Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com. Waxaad isticmaalaysa nooc browser ah oo leh taageero CSS xaddidan. Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho browser-ka la cusboonaysiiyay (ama aad damiso Habka Laqabsiga ee Internet Explorer). Intaa waxaa dheer, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan ku tusineynaa goobta aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Dhawaan, madal ka hortagta jeermiska kiimikaad-la'aanta ah oo ku salaysan nanotechnology iyadoo la isticmaalayo nanostructures biyaha macmal ah (EWNS) ayaa la sameeyay. EWNS waxay leeyihiin kharash dusha sare leh waxayna qani ku yihiin noocyada ogsijiinta falcelisa (ROS) kuwaas oo la falgali kara oo hawlgelin kara tiro noolayaal ah, oo ay ku jiraan cudur-sidaha cuntada. Halkan waxaa lagu muujiyay in hantidooda inta lagu jiro isku-dubaridku si fiican loo hagaajin karo oo la wanaajin karo si loo sii wanaajiyo awooddooda bakteeriyada. Goobta shaybaadhka EWNS waxaa loogu talagalay in lagu hagaajiyo sifooyinka EWNS iyadoo la beddelayo cabbirrada isku-dhafka ah. Tilmaamaha guryaha EWNS (lacag, cabbir, iyo nuxurka ROS) ayaa la sameeyay iyadoo la adeegsanayo hababka falanqaynta casriga ah. Intaa waxaa dheer, noolaha cuntada sida Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocua, Mycobacterium para fortitum, iyo Saccharomyces cerevisiae ayaa lagu tallaalay dusha sare ee yaanyada canabka ah ee organic si loo qiimeeyo kartidooda firfircoonida microbial. Natiijooyinka halkan lagu soo bandhigay waxay muujinayaan in sifooyinka EWNS si fiican loo hagaajin karo inta lagu jiro isku-dhafka, taasoo keentay kororka jibbaarada ee waxtarka firfircoonida. Gaar ahaan, khidmadda dusha sare waxay kor u kacday afar, iyo nuxurka ROS ayaa kordhay. Heerka ka saarista microbial-ku wuxuu ku tiirsanaa microbially wuxuuna u dhexeeyay 1.0 ilaa 3.8 log ka dib 45 daqiiqo ee soo-gaadhista qiyaasta aerosol ee 40,000 #/cm3 EWNS.
Wasakhowga microbial waa sababta ugu weyn ee jirrooyinka cuntada ka dhasha ee ay sababto qaadashada cudur-sidaha ama suntooda. Cudurrada cuntada ka dhasha ayaa ah ilaa 76 milyan oo cudurro ah, 325,000 oo isbitaal la dhigo, iyo 5,000 oo dhimasho ah sannad kasta gudaha Mareykanka oo keliya1. Intaa waxaa dheer, Waaxda Beeraha ee Mareykanka (USDA) waxay ku qiyaastay in isticmaalka badeecooyinka cusubi ay mas'uul ka tahay 48 boqolkiiba dhammaan cudurrada cuntada ka dhasha ee laga soo sheegay Mareykanka2. Kharashka jirada iyo dhimashada cudur-sidaha cuntada ka dhasha ee Maraykanka ayaa ah mid aad u sarreeya, iyadoo ay Xarunta Xakamaynta iyo Kahortagga Cudurrada (CDC) ku qiyaastay in ka badan US$15.6 bilyan sannadkii3.
