Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS-г хязгаарлагдмал дэмждэг. Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах). Энэ хооронд үргэлжлүүлэн дэмжлэг үзүүлэхийн тулд бид сайтыг загвар болон JavaScript-гүй харуулах болно.
Бичил биетний зэврэлт (MIC) нь эдийн засгийн асар их алдагдалд хүргэдэг тул олон салбарт ноцтой асуудал болдог.2707 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (2707 HDSS) нь химийн маш сайн эсэргүүцэлтэй тул далайн орчинд ашиглагдаж ирсэн.Гэвч MIC-д тэсвэртэй нь туршилтаар нотлогдоогүй. Pseudomonas aeruginosa-г судалсан.Цахилгаан химийн шинжилгээгээр 2216E орчинд Pseudomonas aeruginosa био хальс байгаа үед зэврэлтийн потенциал эерэг өөрчлөлт гарч, зэврэлтийн гүйдлийн нягтрал ихэссэн байна. Рентген туяаны фотоэлектрон спектроскоп (XPS) шинжилгээгээр C гадаргын агууламж багасч байгааг харуулсан. био хальс. Нүхний зургийн шинжилгээгээр P. aeruginosa био хальс нь инкубацийн 14 хоногийн хугацаанд хамгийн ихдээ 0.69 μм нүхний гүн үүсгэсэн болохыг харуулсан. Энэ нь бага боловч 2707 HDSS нь P. aeruginosa био хальсны MIC-ээс бүрэн дархлаагүй болохыг харуулж байна.
Дуплекс зэвэрдэггүй ган (DSS) нь маш сайн механик шинж чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй байхын тулд янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.1,2. Гэсэн хэдий ч орон нутгийн нүхжилт нь энэ гангийн бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлдөг3,4.DSS нь бичил биетний зэврэлтэнд тэсвэртэй биш (MIC)5,6.Хэдийгээр DSS-ийн зэврэлтэнд тэсвэртэй орчин хангалттай байдаггүй. урт хугацааны хэрэглээ. Энэ нь илүү өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй материал шаардлагатай гэсэн үг юм. Jeon et al7 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (SDSS) ч зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын хувьд зарим хязгаарлалттай байдгийг олж тогтоосон. Тиймээс зарим хэрэглээнд илүү өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (HDSS) шаардлагатай байдаг. Энэ нь өндөр хайлштай HDSS-ийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн.
DSS-ийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь альфа ба гамма фазын харьцаа ба Cr, Mo, W багассан 8, 9, 10 2-р фазын зэргэлдээ мужуудаас хамаарна. HDSS нь Cr, Mo, N11-ийн өндөр агууламжтай тул зэврэлтэнд маш сайн эсэргүүцэлтэй, өндөр үнэ цэнэтэй (45-50) Цоорхойн эсэргүүцлийн эквивалент (CPR% 3) -аар тодорхойлогддог. (Wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12. Түүний маш сайн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь ойролцоогоор 50% феррит (α) ба 50% аустенит (γ) фазуудыг агуулсан тэнцвэртэй найрлагад тулгуурладаг бөгөөд HDSS нь ердийн DSS13-аас илүү механик шинж чанартай, илүү өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг. Хлоридын зэврэлтээс хамгаалах шинж чанар. Сайжруулсан зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь далайн орчин гэх мэт илүү идэмхий хлоридын орчинд HDSS-ийн хэрэглээг өргөжүүлдэг.
MIC нь газрын тос, хий, усны аж ахуй зэрэг олон салбарын томоохон асуудал юм.14. MIC нь бүх зэврэлтээс үүдэлтэй гэмтлийн 20 хувийг эзэлдэг15. MIC нь олон орчинд ажиглагдаж болох биоэлектрохимийн зэврэлт юм. Металл гадаргуу дээр үүссэн био хальс нь цахилгаан химийн нөхцлийг өөрчилдөг тул зэврэлтээс үүдэлтэй зэврэлтээс үүдэлтэй гэж үздэг. био хальс.Цахилгаан үүсгэгч бичил биетүүд металыг зэврүүлж амьд үлдэх эрчим хүчийг олж авдаг17.Сүүлийн үеийн MIC судалгаагаар EET (эсийн гаднах электрон дамжуулалт) нь цахилгаан төрөгч бичил биетний өдөөгдсөн MIC-ийн хурдыг хязгаарлах хүчин зүйл болохыг харуулж байна.Zhang et al. 18 нь электрон медиаторууд Desulfovibrio sessificans эсүүд болон 304 зэвэрдэггүй гангийн хооронд электрон дамжуулалтыг хурдасгаж, MIC-ийн илүү хүнд халдлагад хүргэдэг болохыг харуулсан. Enning et al. 19 болон Venzlaff et al. 20-оос үзэхэд идэмхий сульфат бууруулагч бактери (SRB) био хальс нь металл субстратаас электроныг шууд шингээж, улмаар хүчтэй зэврэлт үүсгэдэг.
