Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com. Nooca biraawsarka aad isticmaaleyso wuxuu leeyahay taageero CSS oo xaddidan. Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho biraawsar la cusbooneysiiyay (ama aad joojiso Habka La-qabsiga ee Internet Explorer). Dhanka kale, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan soo bandhigi doonnaa goobta iyada oo aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Dhawaan, goob antimicrobial oo aan kiimiko lahayn oo ku salaysan nanotechnology iyadoo la adeegsanayo nanostructures biyo macmalka ah (EWNS) ayaa la sameeyay. EWNS waxay leeyihiin dusha sare oo sare waxayna ka buuxaan noocyada oksijiinta falgalka ah (ROS) kuwaas oo la falgali kara oo joojin kara tiro ka mid ah noolaha yaryar, oo ay ku jiraan jeermisyada cuntada laga qaado. Halkan waxaa lagu muujiyay in sifooyinkooda inta lagu jiro isku-darka la hagaajin karo oo la hagaajin karo si loo sii wanaajiyo awooddooda bakteeriyada. Goobta shaybaarka ee EWNS waxaa loogu talagalay inay hagaajiso sifooyinka EWNS iyadoo la beddelayo xuduudaha isku-darka. Astaamaha sifooyinka EWNS (kharashka, cabbirka iyo waxa ku jira ROS) iyadoo la adeegsanayo hababka falanqaynta casriga ah. Intaa waxaa dheer, waxaa lagu qiimeeyay awooddooda joojinta microbial ee ka dhanka ah noolaha cuntada laga qaado sida Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria aan waxba galabsan, Mycobacterium paraaccidentum iyo Saccharomyces cerevisiae. Natiijooyinka halkan lagu soo bandhigay waxay muujinayaan in sifooyinka EWNS la hagaajin karo inta lagu jiro isku-darka, taasoo keentay koror baaxad leh oo ku yimaada hufnaanta joojinta. Gaar ahaan, dallacaadda dusha sare waxay korodhay afar qaybood noocyada oksijiinta falgalka ahna way korodhay. Heerka ka saarista jeermiska wuxuu ku xirnaa microbial ahaan wuxuuna u dhexeeyay 1.0 ilaa 3.8 log ka dib markii 45 daqiiqo la geliyay qiyaas aerosol ah oo ah 40,000 #/cc EWNS.
Wasakhowga microbial-ka ayaa ah sababta ugu weyn ee keenta cudurrada cuntada laga qaado ee ka dhasha nuugista jeermiska ama suntooda. Dalka Mareykanka oo keliya, cudurrada cuntada laga qaado waxay keenaan qiyaastii 76 milyan oo cudur, 325,000 oo isbitaal la dhigo, iyo 5,000 oo dhimasho ah sannad kasta1. Intaa waxaa dheer, Waaxda Beeraha ee Mareykanka (USDA) waxay ku qiyaastay in isticmaalka sii kordhaya ee wax soo saarka cusub uu mas'uul ka yahay 48% dhammaan cudurrada cuntada laga qaado ee laga soo sheegay Mareykanka2. Qiimaha cudurrada iyo dhimashada ay sababaan jeermiska cuntada laga qaado ee Mareykanka aad ayuu u sarreeyaa, sida ay ku qiyaastay Xarumaha Xakamaynta iyo Kahortagga Cudurrada (CDC) in ka badan US$15.6 bilyan sannadkii3.
Waqtigan xaadirka ah, faragelinta jeermiska dila ee kiimikada4, shucaaca5 iyo thermal6 si loo hubiyo badbaadada cuntada waxaa inta badan lagu sameeyaa meelaha xakamaynta ee muhiimka ah ee xaddidan (CCPs) ee ku teedsan silsiladda wax soo saarka (badanaa ka dib goosashada iyo/ama inta lagu jiro baakadaha) halkii ay si joogto ah u ahaan lahaayeen. sidaas darteed, waxay u nugul yihiin wasakhowga. 7. Xakamaynta wanaagsan ee cudurrada ka dhasha cuntada iyo burburka cuntada waxay u baahan tahay faragelinno jeermis dila oo laga yaabo in lagu dabaqo dhammaan beeraha-ilaa-miiska iyadoo la dhimayo saameynta deegaanka iyo kharashyada.