Waqtigan xaadirka ah, wax ka qabadka kiimikada4, shucaaca 5 iyo thermal6 si loo hubiyo badbaadada cuntada ayaa inta badan lagu fuliyaa meelaha xaddidan ee kontoroolka muhiimka ah (CCPs) ee silsiladda wax soo saarka (badanaa ka dib goosashada iyo/ama inta lagu jiro baakadaha) halkii si joogto ah loo hirgelin lahaa si wax soo saarka cusub uu hoos ugu dhaco faddarayn. Saamayn yar iyo kharash
Nanotechnology-ku salaysan kiimikaad ka-hortagga jeermiska-la'aanta ayaa dhawaan la sameeyay si ay u dhaqaajiso bakteeriyada dusha sare iyo hawada iyada oo la adeegsanayo nanostructures water nanostructures (EWNS). Isku dhafka EVNS, laba hab oo isku mid ah ayaa la isticmaalay: electrospray iyo ionization biyaha (Jaantus. 1a). EWNS ayaa hore loo muujiyay inay leedahay qaybo gaar ah oo jidh iyo bayooloji ah8,9,10. EWNS waxay leedahay celcelis ahaan 10 electrons dhisme kasta iyo celceliska nanometer cabbirka 25 nm (Jaantus. 1b,c)8,9,10. Intaa waxaa dheer, falcelinta elektarooniga ah (ESR) waxay muujisay in EWNS ay ku jiraan xaddi badan oo ah noocyada oksijiinta falcelinta (ROS), oo u badan hydroxyl (OH•) iyo superoxide (O2-) radicals (Jaantus 1c) 8. EWNS waxay ku sii jirtay hawada muddo dheer waxayna ku dhici kartaa microbes-ka hawada ku jira oo jooga oogada, iyagoo keenaya culayskooda ROS oo keenaya hawl-qabad la'aan microbial ah (Jaantus. 1d). Daraasadahan hore waxay sidoo kale muujiyeen in EWNS ay la falgeli karto oo ay dhaqaajin karto bakteeriyada kala duwan ee garaam-negative iyo gram-positive ee muhiimadda caafimaadka dadweynaha, oo ay ku jiraan mycobacteria, dusha sare iyo hawada8,9. Mikroskoobyada elektarooniga ah ee gudbinta ayaa muujisay in firfircooni la'aantu ay sababtay carqaladaynta xuubka unugyada. Intaa waxaa dheer, daraasaadka neefsashada degdega ah ayaa muujiyay in qiyaasta sare ee EWNS aysan keenin dhaawac sambabada ama caabuq8.
(a) Electrospray waxay dhacdaa marka danab sare lagu dabaqo inta u dhaxaysa xididka ka kooban dareeraha iyo qalabka korontada. (b) Codsiga korontadu sareeyso waxay keentaa laba ifafaale oo kala duwan: (i) biyo ku shubista korantada iyo (ii) soo saarista noocyada ogsijiinta falcelinta (ions) ee ku xayiran EWNS. (c) Qaab-dhismeedka gaarka ah ee EWNS. (d) EWNS aad ayay u guurayaan iyadoo ay ugu wacan tahay dabeecadooda nanoscale waxayna la falgali karaan cudur-sidaha hawada ka dhasha.
Awoodda EWNS ee ka hortagga jeermiska bakteeriyada si ay u hawlgeliso nooleyaasha cuntada ka dhasha ee dusha cuntada cusub ayaa sidoo kale dhawaan la muujiyay. Waxa kale oo la tusay in kharashka dusha sare ee EWNS loo isticmaali karo in lagu daro beer koronto oo loogu talagalay gaarsiinta bartilmaameedka ah. Waxa ka sii muhiimsan, natiijadii bilowga ahayd ee ballan-qaadka ahayd ee ku dhawaad ​​1.4 log ee hoos u dhaca hawsha yaanyada organic ka dhanka ah noolaha cuntada ee kala duwan sida E. coli iyo Listeria ayaa lagu arkay 90 daqiiqo gudahood soo-gaadhista EWNS iyadoo la uruurinayey ku dhawaad ​​50,000#/cm311. Intaa waxaa dheer, tijaabooyinka qiimeynta organoleptic ee hordhaca ah ma muujin wax saameyn ah oo organoleptic ah marka loo eego yaanyada kantaroolka. In kasta oo natiijooyinkan shaqo la'aanta bilowga ah ay ballanqaadayaan badbaadada cuntada xitaa qiyaasta EWNS ee aad u hooseeya ee 50,000 #/cc. eeg, way caddahay in awood la'aanta sare ee firfircoonidu ay faa'iido badan u leedahay si loo sii yareeyo khatarta caabuqa iyo burburka.
Halkan, waxaan diiradda saari doonaa cilmi-baaristayada horumarinta madal jiilka EWNS si aan u wanaajino cabbirrada isku-dhafka oo aan u wanaajino sifooyinka physicochemical ee EWNS si kor loogu qaado awooddooda bakteeriyada. Gaar ahaan, hagaajintu waxay diiradda saartay kordhinta kharashkooda dusha sare (si loo hagaajiyo gaarsiinta la beegsanayo) iyo nuxurka ROS (si loo hagaajiyo waxtarka firfircoonida). Tilmaamaha sifooyinka physico-kiimikada la hagaajiyay (xajmiga, kharashka iyo nuxurka ROS) iyadoo la adeegsanayo hababka falanqaynta casriga ah iyo isticmaalka jeermiska cuntada caadiga ah sida E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae iyo M. parafortuitum.
EVNS waxaa lagu farsameeyay koronto-saydh isku mar ah iyo ionization biyo nadiif ah oo sarreeya (18 MΩ cm-1). Atomizer-ka korantada 12 ayaa sida caadiga ah loo isticmaalaa in lagu atomeeyo dareeraha iyo polymer synthetic iyo walxaha dhoobada 13 iyo fiilooyinka 14 ee cabbirka la kantaroolay.
