້ໂຄງສ້າງນາໂນນ້ຳທຽມ (EWNS). EWNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ສອງຂະບວນການຂະໜານກັນຄື: ການສີດໄຟຟ້າ ແລະ ການໄອອອນໄນເຊຊັນນ້ຳ (ຮູບທີ 1a). ການສຶກສາກ່ອນໜ້ານີ້ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ມີຊຸດຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ຊີວະວິທະຍາທີ່ເປັນເອກະລັກ8,9,10. EWNS ມີຄ່າສະເລ່ຍ 10 ເອເລັກຕຣອນຕໍ່ໂຄງສ້າງ ແລະ ຂະໜາດນາໂນສະເລ່ຍ 25 nm (ຮູບທີ 1b,c)8,9,10. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສະທ້ອນການໝຸນຂອງເອເລັກຕຣອນ (ESR) ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ປະກອບດ້ວຍອະນຸມູນອິສະລະອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS) ຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນອະນຸມູນອິສະລະໄຮດຣອກຊິວ (OH•) ແລະ ຊຸບເປີອອກໄຊ (O2-) (ຮູບທີ 1c)8. EVNS ຢູ່ໃນອາກາດເປັນເວລາດົນນານ ແລະ ສາມາດປະທະກັບຈຸລິນຊີທີ່ລອຍຢູ່ໃນອາກາດ ແລະ ຢູ່ເທິງໜ້າດິນ, ສົ່ງ ROS ຂອງມັນ ແລະ ເຮັດໃຫ້ຈຸລິນຊີບໍ່ເຄື່ອນໄຫວ (ຮູບທີ 1d). ການສຶກສາໃນຕອນຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ສາມາດພົວພັນກັບ ແລະ ເຮັດໃຫ້ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍແກມລົບ ແລະ ແກມບວກຕ່າງໆບໍ່ສາມາດເຄື່ອນໄຫວໄດ້, ລວມທັງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ mycobacteria, ຢູ່ເທິງໜ້າດິນ ແລະ ໃນອາກາດ. ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນສົ່ງຜ່ານສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເຮັດໃຫ້ບໍ່ສາມາດເຄື່ອນໄຫວໄດ້ແມ່ນເກີດຈາກການລົບກວນຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາການສູດດົມສ້ວຍແຫຼມໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະລິມານສູງຂອງ EWNS ບໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ປອດ ຫຼື ການອັກເສບ 8.
(ກ) ການສີດໄຟຟ້າເກີດຂຶ້ນເມື່ອແຮງດັນສູງຖືກນຳໃຊ້ລະຫວ່າງທໍ່ capillary ທີ່ມີຂອງແຫຼວ ແລະ electrode counter. (ຂ) ການໃຊ້ຄວາມກົດດັນສູງເຮັດໃຫ້ເກີດປະກົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນສອງຢ່າງຄື: (i) ການສີດໄຟຟ້າຂອງນ້ຳ ແລະ (ii) ການສ້າງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ໄອອອນ) ທີ່ຕິດຢູ່ໃນ EWNS. (ຄ) ໂຄງສ້າງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ EWNS. (ງ) ເນື່ອງຈາກລັກສະນະຂະໜາດນາໂນຂອງມັນ, EWNS ມີການເຄື່ອນທີ່ສູງ ແລະ ສາມາດພົວພັນກັບເຊື້ອພະຍາດທີ່ລອຍຢູ່ໃນອາກາດໄດ້.
ຄວາມສາມາດຂອງແພລດຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີ EWNS ໃນການຢຸດການເຄື່ອນໄຫວຂອງຈຸລິນຊີທີ່ຕິດມາກັບອາຫານເທິງໜ້າດິນຂອງອາຫານສົດກໍ່ໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້. ມັນຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະຈຸພື້ນຜິວຂອງ EWNS ຮ່ວມກັບສະໜາມໄຟຟ້າສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອບັນລຸເປົ້າໝາຍການສົ່ງມອບໄດ້. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ຜົນໄດ້ຮັບເບື້ອງຕົ້ນສຳລັບໝາກເລັ່ນອິນຊີຫຼັງຈາກການສຳຜັດ 90 ນາທີທີ່ EWNS ປະມານ 50,000 #/cm3 ແມ່ນໜ້າພໍໃຈ, ໂດຍມີຈຸລິນຊີທີ່ຕິດມາກັບອາຫານຫຼາຍຊະນິດເຊັ່ນ E. coli ແລະ Listeria 11 ສັງເກດເຫັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການທົດສອບທາງອະໄວຍະວະເບື້ອງຕົ້ນບໍ່ສະແດງຜົນກະທົບທາງດ້ານຄວາມຮູ້ສຶກເມື່ອທຽບກັບໝາກເລັ່ນຄວບຄຸມ. ເຖິງແມ່ນວ່າຜົນໄດ້ຮັບການຢຸດການເຄື່ອນໄຫວໃນເບື້ອງຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນໜ້າພໍໃຈສຳລັບການນຳໃຊ້ຄວາມປອດໄພຂອງອາຫານເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນປະລິມານ EWNS ຕ່ຳຫຼາຍທີ່ 50,000 #/cc. ເຫັນໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນວ່າທ່າແຮງການຢຸດການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍກວ່າທີ່ຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຂອງການຕິດເຊື້ອແລະການເນົ່າເປື່ອຍຕື່ມອີກ.
ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາຈະສຸມໃສ່ການຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການພັດທະນາແພລດຟອມການສ້າງ EWNS ເພື່ອໃຫ້ສາມາດປັບແຕ່ງຕົວກໍານົດການສັງເຄາະ ແລະ ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີຂອງ EWNS ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍທ່າແຮງຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣຍຂອງພວກມັນ. ໂດຍສະເພາະ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໄດ້ສຸມໃສ່ການເພີ່ມປະຈຸພື້ນຜິວຂອງພວກມັນ (ເພື່ອປັບປຸງການສົ່ງມອບເປົ້າໝາຍ) ແລະ ປະລິມານ ROS (ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການເຮັດໃຫ້ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ). ອະທິບາຍລັກສະນະຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ ແລະ ເຄມີທີ່ດີທີ່ສຸດ (ຂະໜາດ, ປະຈຸ ແລະ ປະລິມານ ROS) ໂດຍໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ນຳໃຊ້ຈຸລິນຊີອາຫານທົ່ວໄປເຊັ່ນ E.
EVNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍການສີດພົ່ນດ້ວຍໄຟຟ້າ ແລະ ການໄອອອນໄນເຊຊັນພ້ອມໆກັນຂອງນ້ຳທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (18 MΩ cm–1). ເຄື່ອງພົ່ນຢາໄຟຟ້າ 12 ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນໃຊ້ສຳລັບການເຮັດໃຫ້ເປັນປໍລະປັກຂອງຂອງແຫຼວ ແລະ ການສັງເຄາະອະນຸພາກໂພລີເມີ ແລະ ເຊລາມິກ 13 ແລະ ເສັ້ນໃຍ 14 ທີ່ມີຂະໜາດຄວບຄຸມ.
ດັ່ງທີ່ໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນສິ່ງພິມກ່ອນໜ້ານີ້ 8, 9, 10, 11, ໃນການທົດລອງທົ່ວໄປ, ແຮງດັນສູງໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ລະຫວ່າງເສັ້ນເລືອດຝອຍໂລຫະ ແລະ ເອເລັກໂຕຣດຕ້ານການທີ່ມີດິນ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການນີ້, ມີສອງປະກົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນເກີດຂຶ້ນຄື: i) ການສີດໄຟຟ້າ ແລະ ii) ການໄອອອນໄນເຊຊັນຂອງນ້ຳ. ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ແຮງລະຫວ່າງສອງເອເລັກໂຕຣດເຮັດໃຫ້ເກີດປະຈຸລົບສະສົມຢູ່ເທິງໜ້ານ້ຳທີ່ກັ່ນຕົວ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການກໍ່ຕົວຂອງໂກນ Taylor. ດ້ວຍເຫດນີ້, ຢອດນ້ຳທີ່ມີປະຈຸສູງຈຶ່ງຖືກສ້າງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງສືບຕໍ່ແຕກອອກເປັນອະນຸພາກຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ເຊັ່ນດຽວກັບໃນທິດສະດີ Rayleigh16. ໃນເວລາດຽວກັນ, ສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ແຮງເຮັດໃຫ້ໂມເລກຸນນ້ຳບາງຊະນິດແຕກອອກ ແລະ ແຍກເອເລັກໂຕຣນອອກ (ໄອອອນໄນເຊຊັນ), ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ການສ້າງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS)17 ຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ. ROS18 ທີ່ສ້າງຂຶ້ນພ້ອມໆກັນໄດ້ຖືກຫຸ້ມຫໍ່ຢູ່ໃນ EWNS (ຮູບທີ 1c).
ໃນຮູບທີ 2a ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບການຜະລິດ EWNS ທີ່ພັດທະນາ ແລະ ນຳໃຊ້ໃນການສັງເຄາະ EWNS ໃນການສຶກສານີ້. ນ້ຳບໍລິສຸດທີ່ເກັບໄວ້ໃນຂວດປິດໄດ້ຖືກປ້ອນຜ່ານທໍ່ Teflon (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງພາຍໃນ 2 ມມ) ເຂົ້າໄປໃນເຂັມເຫຼັກສະແຕນເລດ 30G (ເສັ້ນໃຍໂລຫະ). ການໄຫຼຂອງນ້ຳຖືກຄວບຄຸມໂດຍຄວາມດັນອາກາດພາຍໃນຂວດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2b. ເຂັມຖືກຕິດຕັ້ງຢູ່ເທິງແຜງ Teflon ແລະສາມາດປັບດ້ວຍຕົນເອງໃຫ້ໄດ້ໄລຍະຫ່າງທີ່ກຳນົດໄວ້ຈາກເອເລັກໂຕຣດຕົວນັບ. ເອເລັກໂຕຣດຕົວນັບແມ່ນແຜ່ນອາລູມິນຽມຂັດເງົາທີ່ມີຮູຢູ່ໃຈກາງສຳລັບການເກັບຕົວຢ່າງ. ຢູ່ລຸ່ມເອເລັກໂຕຣດຕົວນັບແມ່ນຊ່ອງທາງເກັບຕົວຢ່າງອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງເຊື່ອມຕໍ່ກັບສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງຜ່ານພອດເກັບຕົວຢ່າງ (ຮູບທີ 2b). ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການສະສົມຂອງປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ອາດຈະລົບກວນການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງເກັບຕົວຢ່າງ, ອົງປະກອບເຄື່ອງເກັບຕົວຢ່າງທັງໝົດຈະຖືກຕໍ່ສາຍດິນດ້ວຍໄຟຟ້າ.
(ກ) ລະບົບສ້າງໂຄງສ້າງນາໂນນ້ຳທີ່ອອກແບບມາເພື່ອການດູດຊຶມນ້ຳ (EWNS). (ຂ) ຮູບຕັດຂວາງຂອງເຄື່ອງເກັບຕົວຢ່າງ ແລະ ເຄື່ອງພົ່ນໄຟຟ້າ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາລາມິເຕີທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດ. (ຄ) ການຕັ້ງຄ່າການທົດລອງສຳລັບການສະກັດກັ້ນການດູດຊຶມເຊື້ອແບັກທີເຣຍ.