Dhawaan, waxaa la sameeyay goob antimicrobial ah oo aan kiimiko ahayn, oo ku salaysan nanotechnology kaas oo joojin kara bakteeriyada dusha sare iyo hawada iyadoo la adeegsanayo nanostructures biyo macmalka ah (EWNS). EWNS waxaa la sameeyay iyadoo la adeegsanayo laba hab oo is barbar socda, electrospray iyo ionization biyaha (Jaantuska 1a). Daraasado hore ayaa muujiyay in EWNS ay leeyihiin astaamo gaar ah oo jireed iyo bayooloji ah8,9,10. EWNS waxay leeyihiin celcelis ahaan 10 elektarooni qaab-dhismeedkiiba iyo celcelis ahaan cabbirka nanoscale oo ah 25 nm (Jaantuska 1b,c)8,9,10. Intaa waxaa dheer, resonance spin electron (ESR) waxay muujisay in EWNS ay ka kooban tahay xaddi badan oo noocyada oksijiinta falgalka ah (ROS), oo inta badan ah hydroxyl (OH•) iyo superoxide (O2-) radicals (Jaantuska 1c)8. EVNS waxay hawada ku jirtaa muddo dheer waxayna isku dhici kartaa noolaha yaryar ee hawada ku jira oo ku jira dusha sare, taasoo keenaysa culayska ROS ee ay qaadaan waxayna keenaysaa in la joojiyo noolaha yaryar (Jaantuska 1d). Daraasadahan hore waxay sidoo kale muujiyeen in EWNS ay la falgali karto oo ay hawlgelin karto bakteeriyada kala duwan ee garaam-negative iyo garaam-positive, oo ay ku jiraan mycobacteria, dusha sare iyo hawada. Microscope-ka elektaroonigga ah ee gudbinta ayaa muujiyay in joojinta firfircoonida ay sabab u tahay khalkhal ku yimid xuubka unugyada. Intaa waxaa dheer, daraasadaha neefsashada degdegga ah waxay muujiyeen in qiyaaso badan oo EWNS ah aysan sababin waxyeello sambabada ama barar 8.
(a) Buufinta elektroogu waxay dhacdaa marka danab sare la mariyo inta u dhaxaysa tuubo xidid oo dareere ah iyo elektroodh ka soo horjeeda. (b) Isticmaalka cadaadiska sare wuxuu keenaa laba dhacdo oo kala duwan: (i) buufinta elektroogga biyaha iyo (ii) sameynta noocyada oksijiinta ee falceliyay (ions) ee ku xayiran EWNS. (c) Qaab-dhismeedka gaarka ah ee EWNS. (d) Sababtoo ah dabeecadooda nanoscale, EWNS aad bay u dhaqaaqaan waxayna la falgeli karaan jeermiska hawada ku jira.
Awoodda madal-ka jeermiska dila ee EWNS si ay u joojiso noolaha cuntada ku jira ee dusha sare ee cuntada cusub ayaa sidoo kale dhawaan la muujiyay. Waxaa sidoo kale la muujiyay in dusha sare ee EWNS oo lagu daray goob koronto loo isticmaali karo in lagu gaaro gaarsiinta bartilmaameedka ah. Intaa waxaa dheer, natiijooyinka hordhaca ah ee yaanyada dabiiciga ah ka dib markii la soo bandhigay 90 daqiiqo EWNS oo qiyaastii ah 50,000 #/cm3 ayaa dhiirrigelin lahaa, iyadoo la arkay noolaha kala duwan ee cuntada ku dhasha sida E. coli iyo Listeria 11. Intaa waxaa dheer, baaritaannada hordhaca ah ee organoleptic-ga ma muujin wax saameyn dareen ah marka loo eego yaanyada la xakameeyey. Inkasta oo natiijooyinkan bilawga ah ee joojinta firfircoonida ay dhiirigelin u yihiin codsiyada badbaadada cuntada xitaa qiyaasaha EWNS ee aadka u hooseeya ee 50,000 #/cc. eeg, waa iska cadahay in awoodda joojinta firfircoonida oo sareysa ay faa'iido badan u yeelan doonto si loo sii yareeyo khatarta caabuqa iyo burburka.
Halkan, waxaan diiradda saari doonnaa cilmi-baaristayada ku saabsan horumarinta madal jiilaynta EWNS si loo suurtogeliyo hagaajinta xuduudaha isku-darka iyo hagaajinta sifooyinka fiisikokemikaalka ee EWNS si loo xoojiyo awooddooda bakteeriyada disha. Gaar ahaan, hagaajinta waxay diiradda saartay kordhinta dallacaadda dusha sare (si loo hagaajiyo gaarsiinta la beegsanayo) iyo waxyaabaha ku jira ROS (si loo hagaajiyo waxtarka joojinta firfircoonida). Sifeynta sifooyinka fiisikokemikalka ee la hagaajiyay (cabbirka, dallacaadda iyo waxyaabaha ku jira ROS) adoo isticmaalaya hababka falanqaynta casriga ah oo isticmaal noolaha cuntada ee caadiga ah sida E.
EVNS waxaa lagu sameeyay buufin koronto oo isku mar ah iyo ionization biyo saafi ah oo sarreeya (18 MΩ cm–1). Nebulizer-ka korantada 12 waxaa badanaa loo isticmaalaa atomization-ka dareerayaasha iyo isku-darka walxaha polymer-ka iyo dhoobada 13 iyo fiilooyinka 14 ee cabbirka la xakameeyey.