Sida lagu faahfaahiyay daabacaadyadii hore 8, 9, 10, 11, tijaabada caadiga ah, koronto sare ayaa lagu dabaqaa inta u dhaxaysa kaabadaha birta ah iyo korantada miiska saaran. Inta lagu jiro nidaamkan, laba ifafaale oo kala duwan ayaa dhacaya: 1) electrospray iyo 2) ionization of biyaha. Beer koronto oo xoog leh oo u dhaxaysa labada electrodes waxay sababtaa kharashyo taban oo ku soo urura dusha sare ee biyaha diirran, taas oo keentay samaynta konnada Taylor. Natiijo ahaan, dhibco biyo ah oo aad loo dallacay ayaa abuurma, kuwaas oo sii wada burburaya qaybo yaryar, sida uu qabo aragtida Rayleigh16. Isla mar ahaantaana, koronto xoog leh ayaa keenta in qaar ka mid ah molecules-yada biyuhu ay kala baxaan oo ay ka saaraan elektaroonnada (ionization), taas oo dhalinaysa xaddi badan oo ah noocyada ogsijiinta falcelinta (ROS)17. Xirmooyinka ROS18 ee isku mar la soo saaray ayaa lagu soo koobay EWNS (Jaantus. 1c).
On berde. 2a waxay muujinaysaa nidaamka jiilka EWNS ee la sameeyay oo loo adeegsaday isku-dhafka EWNS ee daraasaddan. Biyaha la sifeeyay ee lagu kaydiyay dhalada xiran waxaa lagu quudiyay tuubada Teflon (dhexroorka 2 mm) ilaa 30G irbad bir ah oo aan bir ahayn (biraha birta ah). Sida ku cad sawirka 2b, socodka biyaha waxaa xakameynaya cadaadiska hawada ee gudaha dhalada. Cirbadda waxay ku dheggan tahay qalabka loo yaqaan 'Teflon console' kaas oo gacanta lagu hagaajin karo meel fog oo ka mid ah korantada miiska. Electrode counter-ka waa saxan aluminium ah oo la silcay oo dhexda ku leh dalool muunad. Ka hooseeya korantada miiska waxa ku yaal maro muunad aluminium ah, kaas oo ku xidhan inta ka hadhay habaynta tijaabada iyada oo loo marayo deked muunad ah (Jaantus 2b). Dhammaan qaybaha muunaduhu waxay ku qotomeen koronto si ay uga fogaadaan kororka lacag-bixinta taas oo hoos u dhigi karta muunada walxaha.
(a) Nidaamka Dhalashada Nanostructure Biyaha Injineered (EWNS). (b) Qaybta sambalka ee muunadeeyaha iyo unugga electrospray-ga oo muujinaya cabbirrada ugu muhiimsan. (c) Habaynta tijaabada ee firfircoonida bakteeriyada.
Nidaamka jiilka EWNS ee kor lagu sharaxay ayaa awood u leh inuu beddelo cabbirrada hawlgalka ee muhiimka ah si loo fududeeyo hagaajinta wanaagsan ee guryaha EWNS. Hagaajin danabka la dabaqay (V), masaafada u dhaxaysa irbadda iyo korantada miiska (L), iyo socodka biyaha (φ) iyada oo loo marayo xididka si aad u hagaajisid sifooyinka EWNS. Calaamadaha [V (kV), L (cm)] waxa loo isticmaalaa in lagu muujiyo isku-dhafka kala duwan. Hagaajin qulqulka biyaha si aad u hesho koorta Taylor deggan ee go'an [V, L]. Ujeeddooyinka daraasaddan, daloolka korantada (D) ayaa lagu dejiyay 0.5 inji (1.29 cm).
Sababtoo ah joomatari xaddidan iyo asymmetry, xoogga goobta korantada laguma xisaabin karo mabaadi'da koowaad. Taa baddalkeeda, software-ka QuickField™ (Svendborg, Denmark)19 ayaa loo isticmaalay xisaabinta goobta korontada. Qalabka korantada ma aha mid la mid ah, markaa qiimaha korontada ee cirifka caarada ayaa loo isticmaalay qiime tixraac ah oo kala duwan.
Inta lagu guda jiro daraasadda, dhowr isku-dar ah oo danab ah iyo masaafada u dhaxaysa irbadda iyo korantada counter-ka ayaa lagu qiimeeyay marka la eego samaynta korantada Taylor, xasilloonida korantada Taylor, xasilloonida wax soo saarka EWNS, iyo taranka. Isku darka kala duwan ayaa lagu muujiyay shaxda Dheeraadka ah S1.
