Ви благодариме што ја посетивте Nature.com.Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена поддршка за CSS.За најдобро искуство, препорачуваме да користите ажуриран прелистувач (или да го оневозможите режимот на компатибилност во Internet Explorer).Во меѓувреме, за да обезбедиме континуирана поддршка, ќе ја направиме страницата без стилови и JavaScript.
Рингишпил што прикажува три слајдови во исто време.Користете ги копчињата Previous и Next за да се движите низ три слајдови истовремено или користете ги копчињата за лизгање на крајот за да се движите низ три слајдови истовремено.
Неодамна, развиена е антимикробна платформа без хемикалии заснована на нанотехнологија користејќи вештачки водени наноструктури (EWNS).EWNS имаат висок површински полнеж и се заситени со реактивни кислородни видови (ROS) кои можат да комуницираат и да деактивираат голем број микроорганизми, вклучително и патогени од храната.Овде се покажува дека нивните својства за време на синтезата може да се дотераат и оптимизираат за дополнително да го подобрат нивниот антибактериски потенцијал.Лабораториската платформа EWNS беше дизајнирана да ги дотерува својствата на EWNS со менување на параметрите за синтеза.Карактеризација на својствата на EWNS (полнење, големина и содржина на ROS) со користење на современи аналитички методи.Дополнително, тие беа евалуирани за нивниот потенцијал за инактивација на микроби против микроорганизмите кои се пренесуваат преку храната како што се Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum и Saccharomyces cerevisiae.Резултатите презентирани овде покажуваат дека својствата на EWNS може да се дотеруваат за време на синтезата, што резултира со експоненцијално зголемување на ефикасноста на инактивација.Посебно, површинскиот полнеж се зголеми за фактор четири, а реактивните видови кислород се зголемија.Стапката на отстранување на микробите беше микробиолошки зависна и се движеше од 1,0 до 3,8 log по 45 минутна изложеност на доза на аеросол од 40.000 #/cc EWNS.
Микробната контаминација е главната причина за болести кои се пренесуваат преку храна, предизвикани од ингестија на патогени или нивни токсини.Само во Соединетите Американски Држави, болестите кои се пренесуваат преку храна предизвикуваат околу 76 милиони болести, 325.000 приеми во болница и 5.000 смртни случаи секоја година1.Дополнително, Министерството за земјоделство на Соединетите Држави (USDA) проценува дека зголемената потрошувачка на свежи производи е одговорна за 48% од сите пријавени болести предизвикани од храна во САД2.Трошоците за болести и смрт предизвикани од патогени преку храна во Соединетите држави се многу високи, проценети од Центрите за контрола и превенција на болести (ЦДЦ) на повеќе од 15,6 милијарди американски долари годишно3.
Во моментов, хемиските4, зрачења5 и термалните6 антимикробни интервенции за да се осигури безбедноста на храната најчесто се спроведуваат на ограничени критични контролни точки (CCP) долж производниот синџир (обично по бербата и/или за време на пакувањето), наместо континуирано.така, тие се склони кон вкрстена контаминација.7. За подобра контрола на болестите што се пренесуваат преку храна и расипувањето на храната потребни се антимикробни интервенции кои потенцијално можат да се применат низ континуумот од фарма до маса, истовремено намалувајќи ги влијанијата и трошоците врз животната средина.
Неодамна, развиена е антимикробна платформа без хемикалии, базирана на нанотехнологија која може да ги инактивира површинските и воздушните бактерии користејќи вештачки водени наноструктури (EWNS).EWNS беше синтетизиран со користење на два паралелни процеси, електроспреј и јонизација на вода (сл. 1а).Претходните студии покажаа дека EWNS имаат уникатен сет на физички и биолошки својства8,9,10.EWNS имаат просечно 10 електрони по структура и просечна големина на нано размери од 25 nm (сл. 1b,c) 8,9,10.Дополнително, резонанца на електронски спин (ESR) покажа дека EWNS содржи голема количина на реактивни кислородни видови (ROS), главно радикали хидроксилни (OH•) и супероксидни (O2-) (сл. 1в)8.ЕВНС долго време е во воздухот и може да се судри со микроорганизми кои се суспендирани во воздухот и присутни на површината, доставувајќи ја нивната носивост ROS и предизвикувајќи инактивација на микроорганизмите (сл. 1г).Овие рани студии исто така покажаа дека EWNS може да комуницира и да деактивира различни грам-негативни и грам-позитивни бактерии, вклучително и микобактерии, на површини и во воздухот.Преносната електронска микроскопија покажа дека инактивацијата е предизвикана од нарушување на клеточната мембрана.Дополнително, студиите за акутна инхалација покажаа дека високите дози на EWNS не предизвикуваат оштетување на белите дробови или воспаление 8 .