Sida ku cad daabacaadihii hore 8, 9, 10, 11, tijaabo caadi ah, danab sare ayaa la mariyey inta u dhaxaysa birta xididka iyo elektroodka dhulka lagu shubo. Inta lagu jiro hawshan, laba dhacdo oo kala duwan ayaa dhaca: i) electrospray iyo ii) ionization biyaha. Goob koronto oo xooggan oo u dhaxaysa labada elektroodka ayaa sababa in dallacaadyo taban ay ku ururaan dusha sare ee biyaha la isku daray, taasoo keentay sameynta koonooyinka Taylor. Natiijo ahaan, dhibco biyood oo aad u sarreeya ayaa la sameeyaa, kuwaas oo sii wada inay u kala jabaan qaybo yaryar, sida ku cad aragtida Rayleigh16. Isla mar ahaantaana, goobaha korontada ee xooggan ayaa sababa in qaar ka mid ah molecules-ka biyaha ay kala qaybsamaan oo ay ka saaraan elektroonada (ionize), taasoo horseedda sameynta tiro badan oo ah noocyada oksijiinta ee falceliya (ROS)17. ROS18 oo isku mar la soo saaro ayaa lagu duubay EWNS (Jaantuska 1c).
Jaantuska 2a wuxuu muujinayaa nidaamka jiilka EWNS ee loo sameeyay loona isticmaalay isku-darka EWNS ee daraasaddan. Biyaha la nadiifiyey ee lagu kaydiyey dhalo xiran ayaa lagu shubay tuubo Teflon ah (dhexroor gudaha ah oo 2 mm ah) oo loo geliyay irbad bir ah oo aan miridh lahayn oo 30G ah (xiddig bir ah). Socodka biyaha waxaa xakameeya cadaadiska hawada ee ku jira dhalada, sida ku cad Jaantuska 2b. Irbadda waxaa lagu rakibay konsole Teflon waxaana gacanta lagu hagaajin karaa masaafo gaar ah oo ka fog elektroodka miiska. Elektroodka miiska lagu qaato waa saxan aluminium ah oo la safeeyey oo leh god bartamaha loogu talagalay muunad qaadista. Elektroodka miiska lagu qaato waxaa ku yaal funaanad muunad qaadis ah oo aluminium ah, kaas oo ku xiran inta kale ee dejinta tijaabada iyada oo loo marayo dekedda muunadda (Jaantuska 2b). Si looga fogaado kororka dallacaadda oo carqaladeyn kara hawlgalka muunadda, dhammaan qaybaha muunadda waxaa lagu dejiyaa koronto ahaan.
(a) Nidaamka Soo Saarista Nanostructure-ka Biyaha ee la Injineeriyay (EWNS). (b) Qayb-qayb ah oo ka mid ah muunadda iyo buufinta elektiroonigga ah, oo muujinaysa xuduudaha ugu muhiimsan. (c) Dejinta tijaabada ah ee joojinta bakteeriyada.
Nidaamka jiilka EWNS ee kor lagu sharraxay wuxuu awood u leeyahay inuu beddelo xuduudaha hawlgalka muhiimka ah si loo fududeeyo hagaajinta sifooyinka EWNS. Hagaaji danabka la adeegsaday (V), masaafada u dhaxaysa irbadda iyo elektroodka miiska (L), iyo socodka biyaha (φ) iyada oo loo marayo xididka si loo hagaajiyo astaamaha EWNS. Astaanta loo isticmaalo in lagu matalo isku-darka kala duwan: [V (kV), L (cm)]. Hagaaji socodka biyaha si aad u hesho koon Taylor oo deggan oo go'an [V, L]. Ujeeddooyinka daraasaddan awgeed, dhexroorka daloolka elektroodka miiska (D) waxaa lagu hayay 0.5 inji (1.29 cm).
Maadaama ay xaddidan tahay joomatari iyo isku-dheelitir la'aan, xoogga goobta korontada laguma xisaabin karo mabaadi'da koowaad. Taa beddelkeeda, barnaamijka QuickField™ (Svendborg, Denmark)19 ayaa loo isticmaalay in lagu xisaabiyo goobta korontada. Goobta korontada laguma siman yahay, sidaa darteed qiimaha goobta korontada ee ku taal cidhifka xididka ayaa loo isticmaalay qiime tixraac ah oo loogu talagalay qaabab kala duwan.
Inta lagu guda jiray daraasadda, dhowr isku-darka danabka iyo masaafada u dhaxaysa irbadda iyo elektroodka miiska lagu soo celiyo ayaa la qiimeeyay marka la eego sameynta koonka Taylor, xasilloonida koonka Taylor, xasilloonida wax soo saarka EWNS, iyo soo-saarista. Isku-darka kala duwan ayaa lagu muujiyay Shaxda Dheeraadka ah ee S1.