DSS нь SRB, төмрийг бууруулдаг бактери (IRB) гэх мэт орчинд MIC-д мэдрэмтгий байдаг.
Pseudomonas aeruginosa нь байгальд өргөн тархсан грам сөрөг хөдөлгөөнт саваа хэлбэртэй нян юм25. Pseudomonas aeruginosa нь далайн орчинд микробын гол бүлэг бөгөөд гангаар MIC үүсгэдэг. 28 болон Юань нар. 29 нь Pseudomonas aeruginosa нь усан орчинд зөөлөн ган болон хайлшийн зэврэлтийг нэмэгдүүлэх хандлагатай болохыг харуулсан.
Энэхүү ажлын гол зорилго нь Pseudomonas aeruginosa далайн аэробик бактерийн үүсгэгч 2707 HDSS-ийн MIC шинж чанарыг цахилгаан химийн арга, гадаргуугийн аналитик арга, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний шинжилгээ ашиглан судлах явдал байв. Нээлттэй хэлхээний потенциал (OCP), Шугаман туйлшралын эсрэг (LPRscomlectrolectrolect), цахилгаан химийн судалгаа, (EIS) болон Боломжит динамик туйлшралыг 2707 HDSS-ийн MIC-ийн үйл ажиллагааг судлах зорилгоор гүйцэтгэсэн. Зэвэрсэн гадаргуу дээрх химийн элементүүдийг олохын тулд эрчим хүчний дисперсийн спектрометрийн (EDS) шинжилгээг хийсэн. Үүнээс гадна Рентген фотоэлектрон спектроскопийн (XPS) шинжилгээг Рентгенийн нөлөөн дор оксидын хальсны тогтворжилтыг тодорхойлоход ашигласан. нүхний гүнийг конфокаль лазер сканнерийн микроскопоор (CLSM) хэмжсэн.
Хүснэгт 1-д 2707 HDSS-ийн химийн найрлагыг жагсаав. Хүснэгт 2-оос харахад 2707 HDSS нь 650 МПа-ийн уналтын бат бэх маш сайн механик шинж чанартай болохыг харуулж байна. 1-р зурагт 2707 HDSS-ийн дулаанаар боловсруулсан уусмалын оптик бичил бүтцийг харуулав. Аустенит ба феррит фазын сунасан туузууд нь хоёрдогч фазыг агуулдаггүй50 орчим байна. аустенит ба 50% феррит фазууд.
Зураг 2а-д 2707 HDSS-ийн абиотик 2216E орчин ба P. aeruginosa шөл дэх нээлттэй хэлхээний потенциал (Eocp) ба 37 ° C-т 14 хоногийн турш өртөх хугацааны өгөгдлийг харуулав. Энэ нь Eocp-ийн хамгийн том бөгөөд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт нь эхний 24 цагийн дотор гарч байгааг харуулж байна. Хоёр тохиолдолд Eocp-ийн утга нь дээд тал нь 45v CE (S-45 V) орчимд хүрч байна. дараа нь огцом буурч, абиотик дээж болон P-ийн хувьд -477 мВ (SCE-тэй харьцуулбал) ба -236 мВ (SCE-ийн эсрэг) хүрчээ). Pseudomonas aeruginosa купонууд. 24 цагийн дараа P. aeruginosa-д зориулсан 2707 HDSS-ийн Eocp утга нь -228 мВ (SCE-тэй харьцуулбал) харьцангуй тогтвортой байсан бол биологийн бус дээжийн харгалзах утга нь ойролцоогоор -442 мВ (P. aeruginosa-тай харьцуулахад бага байсан) байв.
Абиотик орчин ба Pseudomonas aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS сорьцыг 37 ° C температурт цахилгаан химийн туршилт:
(a) Eocp нь өртөх хугацааны функцээр, (б) 14 дэх өдрийн туйлшралын муруй, (в) Rp нь өртөх хугацааны функцээр, (г) icorr нь өртөлтийн хугацаанаас хамаарна.