Wax soo saarka nidaamka jiilka EWNS waxa si toos ah ugu xidhan yahay Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS, model 3936, TSI, Shoreview, Minnesota) si loo cabbiro tirada numbarada fiirsashada waxaana loo adeegsaday koronto-mitirka aerosol ee Faraday (TSI, model 3068B, Shoreview, USA). MN) si loo cabbiro qulqulka hawada hawada, sida lagu qeexay daabacaaddeenii hore9. Labada SMPS iyo aerosol electrometer-ka ayaa laga muunadeeyay xadiga socodka 0.5 L/min (wadarta muunada socodka 1 L/min). Isku-duubnaanta walxaha iyo qulqulka hawada hawada ayaa lagu qiyaasay 120 s. Ku celi cabbirka 30 jeer. Wadarta kharashka hawada hawada waxaa laga xisaabiyaa cabbirada hadda jira, celceliska kharashka EWNS waxaa lagu qiyaasay tirada guud ee qaybaha EWNS ee la muunadeeyay. Celceliska qiimaha EWNS waxaa lagu xisaabin karaa iyadoo la isticmaalayo isla'egta (1):
Meesha Iel uu yahay hadda la cabbiray, NSMPS waa tirada xoogga la saaray ee lagu cabbiray SMPS, φElna waa heerka socodka korantada.
Sababtoo ah qoyaanka qaraabada ah (RH) wuxuu saameeyaa kharashka dusha sare, heerkulka iyo (RH) waxaa lagu hayaa joogto ah 21 ° C iyo 45%, siday u kala horreeyaan, inta lagu jiro tijaabada.
Atomic Force microscopy (AFM), Magangalyo MFP-3D (Cilmi-baadhis magangalyo, Santa Barbara, CA) iyo AC260T (Olympus, Tokyo, Japan) ayaa loo adeegsaday cabbirka cabbirka iyo cimriga EWNS. Heerka iskaanka AFM waa 1 Hz halka aagga iskaankana uu yahay 5 µm × 5 µm oo leh 256 khadadka iskaanka. Sawirada oo dhan waxaa lagu sammeeyay isku toosinta sawirka ugu horraysa iyadoo la adeegsanayo software-ka magangelyo (mask leh baaxad dhan 100 nm iyo xad 100 galabnimo ah).
Ka saar funnel-ka muunada oo dhig dusha sare ee mica fogaan ah 2.0 cm u jirta korantada miiska celceliska wakhtiga 120 s si aad uga fogaato isku xidhka walxaha iyo samaynta dhibco aan caadi ahayn oogada miica. EWNS waxaa si toos ah loogu dabaqay meelaha miica ah ee dhawaan la jaray (Ted Pella, Redding, CA). Isla markiiba ka dib suufka, dusha sare ee mica ayaa la arkay iyadoo la isticmaalayo AFM. Xagasha xidhiidhka dusha sare ee mica aan la beddelin ee dhowaan la jaray ayaa ku dhow 0°, markaa EWNS waxay ku faaftaa dusha sare ee miika qaab qaabaysan20. Dhexroorka (a) iyo dhererka (h) ee dhibcaha fidsan ayaa si toos ah looga cabiray sawirka sare ee AFM waxaana loo isticmaalay in lagu xisaabiyo mugga faafinta domed EWNS iyadoo la adeegsanayo habkayadii hore ee la ansixiyay8. Iyadoo loo maleynayo in dusha sare ee EVNS uu leeyahay mug isku mid ah, dhexroorka u dhigma waxaa laga xisaabin karaa isla'egta (2):
Iyadoo la raacayo habkeenii hore ee la soo saaray, resonance spin resonance electron (ESR) ayaa loo isticmaalay in lagu ogaado joogitaanka dhex dhexaadiyaha xagjirka ah ee mudada gaaban ee EWNS. Aerosols ayaa la soo mariyay xal ka kooban 235 mM DEPMPO (5- (diethoxyphosphosphoryl) -5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc., Portland, Oregon). Dhammaan cabbiraadaha EPR waxaa lagu sameeyay iyadoo la isticmaalayo Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) iyo unugyo siman. Software-ka Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ayaa loo isticmaalay ururinta iyo falanqaynta xogta. Tilmaamaha ROS waxaa loo sameeyay oo keliya xaaladaha shaqada [-6.5 kV, 4.0 cm]. Heerarka EWNS waxaa lagu cabiray iyadoo la isticmaalayo SMPS ka dib markii la tixgeliyey lumitaanka EWNS ee saameynaha.
Heerarka Ozone ayaa lagu kormeeray iyadoo la adeegsanayo 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co) 8,9,10.