Wax soo saarka nidaamka jiilka EWNS waxaa si toos ah loogu xiray Falanqeeyaha Cabbirka Qaybta Sawir-qaadista (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) si loo cabbiro fiirsashada tirada walxaha, iyo sidoo kale Aerosol Faraday Electrometer (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN).) ee hadda hawada lagu shubo ayaa la cabbiray sida lagu sharraxay daabacaaddeennii hore. Labada SMPS iyo elektrometer-ka aerosol-ka waxaa lagu muunadeeyay heerka socodka oo ah 0.5 L/daqiiqo (wadarta socodka muunadda 1 L/daqiiqo). Tirada fiirsashada walxaha iyo socodka aerosol-ka waxaa lagu cabiray 120 ilbiriqsi. Cabbirka waxaa lagu celceliyay 30 jeer. Iyada oo lagu saleynayo cabbiraadaha hadda jira, wadarta kharashka aerosol-ka ayaa la xisaabiyaa waxaana celceliska kharashka EWNS lagu qiyaasaa tirada guud ee walxaha EWNS ee la xushay. Celceliska kharashka EWNS waxaa lagu xisaabin karaa iyadoo la isticmaalayo Isle'egta (1):
halkaasoo IEl uu yahay hadda la cabbiray, NSMPS waa fiirsashada dhijitaalka ah ee lagu cabbiray SMPS, iyo φEl waa heerka socodka halkii elektrometer.
Maadaama qoyaanka qaraabada ah (RH) uu saameeyo kharashka dusha sare, heerkulka iyo (RH) waxay ahaayeen kuwo joogto ah intii lagu jiray tijaabada 21°C iyo 45%, siday u kala horreeyaan.
Mikroskoobka xoogga atomiga (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) iyo baaritaanka AC260T (Olympus, Tokyo, Japan) ayaa loo isticmaalay in lagu cabbiro cabbirka iyo cimriga EWNS. Soo noqnoqoshada iskaanka AFM waxay ahayd 1 Hz, aagga iskaanka wuxuu ahaa 5 μm × 5 μm, iyo 256 xariiq oo iskaanka ah. Dhammaan sawirrada waxaa lagu sameeyay iswaafajinta sawirka ee nidaamka 1aad iyadoo la adeegsanayo barnaamijka Asylum (maaskarada 100 nm, heerka 100 pm).
Marinkii tijaabada ayaa la saaray, dusha sare ee mica-na waxaa la dhigay masaafo dhan 2.0 cm laga bilaabo elektroodka miiska lagu cabbiro muddo celcelis ahaan ah 120 ilbiriqsi si looga fogaado isku-ururinta walxaha iyo sameynta dhibco aan caadi ahayn oo ku yaal dusha sare ee mica. EWNS waxaa si toos ah loogu buufiyay dusha sare ee mica cusub ee la jaray (Ted Pella, Redding, CA). Sawirka dusha sare ee mica isla markiiba ka dib markii AFM uu ku faafo. Xagasha taabashada ee dusha sare ee mica cusub ee aan la beddelin waxay ku dhowdahay 0°, sidaa darteed EVNS waxaa lagu qaybiyaa dusha sare ee mica qaab qubbad ah. Dhexroorka (a) iyo dhererka (h) ee dhibcaha kala firdhinaya waxaa si toos ah looga cabbiray dhulka AFM waxaana loo isticmaalay in lagu xisaabiyo mugga faafinta EWNS domed iyadoo la adeegsanayo habkeennii hore loo xaqiijiyay. Haddii EWNS-ka saaran ay leeyihiin mug isku mid ah, dhexroorka u dhigma waxaa lagu xisaabin karaa iyadoo la isticmaalayo Isle'egta (2):
Iyada oo ku saleysan habkeennii hore loo sameeyay, dabinka wareegga elektaroonigga ah (ESR) ayaa loo isticmaalay in lagu ogaado jiritaanka dhexdhexaadiyeyaasha xagjirka ah ee muddada gaaban ku jira EWNS. Aerosols-ka waxaa lagu dhex shubay 650 μm Midget sparger (Ace Glass, Vineland, NJ) oo ka kooban xal 235 mM ah oo ah DEPMPO(5-(diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc.). Portland, Oregon). Dhammaan cabbiraadaha ESR waxaa lagu sameeyay iyadoo la adeegsanayo qalabka Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) iyo unug fidsan. Barnaamijka Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ayaa loo isticmaalay in lagu ururiyo laguna falanqeeyo xogta. Go'aaminta astaamaha ROS waxaa lagu sameeyay oo keliya xaalado hawlgal ah [-6.5 kV, 4.0 cm]. Xoogga EWNS waxaa lagu cabbiray iyadoo la adeegsanayo SMPS ka dib markii la xisaabiyay khasaaraha EWNS ee saameynta.
Heerarka Ozone-ka waxaa lagu kormeeray iyadoo la adeegsanayo 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
Dhammaan sifooyinka EWNS, celceliska qiimaha waxaa loo isticmaalaa qiimaha cabbirka, halka leexashada caadiga ahna loo isticmaalo khaladka cabbirka. Tijaabooyinka T-ga waxaa la sameeyay si loo barbar dhigo qiimayaasha sifooyinka EWNS ee la hagaajiyay iyo qiimayaasha u dhigma ee EWNS-ka salka ah.