Хүснэгт 3-д абиотик орчин болон Pseudomonas aeruginosa тарьсан орчинд 14 хоногийн турш өртсөн HDSS-ийн 2707 дээжийн цахилгаан химийн зэврэлтийн параметрийн утгыг жагсаав. Анод ба катодын муруйн шүргэгчийг экстраполяци хийж, уулзварт хүрч, зэврэлтээс хамгаалах гүйдэл ба зэврэлтээс хамгаалсан болно. налуу (βα ба βc) стандарт аргын дагуу 30,31.
Зураг 2b-д үзүүлснээр P. aeruginosa муруйн дээш шилжилт нь абиотик муруйтай харьцуулахад Ecorr-ийн өсөлтөд хүргэсэн. Зэврэлтийн түвшинтэй пропорциональ icorr утга нь Pseudomonas aeruginosa дээжинд 0.328 μA см-2 болж өссөн нь Pseudomonas aeruginosa дээжээс 4 дахин их (μ-Aeruginosa) (μ-0.2 см).
LPR нь зэврэлтийг хурдан шинжлэхэд үл эвдэх цахилгаан химийн сонгодог арга юм. Үүнийг мөн MIC32-ыг судлахад ашигласан. Зураг 2c-д өртөх хугацаанаас хамаарч туйлшралын эсэргүүцлийг (Rp) харуулав. Илүү өндөр Rp утга нь зэврэлт багатай гэсэн үг. Эхний 24 цагийн дотор 2707 Rp-ийн HDSS сорьцын Rp 1925 см-ийн хамгийн их утгад хүрсэн байна. Pseudomonas aeruginosa дээжийн хувьд 1429 кОм см2 байна. Зураг 2в-д мөн адил Rp утга нь нэг өдрийн дараа хурдан буурч, дараагийн 13 хоногт харьцангуй өөрчлөгдөөгүй байгааг харуулж байна. Pseudomonas aeruginosa дээжийн Rp утга нь 40 кОм см2 орчим байгаа нь kOm2-ээс хамаагүй бага байна.
icorr утга нь зэврэлтийн жигд хурдтай пропорциональ байна. Түүний утгыг дараах Стерн-Гиарийн тэгшитгэлээс тооцоолж болно.
Zou болон бусад. 33, энэ ажилд Tafel налуу B-ийн ердийн утгыг 26 мВ/дек гэж тооцсон. Зураг 2d-аас харахад биологийн бус 2707 дээжийн icorr харьцангуй тогтвортой байсан бол P. aeruginosa дээж эхний 24 цагийн дараа ихээхэн хэлбэлзэлтэй байна. Дээжийн утга нь P. биологийн бус хяналтаас илүү. Энэ хандлага нь туйлшралын эсэргүүцлийн үр дүнтэй нийцэж байна.
EIS нь зэвэрсэн интерфэйс дэх цахилгаан химийн урвалыг тодорхойлоход ашигладаг өөр нэг үл эвдэх техник юм. Абиотик орчин ба Pseudomonas aeruginosa уусмалд өртсөн сорьцын эсэргүүцлийн спектр ба багтаамжийн тооцоолсон утгууд, сорьцын гадаргуу дээр үүссэн идэвхгүй хальс/био хальсны Rb эсэргүүцэл, Rctl capacitc L, ED) QCPE Constant Phase Element (CPE) параметрүүд. Эдгээр параметрүүдийг эквивалент хэлхээний (EEC) загвар ашиглан өгөгдлийг тохируулах замаар цааш нь шинжилсэн.
Зураг 3-т абиотик орчин болон P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS дээжийн ердийн Nyquist график (a, b) болон Bode графикийг (a' ба b') харуулав. Pseudomonas aeruginosa байгаа үед P. aeruginosa шөлний диаметр нь Pseudomonas aeruginosa байгаа үед буурч байна. Импеданс. Суллах хугацааны тогтмол байдлын талаарх мэдээллийг фазын максимумаар өгч болно. Зураг 4-д нэг давхарга (a) ба хоёр давхарга (б) дээр суурилсан физик бүтэц, тэдгээрийн харгалзах EEC-ийг харуулав. CPE-ийг EEC загварт нэвтрүүлсэн. Түүний хүлээн авах чадвар ба эсэргүүцлийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
2707 HDSS сорьцын эсэргүүцлийн спектрийг тохируулах хоёр физик загвар ба харгалзах эквивалент хэлхээ:
Энд Y0 нь CPE-ийн хэмжээ, j нь төсөөлж буй тоо буюу (-1)1/2, ω нь өнцгийн давтамж, n нь нэгдэл35-аас бага CPE чадлын индекс юм. Цэнэг дамжуулах эсэргүүцлийн урвуу нь (жишээ нь 1/Rct) зэврэлтийн хурдтай тохирч байна. Бага Rct нь зэврэлтийн хурдыг R17 хоногт 2, 1 хоногоор илэрхийлнэ. Pseudomonas aeruginosa дээж нь 32 кОм см2-т хүрсэн нь биологийн бус дээжийн 489 кО см2-аас хамаагүй бага (Хүснэгт 4).