(а) Електроспреј се јавува кога се применува висок напон помеѓу капиларна цевка што содржи течност и контра електрода.(б) Примената на висок притисок резултира со два различни феномени: (i) електропрскање на вода и (ii) формирање на реактивни видови кислород (јони) заробени во EWNS.(в) Уникатната структура на EWNS.(г) Поради нивната природа на нано размери, EWNS се многу мобилни и можат да комуницираат со патогени во воздухот.
Способноста на антимикробната платформа EWNS да ги деактивира микроорганизмите од храната на површината на свежата храна, исто така неодамна беше докажана.Исто така, се покажа дека површинскиот полнеж на EWNS во комбинација со електрично поле може да се користи за да се постигне целна испорака.Покрај тоа, прелиминарните резултати за органски домати по 90-минутна изложеност на EWNS од околу 50.000 #/cm3 беа охрабрувачки, при што беа забележани различни микроорганизми кои се пренесуваат преку храната, како што се E. coli и Listeria 11.Дополнително, прелиминарните органолептички тестови не покажаа сензорни ефекти во споредба со контролните домати.Иако овие првични резултати од деактивирање се охрабрувачки за апликации за безбедност на храна дури и при многу ниски дози на EWNS од 50.000#/cc.види, јасно е дека поголем потенцијал за инактивација би бил покорисен за дополнително намалување на ризикот од инфекција и расипување.
Овде, нашето истражување ќе го фокусираме на развој на платформа за генерирање EWNS за да овозможиме фино подесување на параметрите за синтеза и оптимизација на физичко-хемиските својства на EWNS за подобрување на нивниот антибактериски потенцијал.Особено, оптимизацијата се фокусираше на зголемување на нивното површинско полнење (за подобрување на целната испорака) и содржината на ROS (за подобрување на ефикасноста на инактивирањето).Карактеризирајте ги оптимизираните физичко-хемиски својства (големина, полнење и содржина на ROS) користејќи современи аналитички методи и користете вообичаени прехранбени микроорганизми како што е E. .
ЕВНС беше синтетизиран со истовремено електропрскање и јонизација на вода со висока чистота (18 MΩ cm–1).Електричниот небулизатор 12 обично се користи за атомизација на течности и синтеза на полимерни и керамички честички 13 и влакна 14 со контролирана големина.
Како што беше детално опишано во претходните публикации 8, 9, 10, 11, во типичен експеримент, висок напон беше применет помеѓу метален капилар и заземјена контра електрода.При овој процес се случуваат две различни појави: i) електропрскање и ii) јонизација на вода.Силното електрично поле помеѓу двете електроди предизвикува акумулација на негативни полнежи на површината на кондензираната вода, што резултира со формирање на Тејлор конуси.Како резултат на тоа, се формираат високо наелектризирани капки вода, кои продолжуваат да се распаѓаат на помали честички, како во теоријата на Рејли16.Во исто време, силните електрични полиња предизвикуваат делење на некои молекули на водата и отстранување на електроните (јонизирање), што доведува до формирање на голема количина на реактивни видови кислород (ROS)17.Истовремено генерираниот ROS18 беше инкапсулиран во EWNS (сл. 1в).
На сл.2а го покажува системот за генерирање EWNS развиен и користен во синтезата на EWNS во оваа студија.Прочистената вода складирана во затворено шише се внесуваше преку тефлонска цевка (2 mm внатрешен дијаметар) во игла од нерѓосувачки челик 30G (метален капилар).Протокот на вода се контролира со воздушниот притисок во шишето, како што е прикажано на слика 2б.Иглата е поставена на тефлонска конзола и може рачно да се прилагоди на одредено растојание од контра електродата.Контра електродата е полиран алуминиумски диск со дупка во центарот за земање примероци.Под бројачката електрода се наоѓа алуминиумска инка за земање примероци, која е поврзана со остатокот од експерименталното поставување преку приклучок за земање примероци (сл. 2б).За да се избегне акумулација што може да ја наруши работата на семплерот, сите компоненти на семплерот се електрично заземјени.
(а) Инженерски систем за генерирање наноструктура на вода (EWNS).(б) Пресек на семплерот и електроспреј, покажувајќи ги најважните параметри.(в) Експериментално поставување за инактивација на бактерии.