Jaantuska 2c wuxuu muujinayaa nidaam "jiid" oo hore loo sameeyay oo loo yaqaan 'electrostatic risving' (EPES) kaas oo loo isticmaali karo gaarsiinta bartilmaameedka ah ee EWNS dusha sare. EPES waxay isticmaashaa dallacaadyada EVNS kuwaas oo si toos ah loogu "hagi karo" dusha sare ee bartilmaameedka iyadoo la saamaynayo goob koronto oo xooggan. Faahfaahinta nidaamka EPES waxaa lagu soo bandhigay daabacaad dhawaan ay sameeyeen Pyrgiotakis et al. 11. Sidaa darteed, EPES waxay ka kooban tahay qol PVC oo 3D ah oo daabacan oo leh darafyo godan waxayna ka kooban tahay laba bir oo bir ah oo aan daxal lahayn (304 bir aan daxal lahayn, muraayad dahaar leh) oo ku yaal bartamaha 15.24 cm u dhexeeya. Looxyadu waxay ku xirnaayeen ilo koronto sare oo dibadda ah (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), saxanka hoose wuxuu had iyo jeer ku xirnaa danab togan, saxanka sarena had iyo jeer wuxuu ku xirnaa dhulka (dhul sabeynaya). Darbiyada qolka waxaa lagu daboolay bir aluminium ah, kaas oo si koronto ah loogu rakibay si looga hortago luminta walxaha. Qolku wuxuu leeyahay albaab hore oo shaabadaysan oo u oggolaanaya meelaha tijaabada ah in la dhigo meelaha balaastigga ah ee kor u qaada saxanka birta ah ee hoose si looga fogaado faragelinta danab sare.
Waxtarka dhigaalka EWNS ee EPES waxaa lagu xisaabiyay hab-maamuuska hore loo sameeyay ee lagu faahfaahiyay Jaantuska Dheeraadka ah ee S111.
Qolka xakamaynta, qol labaad oo wareeg ah ayaa si taxane ah loogu xiray nidaamka EPES, kaas oo loo isticmaalay shaandho HEPA oo dhexdhexaad ah si looga saaro EWNS. Sida ku cad Jaantuska 2c, aerosol-ka EWNS waxaa lagu shubay laba qol oo ku dhex jira. Shaandhada u dhaxaysa qolka xakamaynta iyo EPES waxay ka saartaa wixii EWNS ah ee haray taasoo keentay heerkul isku mid ah (T), qoyaan qaraabo ah (RH) iyo heerarka ozone.
Waxaa la ogaaday in noolaha yaryar ee muhiimka ah ee cuntada laga helo ay wasakheeyaan cuntooyinka cusub sida E. coli (ATCC #27325), tilmaame saxaro, Salmonella enterica (ATCC #53647), cudur-sidaha cuntada laga qaado, Listeria aan dhib lahayn (ATCC #33090), beddelka Listeria monocytogenes-ka cudurka keena, oo laga soo qaatay ATCC (Manassas, VA) Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098), beddel khamiirka wasakhaysan, iyo bakteeriyada aan firfircoonayn ee iska caabisa, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
Ka iibso sanduuqyo aan kala sooc lahayn oo yaanyo canab ah oo dabiici ah suuqaaga maxalliga ah oo ku qabooji 4°C ilaa la isticmaalo (ilaa 3 maalmood). Yaanyada tijaabada ah dhammaantood waxay ahaayeen isku cabbir, qiyaastii 1/2 inji dhexroor.
Habraacyada dhaqanka, tallaalka, soo-gaadhista, iyo tirinta gumeysiga ayaa lagu faahfaahiyay daabacaaddeennii hore waxaana lagu faahfaahiyay Xogta Dheeraadka ah. Waxtarka EWNS waxaa lagu qiimeeyay iyadoo yaanyada la tallaalay la siiyay 40,000 #/cm3 muddo 45 daqiiqo ah. Si kooban, saddex yaanyo ayaa loo isticmaalay in lagu qiimeeyo noolaha nool ee badbaaday waqtiga t = 0 daqiiqo. Saddex yaanyo ayaa lagu riday EPES waxaana lagu arkay EWNS 40,000 #/cc (Yaanyada la soo bandhigay EWNS) saddexda soo hartayna waxaa la dhigay qolka xakamaynta (yaanyada la xakameeyay). Habaynta dheeraadka ah ee yaanyada labada kooxood lama fulin. Yaanyada la soo bandhigay EWNS iyo yaanyada la xakameeyay ayaa laga saaray 45 daqiiqo ka dib si loo qiimeeyo saameynta EWNS.
Tijaabo kasta waxaa lagu sameeyay saddex-geesood. Falanqaynta xogta waxaa lagu sameeyay iyadoo la raacayo hab-maamuuska lagu sharraxay Xogta Dheeraadka ah.