Dhammaan guryaha EWNS, qiimaha cabbirku waa celceliska cabbirada, iyo khaladka cabbirku waa weecinta caadiga ah. Tijaabada t-tijaabada ayaa la sameeyay si loo barbardhigo qiimaha sifada EWNS ee la hagaajiyay iyo qiimaha u dhigma ee saldhiga EWNS.
Jaantuska 2c waxa uu muujinayaa Gudbinta Roobab Electrostatic ah oo hore loo sameeyay oo lagu garto EPES waxay isticmaashaa kharashka EWNS oo ay weheliso beer koronto oo xoog leh si ay "si toos ah ugu tilmaamto" dusha bartilmaameedka. Faahfaahinta nidaamka EPES waxaa lagu soo bandhigay daabacaad ay dhawaan daabacday Pyrgiotakis et al.11. Markaa, EPES waxay ka kooban tahay qol PVC daabacan oo 3D ah oo leh darafyo duuban oo ay ku jiraan laba bir ah oo is-bar-bar yaac ah (304 ahama, muraayad dhalaalaysa) taarikada birta ah ee dhexda 15.24 cm u jirta. Looxyadu waxay ku xidhnaayeen il koronto oo sare oo dibadeed ah (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), guddiga hoose had iyo jeer wuxuu ahaa mid wanaagsan oo guddiga sare mar walba wuxuu ahaa mid dhulka (sabbaynaya). Darbiyada qolka waxaa lagu daboolay biibiile aluminium ah, kaas oo koronto ahaan loo dejiyay si looga hortago luminta walxaha. Qolku waxa uu leeyahay albaabka hore ee rarka ee xidhan kaas oo u oggolaanaya in sagxadaha tijaabada lagu dhejiyo bacaha, iyaga oo ka qaadaya saxanka birta ee hoose si looga fogaado faragelinta sare ee tamarta.
Hufnaanta meel dhigista EWNS ee EPES waxa loo xisaabiyay si waafaqsan hab-maamuus hore loo sameeyay oo lagu faahfaahiyay Jaantuska Dheeraadka ah S111.
Sida qolka kontoroolka, socodka labaad ee qolka cylindrical wuxuu si isdaba joog ah ugu xiran yahay nidaamka EPES iyadoo la adeegsanayo shaandhada HEPA dhexdhexaad ah si loo saaro EWNS. Sida ku cad fig. 2c, aerosol-ka EWNS waxaa lagu shubay laba qol oo isku xiran. Shaandheeyaha u dhexeeya qolka kantaroolka iyo EPES wuxuu saarayaa EWNS kasta oo soo hadhay oo keenaya isla heerkulka (T), qoyaan qaraabo ah (RH) iyo heerarka ozone.
Microorganisms-ka cuntada ka dhasha ee muhiimka ah ayaa la ogaaday inay wasakheeyaan wax soo saarka cusub sida Escherichia coli (ATCC #27325), tilmaame saxarada, Salmonella enterica (ATCC #53647), cudur-sidaha cuntada, Listeria innocua (ATCC #33090), beddelka bakteeriyada pathogenic Listeria monocytogenes. , Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098) oo ah beddelka khamiirka burburay, iyo Mycobacterium parafortuitous (ATCC #19686) sida bakteeriyada nool ee adkeysi badan ayaa laga soo iibsaday ATCC (Manassas, Virginia).
Si aan kala sooc lahayn uga soo iibso sanduuqyada yaanyada canabka ah ee dabiiciga ah suuqa xaafaddaada oo ku qabooji 4°C ilaa la isticmaalayo (ilaa 3 maalmood). Dooro yaanyada si aad u tijaabiso hal cabbir, qiyaastii 1/2 inji dhexroor ah.
Hab-maamuuska soo-baxa, talaalidda, soo-gaadhista iyo tirinta gumeysiga ayaa lagu faahfaahiyay daabacaadayadii hore waxaana si faahfaahsan loogu sharaxay Xogta Dheeraadka ah Si kooban, wakhtiga t = 0 daqiiqo, saddex tamaandho ayaa la isticmaalay si loo qiimeeyo noolaha noolaha. Saddex yaanyo ayaa la geliyey EPES waxaana la soo gaadhsiiyey EWNS 40,000 #/cc Midkoodna kooxaha yaanyada laguma samayn habayn dheeri ah. Yaanyada iyo kontaroolada EWNS soo bandhigay ayaa la saaray 45 daqiiqo ka dib si loo qiimeeyo saamaynta EWNS.
Tijaabo kasta waxaa lagu sameeyay saddex qaybood. Falanqaynta xogta waxaa la sameeyay iyadoo la raacayo borotokoolka lagu qeexay Xogta Dheeraadka ah.