Системот за генерирање EWNS опишан погоре е способен да ги менува клучните оперативни параметри за да го олесни дотерувањето на својствата на EWNS.Прилагодете го применетиот напон (V), растојанието помеѓу иглата и бројачката електрода (L) и протокот на вода (φ) низ капиларот за да ги прилагодите карактеристиките на EWNS.Симбол кој се користи за претставување на различни комбинации: [V (kV), L (cm)].Прилагодете го протокот на вода за да добиете стабилен Тејлор конус од одредено множество [V, L].За целите на оваа студија, дијаметарот на отворот на контра електродата (D) беше задржан на 0,5 инчи (1,29 cm).
Поради ограничената геометрија и асиметрија, јачината на електричното поле не може да се пресмета од првите принципи.Наместо тоа, софтверот QuickField™ (Свендборг, Данска)19 се користеше за пресметување на електричното поле.Електричното поле не е униформно, така што вредноста на електричното поле на врвот на капиларот се користела како референтна вредност за различни конфигурации.
За време на студијата, беа оценети неколку комбинации на напон и растојание помеѓу иглата и контра-електродата во однос на формирање на Тејлор конус, стабилност на Тејлор конус, стабилност на производството на EWNS и репродуктивност.Различни комбинации се прикажани во дополнителната табела S1.
Излезот на системот за генерирање EWNS беше директно поврзан со анализатор на големина на честички за скенирање на мобилност (SMPS, Модел 3936, TSI, Shoreview, MN) за мерење на концентрацијата на бројот на честички, како и со аеросол Фарадеј електрометар (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN).) за струи на аеросол беше измерено како што е опишано во нашата претходна публикација.И SMPS и електрометарот на аеросол земаа мостри со брзина на проток од 0,5 L/min (вкупен проток на примерокот 1 L/min).Бројната концентрација на честичките и протокот на аеросол беа измерени 120 секунди.Мерењето се повторува 30 пати.Врз основа на тековните мерења, се пресметува вкупното полнење на аеросолот и се проценува просечното полнење на EWNS за даден вкупен број на избрани EWNS честички.Просечната цена на EWNS може да се пресмета со помош на Равенката (1):
каде што IEl е измерената струја, NSMPS е дигиталната концентрација измерена со SMPS, а φEl е брзината на проток по електрометар.
Бидејќи релативната влажност (RH) влијае на површинскиот полнеж, температурата и (RH) се одржуваа константни за време на експериментот на 21°C и 45%, соодветно.
Микроскопија со атомска сила (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) и сонда AC260T (Олимп, Токио, Јапонија) беа користени за мерење на големината и животниот век на EWNS.Фреквенцијата на скенирање AFM беше 1 Hz, областа за скенирање беше 5 μm × 5 μm и 256 линии за скенирање.Сите слики беа подложени на порамнување на сликите од прв ред со помош на софтверот Азил (опсег на маски 100 nm, праг 100 часот).
Тестната инка беше отстранета и површината на мика беше поставена на растојание од 2,0 cm од контра електродата во просечно време од 120 секунди за да се избегне агломерација на честички и формирање на неправилни капки на површината на мика.EWNS беше испрскан директно на површината на свежо исечената мика (Ted Pella, Redding, CA).Слика на површината на мика веднаш по прскање со AFM.Аголот на допир на површината на свежо исечената немодифицирана мика е блиску до 0°, така што ЕВНС е распореден на површината на мика во форма на купола.Дијаметарот (a) и висината (h) на дифузните капки беа измерени директно од AFM топографијата и беа искористени за пресметување на волуменот на дифузија со купола EWNS користејќи го нашиот претходно потврден метод.Претпоставувајќи дека вградените EWNS имаат ист волумен, еквивалентниот дијаметар може да се пресмета со помош на равенката (2):
Врз основа на нашиот претходно развиен метод, се користеше спин стапица со резонанца на електронска резонанца (ESR) за да се открие присуството на краткотрајни радикални посредници во EWNS.Аеросолите беа пробиени низ 650 μm Midget sparger (Ace Glass, Vineland, NJ) кој содржи 235 mM раствор на DEPMPO (5-(диетоксифосфорил)-5-метил-1-пиролин-N-оксид) (Oxis International Inc.).Портланд, Орегон).Сите мерења на ESR беа изведени со помош на спектрометар Bruker EMX (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, САД) и рамна ќелија.За собирање и анализа на податоците беше користен софтверот Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA).Одредувањето на карактеристиките на ROS беше извршено само за сет на работни услови [-6,5 kV, 4,0 cm].Концентрациите на EWNS беа измерени со помош на SMPS откако беа пресметани загубите на EWNS во ударното тело.