Hababka joojinta waxaa lagu qiimeeyay iyadoo la isticmaalayo shaandhooyin EWNS ah oo la soo bandhigay (45 daqiiqo oo ah fiirsashada aerosol ee 40,000 #/cm3 EWNS) iyo muunado aan la shucaacin oo ah bakteeriyada aan waxyeelada lahayn E. coli, Salmonella enterica iyo Lactobacillus. Walxaha waxaa lagu hagaajiyay 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde iyo 0.03% picric acid oo ku jira 0.1 M sodium cacodylate buffer (pH 7.4) muddo 2 saacadood ah heerkulka qolka. Ka dib markaad dhaqdo, ku hagaaji 1% osmium tetroxide (OsO4)/1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) muddo 2 saacadood ah, ku dhaq 3 jeer biyo oo ku dhex dar 1% uranyl acetate muddo 1 saac ah, ka dibna laba jeer ku dhaq biyo, ka dibna ku fuuq-baxa 10 daqiiqo 50%, 70%, 90%, 100% aalkolo. Shaybaarrada waxaa la geliyay propylene oxide muddo 1 saac ah, waxaana lagu shubay isku dar ah 1:1 oo ah propylene oxide iyo TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA). Shaybaarrada waxaa lagu dhejiyay TAAB Epon waxaana lagu buufiyay heerkul ah 60°C muddo 48 saacadood ah. Resin-ka granular-ka ah ee la daaweeyay waxaa jaray oo sawiray TEM iyadoo la adeegsanayo mikroskoob elektaroonig ah oo gudbin ah oo caadi ah JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan) oo lagu qalabeeyay kamarad AMT 2k CCD ah (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, USA).
Dhammaan tijaabooyinka waxaa lagu sameeyay saddex-geesood. Waqti kasta, dhaqidda bakteeriyada waxaa lagu beeray saddex-geesood, taasoo keentay wadarta sagaal dhibcood oo xog ah halkii dhibic, celceliskaasna waxaa loo isticmaalay isu-ururinta bakteeriyada ee noolahaas gaarka ah. Kala-goynta caadiga ah waxaa loo isticmaalay khaladka cabbirka. Dhammaan dhibcaha waa la tiriyaa.
Logarithm-ka hoos u dhaca fiirsashada bakteeriyada marka la barbar dhigo t = 0 daqiiqo waxaa lagu xisaabiyay qaacidada soo socota:
halkaasoo C0 uu yahay isku-darka bakteeriyada ee muunadda xakamaynta waqtiga 0 (tusaale ahaan ka dib marka dusha sare la qalajiyo laakiin ka hor inta aan la dhigin qolka) iyo Cn waa isku-darka bakteeriyada ee dusha sare ka dib n daqiiqado soo-gaadhis ah.
Si loo xisaabiyo burburka dabiiciga ah ee bakteeriyada inta lagu jiro soo-gaadhista 45-daqiiqo, hoos u dhaca diiwaanka marka la barbar dhigo xakamaynta ka dib 45 daqiiqo ayaa sidoo kale loo xisaabiyay sidan soo socota:
halkaasoo Cn uu yahay fiirsashada bakteeriyada ee muunadda xakamaynta waqtiga n iyo Cn-Control waa fiirsashada bakteeriyada xakamaynta waqtiga n. Xogta waxaa loo soo bandhigay sidii hoos u dhac diiwaan marka la barbar dhigo kantaroolka (ma jiro soo-gaadhis EWNS ah).
Inta lagu guda jiray daraasadda, isku-darka dhowr ah ee danabka iyo masaafada u dhaxaysa irbadda iyo elektroodka miiska lagu qaato ayaa la qiimeeyay marka la eego sameynta koonka Taylor, xasilloonida koonka Taylor, xasilloonida wax soo saarka EWNS, iyo soo-saarista. Isku-darka kala duwan ayaa lagu muujiyay Shaxda Dheeraadka ah ee S1. Laba kiis oo muujinaya sifooyin deggan iyo kuwo la soo saari karo (koonka Taylor, jiilka EWNS, iyo xasilloonida waqti ka dib) ayaa loo doortay daraasad dhammaystiran. Jaantuska 3 wuxuu muujinayaa natiijooyinka dallacaadda, cabbirka, iyo waxa ku jira ROS labada kiisba. Natiijooyinka waxaa sidoo kale lagu soo koobay Shaxda 1. Tixraac ahaan, Jaantuska 3 iyo Shaxda 1 labaduba waxay ka kooban yihiin sifooyinka EWNS8, 9, 10, 11 ee aan hore loo habayn (saldhigga-EWNS). Xisaabinta muhiimadda tirakoobka iyadoo la adeegsanayo tijaabada t-ga laba-dabo leh ayaa dib loogu daabacay Shaxda Dheeraadka ah ee S2. Intaa waxaa dheer, xog dheeraad ah waxaa ka mid ah daraasadaha saameynta dhexroorka godka muunad qaadashada elektroodka miiska lagu qaato (D) iyo masaafada u dhaxaysa elektroodka dhulka iyo caarada (L) (Jaantusyada Dheeraadka ah ee S2 iyo S3).