Зураг 5 дахь CLSM зураг болон SEM зураг нь 7 хоногийн дараа 2707 HDSS сорьцын гадаргуу дээрх био хальсны бүрхүүл нягт байгааг тодорхой харуулж байна. Гэсэн хэдий ч 14 хоногийн дараа био хальсны бүрхэвч сийрэг болж, зарим үхсэн эсүүд гарч ирэв. Хүснэгт 5-д 2707 HDSS сорьцын био хальсны зузааныг харуулсан байна. хоног. Био хальсны хамгийн их зузаан нь 7 хоногийн дараа 23.4 μм байсан бол 14 хоногийн дараа 18.9 μм болж өөрчлөгдсөн. Био хальсны дундаж зузаан ч мөн энэ хандлагыг баталж байна. 7 хоногийн дараа 22.2 ± 0.7 μм-ээс 14 хоногийн дараа 17.8 ± 1.0 μм болж буурчээ.
(a) 7 хоногийн дараа 3-D CLSM зураг, (б) 14 хоногийн дараа 3-D CLSM зураг, (в) 7 хоногийн дараа SEM зураг, (г) 14 хоногийн дараа SEM зураг.
EDS нь P. aeruginosa-д 14 хоногийн турш өртсөн дээжинд био хальс, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнд химийн элементүүд илэрсэн. Зураг 6-аас харахад био хальс, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн дэх C, N, O, P-ийн агууламж нүцгэн металлын агууламжаас хамаагүй их байгаа нь эдгээр элементүүд нь био хальс, тэдгээрийн метаболитуудтай холбоотой байдаг. Зөвхөн төмрийн FeH, микробын агууламж нь микробын агууламжтай байдаг. дээжийн гадаргуу дээрх био хальс ба зэврэлтийн бүтээгдэхүүн нь металл матриц нь зэврэлтээс болж элементүүдээ алдсаныг харуулж байна.
14 хоногийн дараа P. aeruginosa-тай болон агуулаагүй нүхжилтийг 2216E орчинд ажигласан. Өсгөвөрлөхөөс өмнө сорьцын гадаргуу гөлгөр, согоггүй байсан (Зураг 7а). Инкубаци хийж, био хальс болон зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнийг зайлуулсны дараа сорьцын гадаргуу дээрх хамгийн гүн нүхийг Зураг CL No SM-ийн дагуу шалгасан. биологийн бус хяналтын дээжийн гадаргуу дээр олдсон (илдрийн хамгийн их гүн 0.02 μм). Pseudomonas aeruginosa-ийн үүсгэсэн нүхний хамгийн их гүн нь 3 дээжийн хамгийн их гүний дундаж гүнд тулгуурлан 7 хоногийн дараа 0.52 μм, 14 хоногийн дараа 0.69 μм байна. ± 0.12 μм ба 0.52 ± 0.15 μм (Хүснэгт 5). Эдгээр нүхний гүнийн утгууд нь бага боловч чухал юм.
(a) Хордлогын өмнө (б) абиотик орчинд 14 хоног, (в) Pseudomonas aeruginosa шөлөнд 14 хоног.
Зураг 8-д дээжийн янз бүрийн гадаргуугийн XPS спектрийг харуулсан ба гадаргуу тус бүрээр шинжлэгдсэн химийн найрлагыг Хүснэгт 6-д нэгтгэн үзүүлэв. Хүснэгт 6-д P. aeruginosa (А ба В дээж) агуулагдах Fe ба Cr-ийн атомын хувь нь биологийн бус хяналтын дээжээс (С ба D дээж) хамаагүй бага байв. муруй нь 574.4, 576.6, 578.3 ба 586.8 эВ-ийн холболтын энергийн (BE) утгууд бүхий дөрвөн оргил бүрэлдэхүүнд суурилагдсан бөгөөд эдгээрийг тус тусад нь Cr, Cr2O3, CrO3 ба Cr(OH)3-т хамааруулж болно (Зураг 9а ба б). Суурь 2-ын үндсэн шинж чанар нь биологийн бус шинж чанарыг агуулдаг. Зураг 9c ба d-д Cr (BE-ийн хувьд 573.80 эВ) ба Cr2O3 (BE-ийн хувьд 575.90 эВ) оргилууд байна. Абиотик ба P. aeruginosa дээжийн хоорондох хамгийн гайхалтай ялгаа нь Cr6+, биофилийн Cr(OH)86-ийн харьцангуй өндөр Cr(OH)86m байх явдал байв.