ລະບົບການຜະລິດ EWNS ທີ່ໄດ້ອະທິບາຍຂ້າງເທິງນີ້ສາມາດປ່ຽນແປງພາລາມິເຕີການດໍາເນີນງານທີ່ສໍາຄັນເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການປັບແຕ່ງຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS. ປັບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ (V), ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມແລະເອເລັກໂຕຣດຕ້ານ (L), ແລະກະແສນໍ້າ (φ) ຜ່ານ capillary ເພື່ອປັບແຕ່ງຄຸນລັກສະນະຂອງ EWNS. ສັນຍາລັກທີ່ໃຊ້ເພື່ອເປັນຕົວແທນຂອງການປະສົມປະສານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: [V (kV), L (ຊມ)]. ປັບກະແສນໍ້າເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂກນ Taylor ທີ່ໝັ້ນຄົງຂອງຊຸດທີ່ແນ່ນອນ [V, L]. ສໍາລັບຈຸດປະສົງຂອງການສຶກສານີ້, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຮູຮັບແສງຂອງເອເລັກໂຕຣດຕ້ານ (D) ໄດ້ຖືກຮັກສາໄວ້ທີ່ 0.5 ນິ້ວ (1.29 ຊມ).
ເນື່ອງຈາກຮູບຮ່າງ ແລະ ຄວາມບໍ່ສົມດຸນທີ່ຈຳກັດ, ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຈຶ່ງບໍ່ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ຈາກຫຼັກການທຳອິດ. ແທນທີ່ຈະ, ຊອບແວ QuickField™ (Svendborg, ເດນມາກ)19 ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ສະໜາມໄຟຟ້າ. ສະໜາມໄຟຟ້າບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ, ດັ່ງນັ້ນຄ່າຂອງສະໜາມໄຟຟ້າຢູ່ປາຍຂອງ capillary ຈຶ່ງຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຄ່າອ້າງອີງສໍາລັບການຕັ້ງຄ່າຕ່າງໆ.
ໃນລະຫວ່າງການສຶກສາ, ການປະສົມປະສານຫຼາຍໆຄັ້ງຂອງແຮງດັນ ແລະ ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມ ແລະ ເອເລັກໂຕຣດຕ້ານໄດ້ຖືກປະເມີນໃນແງ່ຂອງການສ້າງໂກນ Taylor, ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂກນ Taylor, ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການຜະລິດ EWNS, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດຊ້ຳໄດ້. ການປະສົມປະສານຕ່າງໆແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງເສີມ S1.
ຜົນຜະລິດຂອງລະບົບການຜະລິດ EWNS ໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບເຄື່ອງວິເຄາະຂະໜາດອະນຸພາກແບບສະແກນເຄື່ອນທີ່ (SMPS, ຮຸ່ນ 3936, TSI, Shoreview, MN) ສຳລັບການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຈຳນວນອະນຸພາກ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ Aerosol Faraday Electrometer (TSI, ຮຸ່ນ 3068B, Shoreview, MN). ສຳລັບກະແສໄຟຟ້າຂອງ aerosol ໄດ້ຖືກວັດແທກຕາມທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນສິ່ງພິມກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ. ທັງ SMPS ແລະເຄື່ອງວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ aerosol ທີ່ເກັບຕົວຢ່າງໃນອັດຕາການໄຫຼ 0.5 ລິດ/ນາທີ (ການໄຫຼຂອງຕົວຢ່າງທັງໝົດ 1 ລິດ/ນາທີ). ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຈຳນວນອະນຸພາກ ແລະ ການໄຫຼຂອງ aerosol ໄດ້ຖືກວັດແທກເປັນເວລາ 120 ວິນາທີ. ການວັດແທກແມ່ນເຮັດຊ້ຳອີກ 30 ເທື່ອ. ອີງຕາມການວັດແທກກະແສໄຟຟ້າ, ປະຈຸໄຟຟ້າທັງໝົດຂອງ aerosol ຖືກຄິດໄລ່ ແລະ ປະຈຸໄຟຟ້າສະເລ່ຍຂອງ EWNS ແມ່ນປະມານສຳລັບຈຳນວນອະນຸພາກ EWNS ທີ່ເລືອກທັງໝົດ. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສະເລ່ຍຂອງ EWNS ສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ (1):
ບ່ອນທີ່ IEl ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າທີ່ວັດແທກໄດ້, NSMPS ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນດິຈິຕອລທີ່ວັດແທກດ້ວຍ SMPS, ແລະ φEl ແມ່ນອັດຕາການໄຫຼຕໍ່ເອເລັກໂຕຣມິເຕີ.
ເນື່ອງຈາກຄວາມຊຸ່ມຊື່ນສຳພັດ (RH) ມີຜົນກະທົບຕໍ່ປະຈຸໄຟຂອງໜ້າດິນ, ອຸນຫະພູມ ແລະ (RH) ຈຶ່ງຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່ໃນລະຫວ່າງການທົດລອງຢູ່ທີ່ 21°C ແລະ 45% ຕາມລຳດັບ.
ກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລະມານູ (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) ແລະ ໂພຣບ AC260T (Olympus, ໂຕກຽວ, ຍີ່ປຸ່ນ) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກຂະໜາດ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງ EWNS. ຄວາມຖີ່ຂອງການສະແກນ AFM ແມ່ນ 1 Hz, ພື້ນທີ່ການສະແກນແມ່ນ 5 μm × 5 μm, ແລະ ເສັ້ນສະແກນ 256 ເສັ້ນ. ຮູບພາບທັງໝົດໄດ້ຖືກນໍາໄປປັບຮູບລໍາດັບທີ 1 ໂດຍໃຊ້ຊອບແວ Asylum (ຊ່ວງໜ້າກາກ 100 nm, ຂອບເຂດຂອບເຂດ 100 pm).