(ac) Qaybinta cabbirka oo lagu cabbiray AFM. (df) Astaamaha dallacaadda dusha sare. (g) Astaamaha ROS ee EPR.
Waxaa sidoo kale muhiim ah in la ogaado in dhammaan xaaladaha kor ku xusan, hadda ionization-ka la cabbiray uu u dhexeeyay 2 iyo 6 μA iyo danab u dhexeeya -3.8 iyo -6.5 kV, taasoo keentay in isticmaalka korontada uu ka yar yahay 50 mW qaybtan xidhiidhka jiilka EWNS ee keliya. Inkasta oo EWNS lagu sameeyay cadaadis sare, haddana heerarka ozone-ku aad bay u hooseeyaan, weligoodna ma dhaafin 60 ppb.
Jaantuska Dheeraadka ah ee S4 wuxuu muujinayaa goobaha korontada ee la sawiray ee xaaladaha [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8 kV, 0.5 cm], siday u kala horreeyaan. Xaaladaha [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8 kV, 0.5 cm], xisaabinta goobta waa 2 × 105 V/m iyo 4.7 × 105 V/m, siday u kala horreeyaan. Tan waxaa la filayaa, maadaama kiiska labaad saamiga masaafada danabku aad uga sarreeyo.
Jaantuska 3a,b wuxuu muujinayaa dhexroorka EWNS ee lagu cabbiray AFM8. Celceliska dhexroorka EWNS ee la xisaabiyay waxay ahaayeen 27 nm iyo 19 nm oo loogu talagalay qaababka [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8 kV, 0.5 cm], siday u kala horreeyaan. Xaaladaha [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8 kV, 0.5 cm], kala duwanaanshaha heerka joomatari ee qaybinta waa 1.41 iyo 1.45, siday u kala horreeyaan, taasoo tilmaamaysa qaybinta cabbirka cidhiidhiga ah. Labada cabbirka celceliska iyo kala duwanaanshaha heerka joomatari waxay aad ugu dhow yihiin EWNS-ka aasaasiga ah, 25 nm iyo 1.41, siday u kala horreeyaan. Jaantuska 3c wuxuu muujinayaa qaybinta cabbirka ee saldhigga EWNS ee lagu cabbiray hab isku mid ah xaaladaha isku midka ah.
Jaantuska 3d,e wuxuu muujinayaa natiijooyinka qeexitaanka kharashka. Xogtu waa cabbir celcelis ahaan 30 cabbir oo isku mar ah oo ah fiirsashada (#/cm3) iyo hadda (I). Falanqaynta waxay muujinaysaa in celceliska kharashka EWNS uu yahay 22 ± 6 e- iyo 44 ± 6 e- ee [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8 kV, 0.5 cm], siday u kala horreeyaan. Waxay leeyihiin dallacaad dusha sare oo aad uga sarreeya marka loo eego EWNS-ka aasaasiga ah (10 ± 2 e-), laba jeer ka weyn xaaladda [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo afar jeer ka weyn [-3 .8 kV, 0.5 cm]. Jaantuska 3f wuxuu muujinayaa dallacaad. xogta Saldhigga-EWNS.
Laga soo bilaabo khariidadaha uruurinta ee lambarka EWNS (Tirooyinka Dheeraadka ah ee S5 iyo S6), waxaa la arki karaa in xaaladda [-6.5 kV, 4.0 cm] ay leedahay walxo aad uga badan xaaladda [-3.8 kV, 0.5 cm]. Waxaa sidoo kale xusid mudan in uruurinta tirada EWNS la kormeeray ilaa 4 saacadood (Tirooyinka Dheeraadka ah ee S5 iyo S6), halkaas oo xasilloonida jiilka EWNS ay muujisay heerar isku mid ah oo ah uruurinta tirada walxaha labada xaaladoodba.
Jaantuska 3g wuxuu muujinayaa spectrum-ka EPR ka dib markii laga jaray xakamaynta EWNS ee la hagaajiyay (asalka) [-6.5 kV, 4.0 cm]. spectrum-ka ROS waxaa sidoo kale lagu barbar dhigay xaaladda Saldhigga-EWNS ee shaqo hore loo daabacay. Tirada EWNS ee ka falcesha dabinada wareegga waxaa lagu xisaabiyay inay tahay 7.5 × 104 EWNS/s, taas oo la mid ah tii hore loo daabacay ee Saldhigga-EWNS8. spectrum-ka EPR wuxuu si cad u muujiyay jiritaanka laba nooc oo ROS ah, iyadoo O2- ay tahay noocyada ugu badan iyo OH• oo aan badnayn. Intaa waxaa dheer, isbarbardhig toos ah oo lagu sameeyay xoojinta ugu sarreysa ayaa muujiyay in EWNS-ka la hagaajiyay uu lahaa content ROS oo aad uga sarreeya marka loo eego EWNS-ka aasaasiga ah.