E. coli, Enterobacter, iyo L. innocua shaybaarada bakteeriyada ee soo gaadhay EWNS (45 min, EWNS aerosol fiirsashada 40,000 #/cm3) oo aan la soo bandhigin ayaa la foorarsaday si loo qiimeeyo hababka firfircoonida. Da'da ayaa lagu hagaajiyay saacadaha 2 heerkulka qolka 0.1 M sodium cacodylate xal (pH 7.4) oo leh hagaajin 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde iyo 0.03% picric acid. Ka dib markii la dhaqay, waxaa lagu hagaajiyay 1% osmium tetroxide (OsO4) / 1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) ee 2 h, lagu dhaqay 3 jeer biyo oo lagu dhajiyay 1% uranyl acetate 1 h, ka dibna laba jeer lagu dhaqay biyo. Fuuqbaxa xiga 10 daqiiqo midkiiba 50%, 70%, 90%, 100% alkohol. Shaybaarada ayaa markaa lagu riday propylene oxide ilaa 1 saac waxaana lagu beeray 1:1 isku dhafka propylene oxide iyo TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA). Tijaabooyinku waxay ku dhex milmeen TAAB Epon oo polymerized at 60°C muddo 48 saacadood ah. Xabagta granular ee la daweeyay ayaa la gooyay oo ay aragtay TEM iyada oo la adeegsanayo JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan), mikroskoob elektaroonig ah oo gudbinta caadiga ah oo ku qalabaysan kamarad AMT 2k CCD ah (Farsamooyinka Mikroskoobiyaha Sare, Corp., Woburn, MA, USA).
Tijaabooyinka oo dhan waxaa lagu fuliyay saddex jeer. Waqti kasta, dhaqidda bakteeriyada ayaa lagu dhejiyay saddex jeer, taas oo keentay wadarta sagaal dhibcood oo xog ah dhibicdiiba, celcelis ahaan taas oo loo isticmaalay sida diirada bakteeriyada ee noolahaas gaarka ah. weecashada caadiga ah waxa loo isticmaalay sida khaladka cabbirka. Dhibcaha oo dhan ayaa tirinaya.
Logarithm-ka hoos u dhigidda fiirsashada bakteeriyada marka la barbar dhigo t = 0 min ayaa la xisaabiyay iyadoo la isticmaalayo qaacidada soo socota:
halka C0 ay tahay fiirsashada bakteeriyada ee muunada kantaroolka wakhtiga 0 (sida ka dib marka dusha sare engejiyo laakiin ka hor inta aan la gelin qolka) iyo Cn waa fiirsashada bakteeriyada dusha ka dib n daqiiqado soo-gaadhista.
Si loo xisaabiyo xaalufka dabiiciga ah ee bakteeriyada inta lagu jiro 45 daqiiqo muddada soo-gaadhista, Log-Reduction ayaa sidoo kale la xisaabiyay marka la barbar dhigo kantaroolka 45 daqiiqo sida soo socota:
Halka Cn ay tahay fiirsashada bakteeriyada ku jirta muunada xakamaynta wakhtiga n iyo Cn-Control waa fiirsashada bakteeriyada xakamaynta wakhtiga n. Xogta waxaa loo soo bandhigay sida dhimista log marka la barbar dhigo kantaroolka (aan la kulmin EWNS).
Inta lagu guda jiro daraasadda, dhowr isku-dar ah oo danab ah iyo masaafada u dhaxaysa irbadda iyo korantada counter-ka ayaa lagu qiimeeyay marka la eego samaynta korantada Taylor, xasilloonida korantada Taylor, xasilloonida wax soo saarka EWNS, iyo taranka. Isku darka kala duwan ayaa lagu muujiyay shaxda Dheeraadka ah S1. Laba xaaladood ayaa loo doortay daraasad dhammaystiran oo muujinaysa guryaha deggan iyo kuwa la soo saari karo (Taylor cone, EWNS soo saarista, iyo xasilloonida waqtiga). On berde. 3 waxay tusinaysaa natiijooyinka kharashka, cabbirka iyo waxa ku jira ROS laba xaaladood. Natiijooyinka waxaa sidoo kale lagu soo koobay Jadwalka 1. Tixraaca, Jaantuska 3 iyo Shaxda 1 waxaa ku jira sifooyinka EWNS8, 9, 10, 11 (saldhig-EWNS). Xisaabinta muhiimadda tirakoobka iyadoo la adeegsanayo t-tijaabo laba-dabo leh ayaa dib loogu daabacay Shaxda Dheeraadka ah S2. Intaa waxaa dheer, xogta dheeraadka ah waxaa ka mid ah daraasado ku saabsan saameynta dhexroorka muunada korantada korantada (D) iyo masaafada u dhaxaysa korantada dhulka iyo cidhifka irbadda (L) (Tirooyinka Dheeraadka ah S2 iyo S3).