ຊ່ອງທາງທົດສອບໄດ້ຖືກຖອດອອກ ແລະ ໜ້າຜິວໄມກາໄດ້ຖືກວາງໄວ້ທີ່ໄລຍະຫ່າງ 2.0 ຊມ ຈາກເອເລັກໂຕຣດຕ້ານເປັນເວລາສະເລ່ຍ 120 ວິນາທີ ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການລວມຕົວຂອງອະນຸພາກ ແລະ ການສ້າງຢອດທີ່ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີເທິງໜ້າຜິວໄມກາ. EWNS ໄດ້ຖືກສີດໂດຍກົງໃສ່ໜ້າຜິວຂອງໄມກາທີ່ຕັດໃໝ່ໆ (Ted Pella, Redding, CA). ຮູບພາບຂອງໜ້າຜິວໄມກາທັນທີຫຼັງຈາກການສີດ AFM. ມຸມສຳຜັດຂອງໜ້າຜິວຂອງໄມກາທີ່ຕັດໃໝ່ໆແມ່ນໃກ້ກັບ 0°, ສະນັ້ນ EVNS ຈຶ່ງຖືກແຈກຢາຍຢູ່ເທິງໜ້າຜິວໄມກາໃນຮູບແບບຂອງໂດມ. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ (a) ແລະ ຄວາມສູງ (h) ຂອງຢອດກະຈາຍໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍກົງຈາກພູມສັນຖານ AFM ແລະ ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ປະລິມານການແຜ່ກະຈາຍໂດມ EWNS ໂດຍໃຊ້ວິທີການທີ່ຖືກກວດສອບກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ. ສົມມຸດວ່າ EWNS ທີ່ມີຢູ່ໃນເຄື່ອງມີປະລິມານດຽວກັນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທຽບເທົ່າສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ (2):
ອີງຕາມວິທີການທີ່ພັດທະນາມາກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ, ກັບດັກການໝຸນຂອງເອເລັກຕຣອນສະປິນ (ESR) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດຫາການມີຢູ່ຂອງອະນຸມູນອິດສະລະທີ່ມີອາຍຸສັ້ນໃນ EWNS. ແອໂຣຊອນໄດ້ຖືກຟອງຜ່ານເຄື່ອງປະສົມ Midget 650 μm (Ace Glass, Vineland, NJ) ທີ່ມີສານລະລາຍ 235 mM ຂອງ DEPMPO(5-(diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc.). ພອດແລນ, Oregon). ການວັດແທກ ESR ທັງໝົດໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງວັດແທກ Bruker EMX (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ແລະ ເຊວແບນ. ຊອບແວ Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບກຳ ແລະ ວິເຄາະຂໍ້ມູນ. ການກຳນົດລັກສະນະຂອງ ROS ໄດ້ຖືກປະຕິບັດພຽງແຕ່ສໍາລັບຊຸດຂອງເງື່ອນໄຂການປະຕິບັດງານ [-6.5 kV, 4.0 cm]. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ EWNS ໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ SMPS ຫຼັງຈາກຄໍານຶງເຖິງການສູນເສຍ EWNS ໃນເຄື່ອງກະທົບ.
ລະດັບໂອໂຊນໄດ້ຖືກຕິດຕາມກວດກາໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງຕິດຕາມກວດກາໂອໂຊນສອງລຳ 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
ສຳລັບຄຸນສົມບັດ EWNS ທັງໝົດ, ຄ່າສະເລ່ຍຖືກໃຊ້ເປັນຄ່າວັດແທກ, ແລະ ຄ່າຜັນປ່ຽນມາດຕະຖານຖືກໃຊ້ເປັນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກ. ການທົດສອບ T ໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອປຽບທຽບຄ່າຂອງຄຸນລັກສະນະ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດກັບຄ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງ EWNS ພື້ນຖານ.
ຮູບທີ 2c ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບ "ດຶງ" ການຕົກຕະກອນໄຟຟ້າສະຖິດ (EPES) ທີ່ພັດທະນາມາກ່ອນ ແລະ ມີລັກສະນະສະເພາະ ເຊິ່ງສາມາດໃຊ້ສຳລັບການສົ່ງ EWNS ໄປທີ່ໜ້າດິນຕາມເປົ້າໝາຍ. EPES ໃຊ້ປະຈຸໄຟຟ້າ EVNS ທີ່ສາມາດ "ນຳພາ" ໂດຍກົງໄປຫາໜ້າດິນຂອງເປົ້າໝາຍພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງສະໜາມໄຟຟ້າທີ່ແຮງ. ລາຍລະອຽດຂອງລະບົບ EPES ໄດ້ຖືກນຳສະເໜີໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາໂດຍ Pyrgiotakis et al. 11. ດັ່ງນັ້ນ, EPES ປະກອບດ້ວຍຫ້ອງ PVC ທີ່ພິມ 3D ທີ່ມີປາຍຮູບຈວຍ ແລະ ປະກອບດ້ວຍແຜ່ນໂລຫະສະແຕນເລດສອງແຜ່ນຂະໜານກັນ (ສະແຕນເລດ 304, ເຄືອບກະຈົກ) ຢູ່ໃຈກາງຫ່າງກັນ 15.24 ຊມ. ກະດານໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຫຼ່ງແຮງດັນສູງພາຍນອກ (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), ແຜ່ນດ້ານລຸ່ມຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຮງດັນບວກສະເໝີ, ແລະ ແຜ່ນດ້ານເທິງຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບພື້ນດິນສະເໝີ (ພື້ນດິນລອຍ). ຝາຫ້ອງຖືກປົກຄຸມດ້ວຍແຜ່ນອະລູມິນຽມ, ເຊິ່ງຖືກຕໍ່ພື້ນດິນດ້ວຍໄຟຟ້າເພື່ອປ້ອງກັນການສູນເສຍອະນຸພາກ. ຫ້ອງດັ່ງກ່າວມີປະຕູໂຫຼດດ້ານໜ້າທີ່ປິດສະໜິດເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດວາງໜ້າຜິວທົດສອບໄວ້ເທິງຂາຕັ້ງພາດສະຕິກທີ່ຍົກພວກມັນຂຶ້ນເໜືອແຜ່ນໂລຫະດ້ານລຸ່ມເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການລົບກວນແຮງດັນສູງ.
ປະສິດທິພາບການວາງຊັ້ນຂອງ EWNS ໃນ EPES ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ຕາມໂປໂຕຄອນທີ່ພັດທະນາໄວ້ກ່ອນໜ້ານີ້ທີ່ມີລາຍລະອຽດຢູ່ໃນຮູບເສີມ S111.
ໃນຖານະທີ່ເປັນຫ້ອງຄວບຄຸມ, ຫ້ອງໄຫຼຮູບຊົງກະບອກທີສອງໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ເປັນຊຸດກັບລະບົບ EPES, ເຊິ່ງຕົວກອງ HEPA ລະດັບກາງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກໍາຈັດ EWNS. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2c, ອາຍລະອອງ EWNS ໄດ້ຖືກສູບຜ່ານສອງຫ້ອງທີ່ຕິດຕັ້ງໄວ້ພາຍໃນ. ຕົວກອງລະຫວ່າງຫ້ອງຄວບຄຸມ ແລະ EPES ຈະກໍາຈັດ EWNS ທີ່ຍັງເຫຼືອອອກ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອຸນຫະພູມ (T), ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນສໍາພັດ (RH) ແລະ ລະດັບໂອໂຊນດຽວກັນ.
ຈຸລິນຊີທີ່ສຳຄັນທີ່ຕິດຕໍ່ທາງອາຫານໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າປົນເປື້ອນອາຫານສົດເຊັ່ນ: E. coli (ATCC #27325), ຕົວຊີ້ບອກອາຈົມ, Salmonella enterica (ATCC #53647), ເຊື້ອພະຍາດທີ່ຕິດຕໍ່ທາງອາຫານ, Listeria harmless (ATCC #33090), ຕົວແທນສຳລັບເຊື້ອພະຍາດ Listeria monocytogenes, ເຊິ່ງໄດ້ມາຈາກ ATCC (Manassas, VA) Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098), ທົດແທນເຊື້ອລາທີ່ເນົ່າເປື່ອຍ, ແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທີ່ຕ້ານທານໄດ້ຫຼາຍກວ່າ, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
ຊື້ໝາກເລັ່ນອໍແກນິກກ່ອງແບບສຸ່ມຈາກຕະຫຼາດທ້ອງຖິ່ນຂອງທ່ານ ແລະ ເກັບໄວ້ໃນຕູ້ເຢັນທີ່ 4°C ຈົນກວ່າຈະນຳໃຊ້ (ສູງສຸດ 3 ມື້). ໝາກເລັ່ນທົດລອງທັງໝົດມີຂະໜາດເທົ່າກັນ, ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງປະມານ 1/2 ນິ້ວ.
ໂປໂຕຄອນການເພາະເລี้ยง, ການສັກຢາ, ການສຳຜັດ, ແລະ ການນັບຈຳນວນກຸ່ມແມ່ນໄດ້ລະບຸໄວ້ໃນສິ່ງພິມກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ ແລະ ລາຍລະອຽດໃນຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ. ປະສິດທິພາບຂອງ EWNS ໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍການສຳຜັດໝາກເລັ່ນທີ່ສັກເຊື້ອແລ້ວໃຫ້ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 40,000 #/cm3 ເປັນເວລາ 45 ນາທີ. ໂດຍຫຍໍ້, ໝາກເລັ່ນສາມໜ່ວຍໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປະເມີນຈຸລິນຊີທີ່ຍັງເຫຼືອໃນເວລາ t = 0 ນາທີ. ໝາກເລັ່ນສາມໜ່ວຍຖືກວາງໄວ້ໃນ EPES ແລະ ສຳຜັດກັບ EWNS ທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 40,000 #/cc (ໝາກເລັ່ນທີ່ສຳຜັດກັບ EWNS) ແລະ ອີກສາມໜ່ວຍທີ່ເຫຼືອຖືກວາງໄວ້ໃນຫ້ອງຄວບຄຸມ (ໝາກເລັ່ນຄວບຄຸມ). ການປຸງແຕ່ງໝາກເລັ່ນເພີ່ມເຕີມໃນທັງສອງກຸ່ມບໍ່ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ. ໝາກເລັ່ນທີ່ສຳຜັດກັບ EWNS ແລະ ໝາກເລັ່ນຄວບຄຸມໄດ້ຖືກເອົາອອກຫຼັງຈາກ 45 ນາທີເພື່ອປະເມີນຜົນກະທົບຂອງ EWNS.
ການທົດລອງແຕ່ລະຄັ້ງໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນສາມຄັ້ງ. ການວິເຄາະຂໍ້ມູນໄດ້ຖືກປະຕິບັດຕາມໂປໂຕຄອນທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມ.