Jaantuska 4aad wuxuu muujinayaa hufnaanta dhigista EWNS ee EPES. Xogta waxaa sidoo kale lagu soo koobay Shaxda I waxaana la barbar dhigay xogta EWNS ee asalka ah. Labada kiis ee EUNS, dhigista waxay ku dhowdahay 100% xitaa marka ay jirto danab hoose oo ah 3.0 kV. Caadiyan, 3.0 kV ayaa ku filan dhigista 100%, iyadoon loo eegin isbeddelka dallacaadda dusha sare. Xaaladahaas oo kale, hufnaanta dhigista ee Saldhigga-EWNS waxay ahayd 56% oo keliya sababtoo ah dallacooda hooseeya (celcelis ahaan 10 elektarooni EWNS kasta).
Jaantuska 5aad iyo jadwalka. 2aad wuxuu soo koobayaa qiimaha joojinta noolaha yaryar ee lagu tallaalay dusha sare ee yaanyada ka dib markii la gaarsiiyay qiyaastii 40,000 #/cm3 EWNS muddo 45 daqiiqo ah qaabka ugu fiican [-6.5 kV, 4.0 cm]. E. coli iyo Lactobacillus oo aan wax dhibaato ah lahayn ayaa muujiyay hoos u dhac weyn oo ah 3.8 logs intii lagu jiray soo-gaadhista 45 daqiiqo. Xaaladahaas oo kale, S. enterica waxay lahayd hoos u dhac 2.2-logs ah, halka S. cerevisiae iyo M. parafortutum ay lahaayeen hoos u dhac 1.0-logs ah.
Micrograph-yada elektarooniga ah (Jaantuska 6) waxay muujinayaan isbeddellada jireed ee ay EWNS ku keentay unugyada Escherichia coli, Streptococcus, iyo Lactobacillus ee aan waxyeelada lahayn taasoo keentay in la joojiyo. Bakteeriyada xakamaynta waxay lahayd xuubka unugyada oo aan shaqayn, halka bakteeriyada la soo bandhigay ay waxyeelaysay xuubka dibadda.
Sawir-qaadista elektaroonigga ah ee bakteeriyada la xakameeyey iyo kuwa la soo bandhigay ayaa muujisay dhaawac xuubka ah.
Xogta ku saabsan sifooyinka fiisikokemikaalka ee EWNS-ka la hagaajiyay si wadajir ah waxay muujinaysaa in sifooyinka (kharashka dusha sare iyo heerka ROS) ee EWNS si weyn loo hagaajiyay marka la barbar dhigo xogta aasaasiga ah ee EWNS ee hore loo daabacay8,9,10,11. Dhanka kale, cabbirkoodu wuxuu ku sii jiray heerka nanometer-ka, aad ayuu ula mid yahay natiijooyinka hore loo soo sheegay, taasoo u oggolaanaysa inay hawada ku sii jiraan muddo dheer. Kala-soocidda la arkay waxaa lagu sharxi karaa isbeddellada dallacaadda dusha sare ee go'aamiya cabbirka EWNS, kala-soocidda saamaynta Rayleigh, iyo isku-darka suurtagalka ah. Si kastaba ha ahaatee, sida uu faahfaahin ka bixiyay Nielsen et al. 22, dallacaadda sare ee dusha sare waxay yareysaa uumiga iyadoo si wax ku ool ah u kordhinaysa tamarta/xiisadda dusha sare ee dhibicda biyaha. Daabacaaddii hore8 aragtidan waxaa si tijaabo ah loogu xaqiijiyay microdroplets 22 iyo EWNS. Lumitaanka dallacaadda inta lagu jiro waqtiga dheeraadka ah waxay sidoo kale saameyn kartaa cabbirka waxayna gacan ka geysan kartaa qaybinta cabbirka la arkay.
Intaa waxaa dheer, dallacaadda qaab-dhismeed kasta waa qiyaastii 22-44 e-, iyadoo ku xiran xaaladda, taas oo si weyn uga sarreysa marka loo eego EWNS-ka aasaasiga ah, kaas oo leh dallacaadda celceliska ah ee 10 ± 2 elektaroono qaab-dhismeed kasta. Si kastaba ha ahaatee, waa in la ogaadaa in tani ay tahay dallacaadda celceliska ee EWNS. Seto et al. Waxaa la muujiyay in dallacaaddu aysan isku mid ahayn oo ay raacdo qaybin caadi ah21. Marka la barbardhigo shaqadeennii hore, labanlaabidda dallacaadda dusha sare waxay labanlaabaysaa hufnaanta dhigaalka ee nidaamka EPES ilaa ku dhawaad ​​100%11.