Хоёр хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл дэх 2707 HDSS сорьцын гадаргуугийн өргөн XPS спектр нь 7 хоног, 14 хоног байна.
(a) P. aeruginosa-тай 7 хоног, (б) P. aeruginosa-тай 14 хоног, (в) абиотик орчинд 7 хоног, (г) абиотик орчинд 14 хоног.
HDSS нь ихэнх орчинд зэврэлтээс хамгаалах өндөр түвшнийг харуулдаг.Kim et al. 2-т UNS S32707 HDSS нь PREN нь 45-аас дээш өндөр хайлштай DSS гэж тодорхойлсон гэж мэдээлсэн. Энэ ажилд 2707 HDSS сорьцын PREN утга нь 49 байсан. Энэ нь хромын өндөр агууламж, молибден, Ni-ийн агууламж өндөртэй, хүчиллэг, хольцгүй, сайн хольцгүй орчинд ашигтай байдагтай холбоотой. бичил бүтэц нь бүтцийн тогтвортой байдал, зэврэлтээс хамгаалахад тустай. Гэсэн хэдий ч химийн маш сайн тэсвэртэй хэдий ч энэхүү ажлын туршилтын өгөгдлүүдээс харахад 2707 HDSS нь P. aeruginosa био хальсны MIC-ээс бүрэн дархлаагүй болохыг харуулж байна.
Электрохимийн үр дүнгээс харахад P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS-ийн зэврэлтийн түвшин 14 хоногийн дараа биологийн бус орчинтой харьцуулахад мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн байна. Зураг 2a-д эхний 24 цагийн дотор абиотик орчин болон P. aeruginosa шөлний аль алинд нь Eocp буурч байгааг ажиглав. харьцангуй тогтвортой болдог36.Гэсэн хэдий ч биологийн Eocp-ийн түвшин биологийн бус Eocp-ээс хамаагүй өндөр байсан.Энэ ялгаа нь P.aeruginosa био хальс үүссэнтэй холбоотой гэж үзэх үндэслэл байна.Зураг 2d-д P.aeruginosa-ийн дэргэд icorr утга нь 2707 HD-2SS-ийн дараалалаас өндөр байсан 2706 HD2SS, μA-аас өндөр байна. абиотик хяналтын (0.063 мкА см-2) нь EIS-ээр хэмжсэн Rct утгатай тохирч байна. Эхний хэдэн өдөр P. aeruginosa эсүүд наалдаж, био хальс үүссэний улмаас P. aeruginosa шөл дэх эсэргүүцлийн утга нэмэгдсэн. Гэвч био хальс нь бүрэн бүрхэгдсэн үед нөлөөлөлд өртсөн давхаргын гадаргуугийн хамгаалалт буурдаг. био хальс ба био хальс метаболит үүсэх.Тиймээс зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь цаг хугацааны явцад буурч, P. aeruginosa-ийн хавсралт нь орон нутгийн зэврэлтийг үүсгэсэн. Абиотик орчин дахь чиг хандлага өөр байв. Биологийн бус хяналтын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь P. aeruginosath-ийн сорьцын харгалзах утгаас хамаагүй өндөр байсан. 2707 HDSS нь 14 дэх өдөр 489 кОм см2-т хүрсэн нь P. aeruginosa-ийн дэргэд Rct утгаас (32 кОм см2) 15 дахин их байв.Тиймээс 2707 HDSS нь ариутгасан орчинд зэврэлтэнд маш сайн тэсвэртэй боловч P. aeruginosa биофилмийн MIC халдлагад тэсвэртэй биш юм.