ກົນໄກການເຮັດໃຫ້ບໍ່ມີການເຄື່ອນໄຫວໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍການຕົກຕະກອນຂອງຕົວຢ່າງ EWNS ທີ່ຖືກສຳຜັດ (45 ນາທີທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງລະອອງ EWNS 40,000 #/cm3) ແລະຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການສ່ອງແສງຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍທີ່ບໍ່ເປັນອັນຕະລາຍ E. coli, Salmonella enterica ແລະ Lactobacillus. ອະນຸພາກໄດ້ຖືກຄົງຢູ່ໃນ 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde ແລະ 0.03% picric acid ໃນ 0.1 M sodium cacodylate buffer (pH 7.4) ເປັນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ຫຼັງຈາກລ້າງແລ້ວ, ໃຫ້ຄົງຫຼັງການແຊ່ແຂງດ້ວຍ 1% osmium tetroxide (OsO4)/1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) ເປັນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງ, ລ້າງ 3 ເທື່ອໃນນ້ຳ ແລະ ບົ່ມໃນ 1% uranyl acetate ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງ, ຈາກນັ້ນລ້າງສອງເທື່ອໃນນ້ຳ, ຈາກນັ້ນເອົານ້ຳອອກເປັນເວລາ 10 ນາທີໃນເຫຼົ້າ 50%, 70%, 90%, 100%. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໃນ propylene oxide ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງ ແລະ ແຊ່ດ້ວຍສ່ວນປະສົມ 1:1 ຂອງ propylene oxide ແລະ TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA). ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຝັງຢູ່ໃນ TAAB Epon ແລະ ປະສົມໂພລີເມີທີ່ອຸນຫະພູມ 60°C ເປັນເວລາ 48 ຊົ່ວໂມງ. ຢາງທີ່ເປັນເມັດທີ່ແຫ້ງແລ້ວໄດ້ຖືກຕັດ ແລະ ເບິ່ງເຫັນໂດຍ TEM ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນສົ່ງຜ່ານແບບທຳມະດາ JEOL 1200EX (JEOL, ໂຕກຽວ, ຍີ່ປຸ່ນ) ທີ່ມີກ້ອງ CCD AMT 2k (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, ອາເມລິກາ).
ການທົດລອງທັງໝົດໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນສາມຊ້ຳ. ສຳລັບແຕ່ລະຈຸດເວລາ, ການລ້າງເຊື້ອແບັກທີເຣຍໄດ້ຖືກປູກເປັນສາມຊ້ຳ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ມີຈຸດຂໍ້ມູນທັງໝົດເກົ້າຈຸດຕໍ່ຈຸດ, ເຊິ່ງຄ່າສະເລ່ຍຂອງມັນຖືກໃຊ້ເປັນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣຍສຳລັບຈຸລິນຊີສະເພາະນັ້ນ. ຄ່າຜັນປ່ຽນມາດຕະຖານຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກ. ຄະແນນທັງໝົດນັບ.
ລັກະຣິດຂອງການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເມື່ອທຽບກັບ t = 0 ນາທີໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ C0 ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນຕົວຢ່າງຄວບຄຸມໃນເວລາ 0 (ເຊັ່ນ: ຫຼັງຈາກໜ້າດິນແຫ້ງແລ້ວ ແຕ່ກ່ອນທີ່ຈະຖືກວາງໄວ້ໃນຫ້ອງ) ແລະ Cn ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຢູ່ເທິງໜ້າດິນຫຼັງຈາກ n ນາທີຂອງການສຳຜັດ.
ເພື່ອພິຈາລະນາເຖິງການເສື່ອມສະພາບຕາມທຳມະຊາດຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນລະຫວ່າງການສຳຜັດ 45 ນາທີ, ການຫຼຸດຜ່ອນ log ເມື່ອທຽບກັບກຸ່ມຄວບຄຸມຫຼັງຈາກ 45 ນາທີກໍ່ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ Cn ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນຕົວຢ່າງຄວບຄຸມໃນເວລາ n ແລະ Cn-Control ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຄວບຄຸມໃນເວລາ n. ຂໍ້ມູນຖືກນຳສະເໜີເປັນການຫຼຸດຜ່ອນ log ເມື່ອທຽບກັບການຄວບຄຸມ (ບໍ່ມີການສຳຜັດກັບ EWNS).
ໃນລະຫວ່າງການສຶກສາ, ການປະສົມປະສານຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ ແລະ ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມ ແລະ ເອເລັກໂຕຣດຕ້ານໄດ້ຖືກປະເມີນໃນແງ່ຂອງການສ້າງໂກນ Taylor, ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂກນ Taylor, ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການຜະລິດ EWNS, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດຊ້ຳອີກ. ການປະສົມປະສານຕ່າງໆແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງເສີມ S1. ສອງກໍລະນີທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ສາມາດຜະລິດຊ້ຳໄດ້ (ໂກນ Taylor, ການສ້າງ EWNS, ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຕາມການເວລາ) ໄດ້ຖືກເລືອກສຳລັບການສຶກສາທີ່ຄົບຖ້ວນ. ໃນຮູບທີ 3 ສະແດງຜົນໄດ້ຮັບສຳລັບປະຈຸ, ຂະໜາດ, ແລະ ເນື້ອໃນຂອງ ROS ໃນທັງສອງກໍລະນີ. ຜົນໄດ້ຮັບຍັງສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງທີ 1. ສຳລັບການອ້າງອີງ, ທັງຮູບທີ 3 ແລະ ຕາຕະລາງທີ 1 ລວມມີຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS8, 9, 10, 11 ທີ່ສັງເຄາະກ່ອນໜ້ານີ້ທີ່ບໍ່ໄດ້ປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດ (ເສັ້ນຖານ-EWNS). ການຄິດໄລ່ຄວາມສຳຄັນທາງສະຖິຕິໂດຍໃຊ້ການທົດສອບ t ສອງຫາງໄດ້ຖືກເຜີຍແຜ່ຄືນໃໝ່ໃນຕາຕະລາງເສີມ S2. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມລວມມີການສຶກສາກ່ຽວກັບຜົນກະທົບຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງຮູເກັບຕົວຢ່າງເອເລັກໂຕຣດຕ້ານ (D) ແລະ ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເອເລັກໂຕຣດດິນ ແລະ ປາຍ (L) (ຮູບເສີມ S2 ແລະ S3).