Нивоата на озон беа следени со помош на 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
За сите својства на EWNS, средната вредност се користи како мерна вредност, а стандардната девијација се користи како грешка при мерењето.Беа направени Т-тестови за да се споредат вредностите на оптимизираните EWNS атрибути со соодветните вредности на основниот EWNS.
Слика 2в покажува претходно развиен и карактеризиран систем за „влечење“ на електростатско врнежи (EPES) кој може да се користи за насочена испорака на EWNS на површината.EPES користи EVNS полнења кои можат да се „водат“ директно до површината на целта под влијание на силно електрично поле.Деталите за системот EPES се претставени во една неодамнешна публикација од Пиргиотакис и сор.11 .Така, EPES се состои од 3D печатена ПВЦ комора со заострени краеви и содржи две паралелни метални плочи од нерѓосувачки челик (304 нерѓосувачки челик, обложени со огледало) во центарот на растојание од 15,24 cm една од друга.Плочите беа поврзани со надворешен извор на висок напон (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), долната плоча секогаш беше поврзана со позитивен напон, а горната плоча секогаш беше поврзана со заземјување (подвижна земја).Ѕидовите на комората се покриени со алуминиумска фолија, која е електрично заземјена за да се спречи губење на честички.Комората има запечатена предна врата за полнење што овозможува поставување на површините за тестирање на пластични држачи кои ги креваат над долната метална плоча за да се избегнат пречки од висок напон.
Ефикасноста на таложење на EWNS во EPES беше пресметана според претходно развиен протокол детален во дополнителната слика S111.
Како контролна комора, втората цилиндрична комора за проток беше поврзана во серија со системот EPES, во кој се користеше среден HEPA филтер за отстранување на EWNS.Како што е прикажано на Слика 2в, аеросолот EWNS се пумпа низ две вградени комори.Филтерот помеѓу контролната соба и EPES го отстранува преостанатото EWNS што резултира со иста температура (T), релативна влажност (RH) и нивоа на озон.
Утврдено е дека важни микроорганизми кои се пренесуваат преку храна ја контаминираат свежата храна, како што е E. coli (ATCC #27325), фекален индикатор, Salmonella enterica (ATCC #53647), патоген кој се пренесува преку храна, Listeria безопасна (ATCC #33090), сурогат за патогената Listeria monocytogenes,Manassamycs,ATVA CC #4098), замена за расипувачки квасец и поотпорна инактивирана бактерија, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
Купете случајни кутии со органски домати од грозје од вашиот локален пазар и ставете го во фрижидер на 4°C до употреба (до 3 дена).Експерименталните домати беа сите со иста големина, околу 1/2 инчи во дијаметар.
Протоколите за култура, инокулација, изложеност и број на колонии се детално опишани во нашата претходна публикација и детално во Дополнителните податоци.Ефективноста на EWNS беше оценета со изложување на инокулирани домати на 40.000 #/cm3 за 45 минути.Накратко, три домати беа искористени за евалуација на преживеаните микроорганизми во време t = 0 min.Три домати беа ставени во EPES и изложени на EWNS на 40.000 #/cc (EWNS изложени домати) а останатите три беа ставени во контролната комора (контролни домати).Дополнителна обработка на доматите во двете групи не беше извршена.Доматите изложени на EWNS и контролните домати беа отстранети по 45 минути за да се оцени ефектот на EWNS.
Секој експеримент беше спроведен во три примероци.Анализата на податоците беше извршена според протоколот опишан во Дополнителни податоци.
Механизмите за инактивација беа оценети со седиментација на изложени примероци на EWNS (45 мин при 40.000 #/cm3 EWNS концентрација на аеросол) и неозрачени примероци од безопасни бактерии E. coli, Salmonella enterica и Lactobacillus.Честичките беа фиксирани во 2,5% глутаралдехид, 1,25% параформалдехид и 0,03% пикринска киселина во 0,1 М натриум какодилат пуфер (pH 7,4) 2 часа на собна температура.По миењето, пост-фиксирајте со 1% осмиум тетрооксид (OsO4) / 1,5% калиум фероцианид (KFeCN6) 2 часа, измијте 3 пати во вода и инкубирајте во 1% уранил ацетат 1 час, потоа измијте двапати во вода, а потоа дехидрирајте 50%, 7% алкохол за 10 минути.Примероците потоа беа ставени во пропилен оксид 1 час и импрегнирани со 1:1 мешавина од пропилен оксид и TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).Примероците беа вградени во TAAB Epon и полимеризирани на 60°C 48 часа.Стврдната грануларна смола беше исечена и визуелизирана со TEM со користење на конвенционален преносен електронски микроскоп JEOL 1200EX (JEOL, Токио, Јапонија) опремен со AMT 2k CCD камера (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Масачусетс, САД).