Эдгээр үр дүнг 2b-р зураг дээрх туйлшралын муруйгаас ажиглаж болно. Анод салаалсан байдал нь Pseudomonas aeruginosa-ийн био хальс үүсэх ба металлын исэлдэлтийн урвалтай холбоотой байв. Үүний зэрэгцээ катодын урвал нь хүчилтөрөгчийн бууралт юм. P. aeruginosa байгаа нь зэврэлтээс ихээхэн хэмжээгээр нэмэгдэж, гүйдлийн хяналтаас өндөр байна. P. aeruginosa био хальс нь 2707 HDSS-ийн орон нутгийн зэврэлтийг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулж байна. Юан нар29 70/30 Cu-Ni хайлшийн зэврэлтээс хамгаалах гүйдлийн нягт нь P. aeruginosa biofilm-ийн сорилтоор нэмэгддэг болохыг олж мэдсэн. Энэ нь P. aeruginosa biofilm-ийн сорилтоор нэмэгдсэн байна. Энэ ажилд 2707 HDSS-ийн MIC-ийг тайлбарлана уу. Аэробик био хальс нь доороо хүчилтөрөгч багатай байж болно. Иймд металлын гадаргууг хүчилтөрөгчөөр дахин идэвхгүйжүүлэхгүй байх нь энэ ажилд MIC-д нөлөөлөх хүчин зүйл болж магадгүй юм.
Дикинсон нар. Химийн болон цахилгаан химийн урвалын хурд нь сорьцын гадаргуу дээрх суумал нянгийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаа болон зэврэлтээс үүдэлтэй бүтээгдэхүүний шинж чанараас шууд нөлөөлж болохыг санал болгосон. Зураг 5 болон Хүснэгт 5-д үзүүлснээр эсийн тоо болон био хальсны зузаан хоёулаа 14 хоногийн дараа буурсан байна. Үүнийг үндэслэлтэй тайлбарлаж болно HD702 эсийн гадаргуу дээр 14 хоногийн дараа гадаргын эсүүд үхсэн. 2216E орчинд шим тэжээлийн хомсдол эсвэл 2707 HDSS матрицаас хорт металлын ион ялгарснаас шалтгаална. Энэ нь багц туршилтын хязгаарлалт юм.
Энэ ажилд P. aeruginosa био хальс нь 2707 HDSS гадаргуу дээрх био хальсны доорхи Cr ба Fe-ийн орон нутгийн хомсдолд нөлөөлсөн (Зураг 6). Хүснэгт 6-д D дээж дэх Fe болон Cr-ийн хэмжээ C дээжтэй харьцуулахад буурсан нь P. aeruginosa-ийн үүсгэсэн ууссан Fe болон Cr нь эхний өдөр биофилм үүссэнийг харуулж байна.12. Энэ нь далайн орчныг дуурайхад хэрэглэгддэг. 17700 ppm Cl- агуулдаг бөгөөд энэ нь байгалийн далайн усанд байдагтай харьцуулшгүй юм. 17700 ppm Cl- байгаа нь XPS-ээр шинжилсэн 7 ба 14 хоногийн абиотик дээжинд Cr буурах гол шалтгаан болсон. Абиотик орчинд 2707 HDSS-ийн хүчтэй Cl− эсэргүүцлийн улмаас бага байна.Зураг 9-д идэвхгүйжүүлэх хальсанд Cr6+ агуулагдаж байгааг харуулж байна. Энэ нь Чен, Клейтон нарын санал болгосноор P. aeruginosa био хальсаар ган гадаргуугаас Cr-ийг арилгахад оролцож болно.
Бактерийн үржлийн улмаас тариалахын өмнө болон дараа нь орчны рН-ийн утга тус бүр 7.4 ба 8.2 байсан. Иймээс P. aeruginosa био хальсны доор органик хүчлийн зэврэлт нь задгай орчинд харьцангуй өндөр рН байдаг тул энэ ажилд нөлөөлөх хүчин зүйл болохгүй. эцсийн 7.5) туршилтын 14 хоногийн хугацаанд. Инкубацийн дараа тарих орчинд рН нэмэгдсэн нь P. aeruginosa-ийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас шалтгаалсан бөгөөд туршилтын тууз байхгүй үед рН-д ижил нөлөө үзүүлэх нь тогтоогдсон.
Зураг 7-д үзүүлснээр P. aeruginosa био хальснаас үүссэн нүхний хамгийн их гүн нь 0.69 μм байсан бөгөөд энэ нь абиотик орчны (0.02 μm) хэмжээнээс хамаагүй том байв. Энэ нь дээр дурдсан цахилгаан химийн өгөгдөлтэй нийцэж байна. 0.69 μм нүхний гүн нь DSS02-ийн мэдээлсэн утгаас арав дахин бага байна. нөхцөл байдал. Эдгээр өгөгдөл нь 2707 HDSS нь 2205 DSS-тэй харьцуулахад илүү сайн MIC-ийн эсэргүүцлийг харуулдаг болохыг харуулж байна. 2707 HDSS нь хромын өндөр агууламжтай бөгөөд хоёрдогч хортой тунадасгүй фазын тэнцвэртэй бүтэцтэй тул P. aerugivinosa, depassivinosa depassivinosa-ийг эхлүүлэхэд илүү хэцүү болгодог тул энэ нь гайхах зүйл биш юм.