(ac) ການແຈກຢາຍຂະໜາດທີ່ວັດແທກໂດຍ AFM. (df) ຄຸນລັກສະນະປະຈຸໄຟໜ້າດິນ. (g) ຄຸນລັກສະນະ ROS ຂອງ EPR.
ມັນຍັງມີຄວາມສຳຄັນທີ່ຄວນສັງເກດວ່າ ສຳລັບເງື່ອນໄຂທັງໝົດຂ້າງເທິງນີ້, ກະແສໄຟຟ້າໄອອອນໄນເຊຊັນທີ່ວັດແທກໄດ້ແມ່ນຢູ່ລະຫວ່າງ 2 ຫາ 6 μA ແລະ ແຮງດັນລະຫວ່າງ -3.8 ຫາ -6.5 kV, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການໃຊ້ພະລັງງານໜ້ອຍກວ່າ 50 mW ສຳລັບໂມດູນຕິດຕໍ່ການຜະລິດ EWNS ດຽວນີ້. ເຖິງແມ່ນວ່າ EWNS ຖືກສັງເຄາະພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນສູງ, ແຕ່ລະດັບໂອໂຊນແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ, ບໍ່ເຄີຍເກີນ 60 ppb.
ຮູບເສີມ S4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະໜາມໄຟຟ້າຈຳລອງສຳລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 ຊມ] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 ຊມ] ຕາມລຳດັບ. ສຳລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 ຊມ] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 ຊມ], ການຄິດໄລ່ສະໜາມແມ່ນ 2 × 105 V/m ແລະ 4.7 × 105 V/m ຕາມລຳດັບ. ຄາດວ່າສິ່ງນີ້ຈະເກີດຂຶ້ນ, ເພາະວ່າໃນກໍລະນີທີສອງອັດຕາສ່ວນແຮງດັນ-ໄລຍະທາງຈະສູງກວ່າຫຼາຍ.
ໃນຮູບທີ 3a, b ສະແດງໃຫ້ເຫັນເສັ້ນຜ່າສູນກາງ EWNS ທີ່ວັດແທກດ້ວຍ AFM8. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ EWNS ສະເລ່ຍທີ່ຄິດໄລ່ໄດ້ແມ່ນ 27 nm ແລະ 19 nm ສຳລັບແຜນການ [-6.5 kV, 4.0 ຊມ] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 ຊມ] ຕາມລຳດັບ. ສຳລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 ຊມ] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 ຊມ], ຄ່າຜັນປ່ຽນມາດຕະຖານທາງເລຂາຄະນິດຂອງການແຈກຢາຍແມ່ນ 1.41 ແລະ 1.45 ຕາມລຳດັບ, ຊີ້ບອກເຖິງການແຈກຢາຍຂະໜາດທີ່ແຄບ. ທັງຂະໜາດສະເລ່ຍ ແລະ ຄ່າຜັນປ່ຽນມາດຕະຖານທາງເລຂາຄະນິດແມ່ນໃກ້ຄຽງກັບ EWNS ພື້ນຖານຫຼາຍ, ທີ່ 25 nm ແລະ 1.41 ຕາມລຳດັບ. ໃນຮູບທີ 3c ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍຂະໜາດຂອງ EWNS ພື້ນຖານທີ່ວັດແທກໂດຍໃຊ້ວິທີການດຽວກັນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ.
ໃນຮູບທີ 3d, e ສະແດງຜົນຂອງການວິເຄາະລັກສະນະປະຈຸໄຟຟ້າ. ຂໍ້ມູນແມ່ນການວັດແທກສະເລ່ຍຂອງການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ (#/cm3) ແລະກະແສໄຟຟ້າ (I) ພ້ອມໆກັນ 30 ຄັ້ງ. ການວິເຄາະສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າປະຈຸໄຟຟ້າສະເລ່ຍໃນ EWNS ແມ່ນ 22 ± 6 e- ແລະ 44 ± 6 e- ສຳລັບ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຕາມລຳດັບ. ພວກມັນມີປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າດິນສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານ (10 ± 2 e-), ສູງກວ່າສອງເທົ່າຂອງສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະສູງກວ່າສີ່ເທົ່າຂອງສະຖານະການ [-3 .8 kV, 0.5 cm]. ຮູບທີ 3f ສະແດງຂໍ້ມູນປະຈຸໄຟຟ້າສຳລັບ Baseline-EWNS.
ຈາກແຜນທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວເລກ EWNS (ຮູບເສີມ S5 ແລະ S6), ສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ມີອະນຸພາກຫຼາຍກ່ວາສະຖານະການ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ມັນຍັງຄວນສັງເກດວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວເລກ EWNS ໄດ້ຖືກຕິດຕາມກວດກາເຖິງ 4 ຊົ່ວໂມງ (ຮູບເສີມ S5 ແລະ S6), ບ່ອນທີ່ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການສ້າງ EWNS ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວເລກອະນຸພາກດຽວກັນໃນທັງສອງກໍລະນີ.
ໃນຮູບທີ 3g ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະເປກຕຣຳ EPR ຫຼັງຈາກການຫັກລົບຂອງຕົວຄວບຄຸມ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດ (ພື້ນຫຼັງ) ທີ່ [-6.5 kV, 4.0 cm]. ສະເປກຕຣຳ ROS ຍັງໄດ້ຖືກປຽບທຽບກັບສະຖານະການ Baseline-EWNS ໃນວຽກງານທີ່ເຄີຍເຜີຍແຜ່ມາກ່ອນ. ຈຳນວນຂອງ EWNS ທີ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບກັບດັກໝຸນໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ວ່າເປັນ 7.5 × 104 EWNS/s, ເຊິ່ງຄ້າຍຄືກັບ Baseline-EWNS8 ທີ່ເຄີຍເຜີຍແຜ່ມາກ່ອນ. ສະເປກຕຣຳ EPR ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນເຖິງການມີຢູ່ຂອງ ROS ສອງຊະນິດ, ໂດຍ O2- ເປັນຊະນິດທີ່ໂດດເດັ່ນ ແລະ OH• ມີຄວາມອຸດົມສົມບູນໜ້ອຍກວ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປຽບທຽບໂດຍກົງຂອງຄວາມເຂັ້ມສູງສຸດສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດມີປະລິມານ ROS ສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານ.