Сите експерименти беа спроведени во три примероци.За секоја временска точка, бактериските миења беа засеани во три примероци, што резултираше со вкупно девет точки на податоци по точка, чиј просек беше искористен како бактериска концентрација за тој конкретен микроорганизам.Стандардната девијација беше искористена како грешка при мерењето.Сите поени се бројат.
Логаритмот на намалување на концентрацијата на бактерии во однос на t = 0 min беше пресметан со помош на следната формула:
каде што C0 е концентрацијата на бактериите во контролната мостра во времето 0 (т.е. откако површината се суши, но пред да се стави во комората) и Cn е концентрацијата на бактериите на површината по n минути од изложувањето.
За да се земе предвид природната деградација на бактериите за време на 45-минутната изложеност, намалувањето на дневникот во споредба со контролата по 45 минути исто така беше пресметано на следниов начин:
каде што Cn е концентрацијата на бактерии во контролниот примерок во времето n и Cn-Control е концентрацијата на контролните бактерии во времето n.Податоците се претставени како намалување на дневникот во споредба со контролата (без изложеност на EWNS).
За време на студијата, беа оценети неколку комбинации на напон и растојание помеѓу иглата и контра-електродата во однос на формирање на Тејлор конус, стабилност на Тејлор конус, стабилност на производството на EWNS и репродуктивност.Различни комбинации се прикажани во дополнителната табела S1.Два случаи кои покажуваат стабилни и репродуктивни својства (Тејлоров конус, генерирање EWNS и стабилност со текот на времето) беа избрани за сеопфатна студија.На сл.Слика 3 ги прикажува резултатите за полнењето, големината и содржината на ROS во двата случаи.Резултатите се прикажани и во Табела 1. За повикување, и Слика 3 и Табела 1 ги вклучуваат својствата на претходно синтетизираниот неоптимизиран EWNS8, 9, 10, 11 (основна линија-EWNS).Пресметките на статистичка значајност со користење на двостран t-тест се повторно објавени во дополнителната табела S2.Дополнително, дополнителните податоци вклучуваат студии за ефектот на дијаметарот на дупката за земање примероци на контра електродата (D) и растојанието помеѓу електродата за заземјување и врвот (L) (Дополнителни слики S2 и S3).
(а) Дистрибуција на големина мерена со AFM.(г) Карактеристика на површински полнеж.(е) Карактеризација на ROS на ИПР.
Исто така, важно е да се напомене дека за сите горенаведени услови, измерената струја на јонизација беше помеѓу 2 и 6 μA и напонот помеѓу -3,8 и -6,5 kV, што резултираше со потрошувачка на енергија помала од 50 mW за овој единствен контактен модул за генерирање EWNS.Иако EWNS беше синтетизиран под висок притисок, нивоата на озон беа многу ниски, никогаш не надминувајќи 60 ppb.
Дополнителната слика S4 ги прикажува симулираните електрични полиња за [-6,5 kV, 4,0 cm] и [-3,8 kV, 0,5 cm] сценаријата, соодветно.За сценаријата [-6,5 kV, 4,0 cm] и [-3,8 kV, 0,5 cm], теренските пресметки се 2 × 105 V/m и 4,7 × 105 V/m, соодветно.Ова е очекувано, бидејќи во вториот случај односот напон-растојание е многу поголем.
На сл.3a,b го прикажува дијаметарот на EWNS измерен со AFM8.Пресметаните просечни дијаметри на EWNS беа 27 nm и 19 nm за шемите [-6,5 kV, 4,0 cm] и [-3,8 kV, 0,5 cm], соодветно.За сценаријата [-6,5 kV, 4,0 cm] и [-3,8 kV, 0,5 cm], геометриските стандардни отстапувања на распределбите се 1,41 и 1,45, соодветно, што укажува на тесна дистрибуција на големина.И средната големина и геометриското стандардно отстапување се многу блиску до основната линија EWNS, на 25 nm и 1,41, соодветно.На сл.3c ја прикажува распределбата на големината на основниот EWNS измерен со користење на истиот метод под исти услови.