Дүгнэж хэлэхэд, P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS-ийн гадаргуу дээр абиотик орчинд үл тоомсорлох нүхжилттэй харьцуулахад MIC цоорхой илэрсэн. Энэхүү ажил нь 2707 HDSS нь 2205 DSS-ээс илүү MIC эсэргүүцэлтэй байгааг харуулж байна, гэхдээ P. aeruginosa-ийн тохиромжгүй биологийн хальсны сонголтоос шалтгаалан MIC-ээс бүрэн дархлаагүй байна. далайн орчны амьдрал.
2707 HDSS-ийн купоныг БНХАУ-ын Шэньян дахь Зүүн хойд их сургуулийн (NEU) Төмөрлөгийн сургуулиас гаргажээ. NEU-ийн материалын шинжилгээ, туршилтын хэлтэст дүн шинжилгээ хийсэн 2707 HDSS-ийн элементийн найрлагыг Хүснэгт 1-д үзүүлэв. Бүх дээжийг 1180 градусын температурт 1 цаг хүртэл туршин туршсан. Дээд тал нь 1 см2 талбайтай 2707 HDSS-ийг 2000 ширхэг хүртэл силикон карбидын цаасаар өнгөлж, 0.05 мкм Al2O3 нунтаг суспензээр өнгөлсөн. Хажуугийн болон ёроолыг идэвхгүй будгаар хамгаална. Хатаасны дараа дээжийг ариутгасан ионгүйжүүлсэн усаар зайлж угаана. h. Дараа нь тэдгээрийг хэрэглэхийн өмнө хэт ягаан туяаны (хэт ягаан туяаны) дор 0.5 цагийн турш агаарт хатаана.
Далайн Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 омгийг БНХАУ-ын Шиамень далайн соёл цуглуулах төвөөс (MCCC) худалдаж авсан. Pseudomonas aeruginosa-г аэробикийн аргаар 37°С-т 250 мл колбонд, 500 мл электрохимийн шилэн эс (Bioteching16E2 шингэн бодис ашиглан) ургуулсан. Co., Ltd., Чиндао, Хятад).Дунд (г/л): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034, Sr200r. H3BO3, 0.004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 пептон, 1.0 дрожжийн ханд, 0.1 төмрийн цитрат. Автоклавт 121°С-т 20 минутын турш гемометрээр дуслаарай. 400 дахин томруулсан микроскоп. Тарилгын дараа шууд планктон Pseudomonas aeruginosa-ийн эсийн анхны концентраци ойролцоогоор 106 эс/мл байв.
Электрохимийн туршилтыг 500 мл-ийн дундаж эзэлхүүнтэй сонгодог гурван электродын шилэн үүрэнд хийсэн. Цагаан алтны хуудас ба ханасан каломель электрод (SCE) нь давсны гүүрээр дүүрсэн Лугжин хялгасан судсаар дамжин реакторт холбогдсон ба тоолуур болон жишиг электродын үүрэг гүйцэтгэдэг. эпокси, ажлын электродын хувьд 1 см2 орчим ил нэг талт гадаргуугийн талбайг үлдээж байна. Цахилгаан химийн хэмжилтийн явцад дээжийг 2216E орчинд байрлуулж, усан ваннд тогтмол инкубацийн температурт (37 ° C) байлгасан.OCP, LPR, EIS болон боломжит динамик туйлшралын өгөгдлийг Autolab, Referans 00000000000000000000000 Inc., АНУ).LPR туршилтыг Eocp-ээр -5 ба 5 мВ-ийн мужид 0.125 мВ с-1 скан хийх хурдаар бүртгэж, 1 Гц-ийн дээж авах давтамжийг тэмдэглэв. EIS-ийг 0.01-ээс 10,000 Гц давтамжийн муж дахь синус долгионоор хийсэн бөгөөд EIS-ийн 5 мВ-ын хүчдэлийг EOC-ийн хүчдэлийн хувьд тогтворжуулсан. Тогтвортой чөлөөт зэврэлтийн боломжит утгад хүрэх хүртэл нээлттэй хэлхээний горим. Дараа нь туйлшралын муруйг 0.166 мВ/с сканнерийн хурдаар Eocp-ийн эсрэг -0.2-оос 1.5 В хүртэл ажиллуулсан. Туршилт бүрийг P. aeruginosa-тай болонгүйгээр 3 удаа давтав.