ໃນຮູບທີ 4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບການວາງຊັ້ນຂອງ EWNS ໃນ EPES. ຂໍ້ມູນດັ່ງກ່າວຍັງໄດ້ຖືກສະຫຼຸບຢູ່ໃນຕາຕະລາງທີ I ແລະປຽບທຽບກັບຂໍ້ມູນ EWNS ຕົ້ນສະບັບ. ສຳລັບທັງສອງກໍລະນີຂອງ EUNS, ການວາງຊັ້ນໃກ້ກັບ 100% ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ທີ່ແຮງດັນຕໍ່າ 3.0 kV. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, 3.0 kV ແມ່ນພຽງພໍສຳລັບການວາງຊັ້ນ 100%, ໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງການປ່ຽນແປງຂອງປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າດິນ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ປະສິດທິພາບການວາງຊັ້ນຂອງ Baseline-EWNS ແມ່ນພຽງແຕ່ 56% ເນື່ອງຈາກປະຈຸໄຟຟ້າຕ່ຳກວ່າ (ສະເລ່ຍ 10 ເອເລັກຕຣອນຕໍ່ EWNS).
ໃນຮູບທີ 5 ແລະ ຕາຕະລາງທີ 2 ສະຫຼຸບຄ່າການຢຸດການເຄື່ອນໄຫວຂອງຈຸລິນຊີທີ່ຖືກສັກໃສ່ໜ້າດິນຂອງໝາກເລັ່ນຫຼັງຈາກໄດ້ຮັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນປະມານ 40,000 #/cm3 EWNS ເປັນເວລາ 45 ນາທີໃນໂໝດທີ່ດີທີ່ສຸດ [-6.5 kV, 4.0 cm]. ເຊື້ອ E. coli ແລະ Lactobacillus innocuous ທີ່ຖືກສັກສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ 3.8 logs ໃນລະຫວ່າງການສຳຜັດ 45 ນາທີ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, S. enterica ມີການຫຼຸດລົງ 2.2-log, ໃນຂະນະທີ່ S. cerevisiae ແລະ M. parafortutum ມີການຫຼຸດລົງ 1.0-log.
ຮູບຖ່າຍຈຸລະພາກເອເລັກຕຣອນ (ຮູບທີ 6) ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການປ່ຽນແປງທາງກາຍະພາບທີ່ເກີດຈາກ EWNS ໃນຈຸລັງ Escherichia coli, Streptococcus, ແລະ Lactobacillus ທີ່ບໍ່ເປັນອັນຕະລາຍ ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ການບໍ່ເຄື່ອນໄຫວຂອງພວກມັນ. ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຄວບຄຸມມີເຍື່ອຫຸ້ມຈຸລັງທີ່ຄົບຖ້ວນ, ໃນຂະນະທີ່ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຖືກສຳຜັດໄດ້ທຳລາຍເຍື່ອຫຸ້ມຈຸລັງຊັ້ນນອກ.
ການຖ່າຍພາບດ້ວຍກ້ອງຈຸລະທັດອີເລັກຕຣອນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍກຸ່ມຄວບຄຸມ ແລະ ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຖືກສຳຜັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເສຍຫາຍຂອງເຍື່ອຫຸ້ມເຊລ.
ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະເຄມີຂອງ EWNS ທີ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດ (ປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າດິນ ແລະ ປະລິມານ ROS) ຂອງ EWNS ໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບຂໍ້ມູນພື້ນຖານຂອງ EWNS ທີ່ເຜີຍແຜ່ກ່ອນໜ້ານີ້8,9,10,11. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຂະໜາດຂອງມັນຍັງຄົງຢູ່ໃນລະດັບນາໂນແມັດ, ຄ້າຍຄືກັນກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ລາຍງານກ່ອນໜ້ານີ້, ຊ່ວຍໃຫ້ພວກມັນຢູ່ໃນອາກາດໄດ້ເປັນເວລາດົນນານ. ຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງການກະຈາຍຕົວທີ່ສັງເກດເຫັນສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍການປ່ຽນແປງປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າດິນທີ່ກຳນົດຂະໜາດຂອງ EWNS, ຄວາມສຸ່ມຂອງຜົນກະທົບຂອງ Rayleigh, ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການລວມຕົວກັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ດັ່ງທີ່ໄດ້ລະບຸໄວ້ໂດຍ Nielsen et al. 22, ປະຈຸໄຟຟ້າໜ້າດິນສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການລະເຫີຍໂດຍການເພີ່ມພະລັງງານ/ຄວາມຕຶງຄຽດໜ້າດິນຂອງຢອດນ້ຳຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ໃນສິ່ງພິມກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ8 ທິດສະດີນີ້ໄດ້ຮັບການຢືນຢັນຈາກການທົດລອງສຳລັບຈຸລະພາກຢອດນ້ຳ 22 ແລະ EWNS. ການສູນເສຍປະຈຸໄຟຟ້າໃນຊ່ວງເວລາເຮັດວຽກລ່ວງເວລາຍັງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຂະໜາດ ແລະ ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການແຈກຢາຍຂະໜາດທີ່ສັງເກດເຫັນ.