На сл.3d,e ги прикажува резултатите од карактеризацијата на полнежот.Податоците се просечни мерења на 30 истовремени мерења на концентрацијата (#/cm3) и струјата (I).Анализата покажува дека просечното полнење на EWNS е 22 ± 6 e- и 44 ± 6 e- за [-6,5 kV, 4,0 cm] и [-3,8 kV, 0,5 cm], соодветно.Тие имаат значително повисоки површински полнежи во споредба со основните EWNS (10 ± 2 e-), два пати поголеми од сценариото [-6,5 kV, 4,0 cm] и четири пати поголеми од [-3,8 kV, 0,5 cm].Слика 3f го прикажува полнењето.податоци за Baseline-EWNS.
Од концентрационите карти на бројот EWNS (Дополнителни слики S5 и S6), може да се види дека сценариото [-6,5 kV, 4,0 cm] има значително повеќе честички од сценариото [-3,8 kV, 0,5 cm].Исто така, вреди да се напомене дека концентрацијата на бројот на EWNS беше следена до 4 часа (Дополнителни слики S5 и S6), каде што стабилноста на генерирањето EWNS покажа исти нивоа на концентрација на бројот на честички во двата случаи.
На сл.3g го прикажува EPR спектарот по одземањето на оптимизираната EWNS контрола (позадина) на [-6,5 kV, 4,0 cm].Спектрите ROS исто така беа споредени со основното-EWNS сценарио во претходно објавено дело.Бројот на EWNS кои реагираат со спин-замки беше пресметан на 7,5 × 104 EWNS/s, што е слично на претходно објавеното Baseline-EWNS8.Спектрите EPR јасно покажаа присуство на два типа на ROS, при што доминантниот вид е O2-, а помалку застапен OH•.Дополнително, директната споредба на врвните интензитети покажа дека оптимизираниот EWNS има значително повисока содржина на ROS во споредба со основната линија EWNS.
На сл.4 ја покажува ефикасноста на таложење на EWNS во EPES.Податоците се исто така сумирани во Табела I и споредени со оригиналните податоци на EWNS.За двата случаи на EUNS, таложењето е блиску до 100% дури и при низок напон од 3,0 kV.Вообичаено, 3,0 kV е доволно за 100% таложење, без оглед на промената на површинскиот полнеж.Под истите услови, ефикасноста на таложење на Baseline-EWNS беше само 56% поради нивното помало полнење (просечно 10 електрони по EWNS).
На сл.5 и во табелата.2 ја сумира вредноста на инактивација на микроорганизмите инокулирани на површината на доматите по изложување на околу 40.000 #/cm3 EWNS за 45 минути во оптималниот режим [-6,5 kV, 4,0 cm].Инокулираните E. coli и Lactobacillus innocuous покажаа значително намалување од 3,8 логови во текот на 45-минутната изложеност.При исти услови, S. enterica имаше намалување за 2,2 логови, додека S. cerevisiae и M. parafortutum имаше намалување од 1,0 лог.
Електронските микрографи (слика 6) ги прикажуваат физичките промени предизвикани од EWNS на безопасните клетки на Escherichia coli, Streptococcus и Lactobacillus што доведуваат до нивна инактивација.Контролните бактерии имале непроменети клеточни мембрани, додека изложените бактерии имале оштетени надворешни мембрани.
Електронско микроскопско снимање на контролните и изложените бактерии открија оштетување на мембраната.
Податоците за физичко-хемиските својства на оптимизираниот EWNS колективно покажуваат дека својствата (површинскиот полнеж и содржината на ROS) на EWNS се значително подобрени во споредба со претходно објавените основни податоци на EWNS8,9,10,11.Од друга страна, нивната големина остана во опсегот на нанометри, многу слична на резултатите кои претходно беа пријавени, овозможувајќи им да останат во воздухот долги временски периоди.Набљудуваната полидисперзност може да се објасни со промените на површинскиот полнеж кои ја одредуваат големината на EWNS, случајноста на Рејлиовиот ефект и потенцијалното спојување.Сепак, како што е наведено од Нилсен и сор.22, високото површинско полнење го намалува испарувањето со ефикасно зголемување на површинската енергија/напнатост на капката вода.Во нашата претходна публикација8 оваа теорија беше експериментално потврдена за микрокапките 22 и EWNS.Губењето на полнење за време на прекувремената работа, исто така, може да влијае на големината и да придонесе за набљудуваната дистрибуција на големината.