(a-c) Qaybinta cabbirka AFM. (d – f) Sifada kharashka dusha sare. (g) Astaamaha ROS iyo ESR.
Waxa kale oo muhiim ah in la ogaado in dhammaan shuruudaha kor ku xusan, qulqulka ionization ee la qiyaasay ay ku jireen inta u dhaxaysa 2-6 µA, iyo danabyadu waxay ahaayeen inta u dhaxaysa -3.8 ilaa -6.5 kV, taas oo keentay isticmaalka tamarta EWNS ee hal-terminal ka yar 50 mW. . module jiilka. Inkasta oo EWNS lagu sameeyay cadaadis sare, heerarka ozone aad bay u hooseeyaan, waligood kama badnaan 60 ppb.
Jaantuska dheeriga ah ee S4 waxa uu tusinayaa goobaha korantada ee la ekaysiiyay [-6.5kV, 4.0 cm] iyo [-3.8 kV, 0.5 cm], siday u kala horreeyaan. Beeraha marka loo eego xaaladaha [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8kV, 0.5 cm] waxaa loo xisaabiyaa sida 2 × 105 V/m iyo 4.7 × 105 V/m, siday u kala horreeyaan. Tani waa in la filayaa, maadaama saamiga korantada iyo masaafada uu aad uga sarreeyo kiiska labaad.
On berde. 3a,b waxay muujinaysaa dhexroorka EWNS oo lagu cabiray AFM8. Celceliska dhexroorka EWNS ee [-6.5kV, 4.0 cm] iyo [-3.8kV, 0.5 cm] waxaa loo xisaabiyey 27 nm iyo 19 nm, siday u kala horreeyaan. Kala leexashada halbeegga joomatari ee qaybinta kiisaska [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo [-3.8kV, 0.5 cm] waa 1.41 iyo 1.45, siday u kala horreeyaan, taasoo muujinaysa qaybin cidhiidhi ah. Baaxadda celceliska iyo weecaadda heerka joomatari labaduba aad bay ugu dhow yihiin gundhigga-EWNS, iyagoo ah 25 nm iyo 1.41, siday u kala horreeyaan. On berde. 3c waxay muujinaysaa qaybinta cabbirka EWNS ee aasaasiga ah oo lagu qiyaasay iyadoo la adeegsanayo hab isku mid ah isla shuruudo isku mid ah.
On berde. 3d,e waxay muujinaysaa natiijooyinka sifada kharashka. Xogtu waa celceliska cabbirada 30 cabbiraadaha isku mar ee feejignaanta (#/cm3) iyo hadda (I). Falanqaynta ayaa muujinaysa 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. Marka la barbar dhigo Baseline-EWNS (10 ± 2 e-), kharashkooda dusha ayaa aad uga sarreeya, laba jeer marka loo eego [-6.5 kV, 4.0 cm] iyo afar jeer ka [-3 .8 kV, 0.5 cm]. 3f waxay muujinaysaa xogta aasaasiga ah ee lacag bixinta EWNS.
Laga soo bilaabo khariidadaha fiirsashada nambarka EWNS (Tirooyinka Dheeraadka ah S5 iyo S6), waxaa la arki karaa in goobta [-6.5 kV, 4.0 cm] ay leedahay tiro aad u sareysa oo qayb ka mid ah goobta [-3.8 kV, 0.5 cm]. Waa in sidoo kale la ogaadaa in uruurinta nambarada EWNS la kormeeray ilaa 4 saacadood (Tirooyinka Dheeraadka ah S5 iyo S6), halkaasoo xasilloonida jiilka EWNS ay muujisay heerar isku mid ah uruurinta nambarada walxaha labada xaaladood.
Jaantuska 3g waxa uu muujinayaa EPR spectrum ka dib koontaroolka (background) kala-goynta EWNS la hagaajiyay ee [-6.5 kV, 4.0 cm]. Muuqaalka ROS waxaa sidoo kale lagu barbardhigay saldhigga EWNS ee warqad hore loo daabacay. Tirada la xisaabiyay ee EWNS ee ka falcelinaysa dabinka lafdhabarta waa 7.5 × 104 EWNS/s, taas oo la mid ah Baseline-EWNS8 hore loo daabacay. Muuqaalka EPR wuxuu si cad u muujiyay joogitaanka laba nooc oo ROS ah, halkaasoo O2- ay ku badan tahay, halka OH• ay ku jirtay qaddar yar. Intaa waxaa dheer, isbarbardhigga tooska ah ee xoojinta ugu sarreysa ayaa muujisay in EWNS-ta la hagaajiyay ay leedahay wax aad u sarreeya oo ROS ah marka loo eego saldhigga EWNS.