Металлографийн шинжилгээнд зориулсан дээжийг 2000 ширхэг нойтон SiC цаасаар механик аргаар өнгөлж, дараа нь оптик ажиглалт хийх зорилгоор 0.05 μм Al2O3 нунтаг суспензээр өнгөлсөн. Металлографийн шинжилгээг оптик микроскоп ашиглан хийсэн. Сорьцуудыг 10 жингийн %-ийн калийн гидроксидын уусмал 43-аар сийлсэн.
Инкубацийн дараа дээжийг фосфатын буфержүүлсэн давсны (PBS) уусмалаар (рН 7.4 ± 0.2) 3 удаа угааж, дараа нь био хальсыг тогтоохын тулд 2.5% (v/v) глютаральдегидээр 10 цагийн турш бэхэлсэн. Дараа нь усгүйжүүлсэн (70, 8%, 70, 0, %), Агаар хатаахын өмнө 90%, 95% ба 100% v/v) этанол хийнэ. Эцэст нь дээжийн гадаргууг алтлаг хальсаар цацаж, SEM ажиглалтын дамжуулалтыг хангана. SEM зургийг сорьц бүрийн гадаргуу дээрх хамгийн суумал P. aeruginosa эс бүхий толбо руу чиглүүлсэн. Confoning EDSscan Scopening химийн элементийн шинжилгээг хийнэ. (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Герман) нүхний гүнийг хэмжихэд ашигласан. Био хальсан доорх зэврэлтээс үүссэн нүхийг ажиглахын тулд туршилтын хэсгийг эхлээд Хятадын үндэсний стандарт (CNS) GB/T4334.4-2000-ын дагуу цэвэрлэж, туршилтын хэсгийн гадаргуу дээрх зэврэлтээс үүссэн бүтээгдэхүүн болон био хальсыг цэвэрлэв.
Рентген фотоэлектрон спектроскопи (XPS, ESCALAB250 гадаргуугийн шинжилгээний систем, Thermo VG, АНУ) шинжилгээг монохромат рентген эх үүсвэр (1500 эВ эрчим хүч, 150 Вт чадалтай хөнгөн цагаан Kα шугам) ашиглан стандарт нөхцлөөр 0 1350 эВ-ийн эрчим хүчний өндөр тунгаар дамжуулж, өндөр тунгаар дамжуулсан. 0.2 эВ алхамын хэмжээ.
Өсгөвөрлөсөн сорьцыг авч, PBS-ээр (рН 7.4 ± 0.2) 15 секундын турш зөөлөн зайлж угаана. Дээж дээрх био хальсны нянгийн амьдрах чадварыг ажиглахын тулд LIVE/DEAD BacLight бактерийн амьдрах чадварын иж бүрдэл (Invitrogen, OR, Euges, Euges, USA) ашиглан био хальсыг будсан. ногоон флюресцент SYTO-9 будаг ба улаан флюресцент пропидиум иодид (PI) будаг. CLSM-ийн дагуу флюресцент ногоон болон улаан өнгийн цэгүүд нь амьд болон үхсэн эсийг тус тус төлөөлдөг. Будахын тулд 3 мкл SYTO-9 ба 3 мкл PI уусмал агуулсан 1 мл хольцыг (2°С температурт өрөөний температурт өсгөвөрлөнө) 3 мкл. харанхуй.Дараа нь будагдсан дээжийг Nikon CLSM машин (C2 Plus, Nikon, Япон) ашиглан хоёр долгионы уртад (амьд эсийн хувьд 488 нм, үхсэн эсийн хувьд 559 нм) ажигласан. Био хальсны зузааныг 3-D сканнерын горимд хэмжсэн.
Энэ өгүүллийг хэрхэн иш татах вэ: Li, H. et al. Marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 2707 супер дуплекс зэвэрдэггүй гангийн бичил биетний зэврэлт. 6, 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфат.coros.science.80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Уусмалын дулааны боловсруулалт ба хамгаалалтын хий дэх азотын супер дуплекс зэвэрдэггүй ган гагнуурын зэврэлтээс хамгаалахад үзүүлэх нөлөө.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. A 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Хлоридын дэргэд өөр өөр рН-ийн шүлтлэг уусмал дахь 2205 дуплекс зэвэрдэггүй гангийн электрохимийн зан байдал. Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI. Далайн био хальсны зэврэлтэнд үзүүлэх нөлөө: товч тойм. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).