On berde. 4 waxay tusinaysaa waxtarka dhigaalka EWNS ee EPES. Xogta ayaa sidoo kale lagu soo koobay shaxda I waxaana la barbardhigay xogta asalka ah ee EWNS. Labada kiis ee EUNS, dhigista waxay ku dhowdahay 100% xitaa korantada hoose ee 3.0 kV. Caadi ahaan, 3.0 kV ayaa ku filan si loo gaaro 100% dhigista iyada oo aan loo eegin isbeddelka kharashka dusha sare. Isla shuruudo la mid ah, wax ku oolnimada dhigaalka Baseline-EWNS waxay ahayd 56% kaliya sababtoo ah kharashka hoose (celceliska 10 elektarooniga EWNS kasta).
Jaantuska 5 iyo Shaxda 2 waxay soo koobayaan heerka firfircoonayn la'aanta noolaha ee lagu tallaalay dusha sare ee yaanyada ka dib markii ay soo gaadheen qiyaastii 40,000 #/cm3 EWNS 45 daqiiqo iyadoo la eegayo muuqaalka ugu fiican [-6.5 kV, 4.0 cm]. La tallaalay E. coli iyo L. innocua ayaa muujiyay hoos u dhac weyn oo ah 3.8 log ka dib 45 daqiiqo ee soo-gaadhista. Xaalado isku mid ah, S. enterica waxay muujisay hoos u dhac hoose oo ah 2.2 logs, halka S. cerevisiae iyo M. parafortuitum ay muujiyeen hoos u dhac 1.0 ah.
Micrographs Electron (Jaantus 6) oo muujinaya isbeddellada jidheed ee ay keentay EWNS ee E. coli, Salmonella enterica, iyo L. innocua unugyo u horseedaya hawl-qabad la'aan. Bakteeriyada kontoroolka ayaa muujisay xuubabka unugga oo aan hagaagsanayn, halka bakteeriyada bannaanka ah ay dhaawacday xuubabka dibadda.
Sawirka microscopic electron ee xakamaynta iyo bakteeriyada soo shaac baxday ayaa daaha ka qaaday dhaawaca xuubabka.
Xogta ku saabsan sifooyinka physicochemical ee EWNS-ga la hagaajiyay waxay si wadajir ah u muujinayaan in EWNS-yada (lacag dusha sare ah iyo nuxurka ROS) ay si weyn u wanaajiyeen marka la barbardhigo xogta asaasiga ah ee EWNS ee hore loo daabacay8,9,10,11. Dhanka kale, xajmigoodu wuxuu ku sii jiray heerka nanometer-ka, kaas oo aad ugu eg natiijooyin hore loo daabacay, taas oo u oggolaanaysa inay ku sii jiraan hawada muddo dheer. Kala qaybsanaanta la arkay waxaa lagu sharxi karaa isbeddelada kharashka dusha sare, kaas oo go'aaminaya baaxadda saamaynta Rayleigh, randomity, iyo isku darka suurtagalka ah ee EWNS. Si kastaba ha noqotee, sida ay u faahfaahisay Nielsen et al.22, kharashka dusha sare wuxuu yareynayaa uumiga iyadoo si wax ku ool ah u kordhinaysa tamarta dusha sare / kacsanaanta dhibicda biyaha. Aragtidan waxaa si tijaabo ah loogu xaqiijiyay microdroplets22 iyo EWNS daabacaaddii hore8. Luminta saacadaha dheeraadka ah waxay sidoo kale saameyn kartaa cabbirka waxayna gacan ka geysaneysaa qaybinta cabbirka la arkay.
Intaa waxaa dheer, kharashka qaab-dhismeedku wuxuu ku saabsan yahay 22-44 e-, iyadoo ku xiran duruufaha, taas oo aad u sareysa marka loo eego EWNS aasaasiga ah, kaas oo leh celcelis ahaan 10 ± 2 electrons qaab dhismeedkiiba. Si kastaba ha ahaatee, waa in la ogaadaa in tani ay tahay celceliska kharashka EWNS. Seto iyo al. Waxa la tusay in kharashku aanu labis ahayn oo uu raacayo qaybinta log-caadiga ah21. Marka la barbardhigo shaqadeenii hore, labanlaabida kharashka dusha sare waxay labanlaabaysaa waxtarka dhigaalka ee nidaamka EPES ilaa 100%11.