Kea leboha ha le etetse Nature.com. Mofuta wa sebatli seo o se sebedisang o na le tshehetso e fokolang ya CSS. Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetisisa, re kgothaletsa hore o sebedise sebatli se ntjhafaditsweng (kapa o tima Mokgwa wa ho Kopana ho Internet Explorer). Ho sa le jwalo, ho netefatsa tshehetso e tswelang pele, re tla etsa sebaka sena sa marang-rang ntle le mekgwa le JavaScript.
Haufinyane tjena, sethala sa likokoana-hloko se se nang lik'hemik'hale se thehiloeng theknolojing ea nanotechnology se sebelisang nanostructures ea metsi a maiketsetso (EWNS) se ntlafalitsoe. EWNS e na le tjhaja e phahameng ea bokaholimo 'me e tletse mefuta ea oksijene e arabelang (ROS) e ka sebelisanang le likokoana-hloko tse 'maloa le ho li tima, ho kenyeletsoa le likokoana-hloko tse jang lijong. Mona ho bontšoa hore thepa ea tsona nakong ea tlhahiso e ka lokisoa le ho ntlafatsoa ho ntlafatsa bokhoni ba tsona ba ho loantša likokoana-hloko. Sethala sa laboratori sa EWNS se entsoe ho lokisoa thepa ea EWNS ka ho fetola liparamente tsa tlhahiso. Tlhaloso ea thepa ea EWNS (tjhaja, boholo le litaba tsa ROS) ho sebelisoa mekhoa ea sejoale-joale ea tlhahlobo. Ho phaella moo, li ile tsa hlahlojoa bakeng sa bokhoni ba tsona ba ho thibela likokoana-hloko khahlanong le likokoana-hloko tse jang lijo tse kang Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum le Saccharomyces cerevisiae. Liphetho tse hlahisitsoeng mona li bontša hore thepa ea EWNS e ka lokisoa nakong ea tlhahiso, e leng se fellang ka keketseho e kholo ea bokhoni ba ho thibela. Haholo-holo, tjhaja ea bokaholimo e eketsehile ka ntlha ea bone 'me mefuta ea oksijene e arabelang e eketsehile. Sekhahla sa ho tlosoa ha dikokwana-hloko se ne se itshetlehile ka dikokwana-hloko mme se ne se tloha ho 1.0 ho isa ho 3.8 log kamora metsotso e 45 ho pepesehela tekanyo ya aerosol ya 40,000 #/cc EWNS.
Tšilafalo ea likokoana-hloko ke sesosa se seholo sa mafu a bakoang ke ho ja likokoana-hloko kapa chefo ea tsona. United States feela, mafu a bakoang ke lijo a baka mafu a ka bang limilione tse 76, batho ba 325,000 ba kena sepetlele, le mafu a 5,000 selemo se seng le se seng1. Ho phaella moo, Lefapha la Temo la United States (USDA) le hakanya hore keketseho ea tšebeliso ea lihlahisoa tse foreshe e ikarabella bakeng sa 48% ea mafu 'ohle a tlalehiloeng a bakoang ke lijo United States2. Litšenyehelo tsa mafu le lefu tse bakoang ke mafu a bakoang ke lijo United States li holimo haholo, li hakanngoa ke Litsi tsa Taolo le Thibelo ea Mafu (CDC) ho feta US$15.6 bilione ka selemo3.
Hajoale, mekhoa ea lik'hemik'hale4, mahlaseli5 le thermal6 ea ho thibela likokoana-hloko ho netefatsa polokeho ea lijo e etsoa haholo-holo libakeng tse fokolang tsa taolo ea bohlokoa (CCPs) ho latela ketane ea tlhahiso (hangata ka mor'a kotulo le/kapa nakong ea ho paka) ho fapana le ho etsoa khafetsa. Kahoo, li na le tšekamelo ea ho silafatsoa ke lijo. 7. Taolo e betere ea maloetse a bakoang ke lijo le ho senyeha ha lijo e hloka mekhoa ea ho thibela likokoana-hloko e ka sebelisoang ho pholletsa le polasi ho ea tafoleng ha e ntse e fokotsa tšusumetso ea tikoloho le litšenyehelo.
Haufinyane tjena, sethala sa likokoana-hloko se se nang lik'hemik'hale, se thehiloeng ho nanotechnology se se se hlahisitsoe se ka thibelang libaktheria tse holim'a metsi le tse moeeng ho sebelisoa li-nanostructures tsa metsi tsa maiketsetso (EWNS). EWNS e entsoe ka ho sebelisa mekhoa e 'meli e tsamaellanang, electrospray le ionization ea metsi (Setšoantšo sa 1a). Lithuto tse fetileng li bontšitse hore EWNS e na le sete e ikhethang ea thepa ea 'mele le ea baeloji8,9,10. EWNS e na le karolelano ea lielektrone tse 10 ka sebopeho le boholo ba nanoscale bo tloaelehileng ba 25 nm (Setšoantšo sa 1b,c)8,9,10. Ho phaella moo, electron spin resonance (ESR) e bontšitse hore EWNS e na le palo e kholo ea mefuta ea oksijene e arabelang (ROS), haholo-holo hydroxyl (OH•) le superoxide (O2-) radicals (Setšoantšo sa 1c)8. EVNS e moeeng nako e telele 'me e ka thulana le likokoana-hloko tse emisitsoeng moeeng' me tsa ba teng holim'a metsi, tsa fana ka mojaro oa tsona oa ROS le ho baka ho emisa ha likokoana-hloko (Setšoantšo sa 1d). Lithuto tsena tsa pele li boetse li bontšitse hore EWNS e ka sebelisana le libaktheria tse fapaneng tse nang le gram-negative le gram-positive, ho kenyeletsoa le mycobacteria, holim'a libaka le moeeng. Microscopy ea elektrone ea phetisetso e bontšitse hore ho se sebetse ho bakiloe ke ho sitisoa ha lera la sele. Ho phaella moo, lithuto tsa ho hema ka matla li bontšitse hore litekanyetso tse phahameng tsa EWNS ha li bake tšenyo ea matšoafo kapa ho ruruha 8.
(a) Electrospray e etsahala ha motlakase o phahameng o sebediswa pakeng tsa tube ya capillary e nang le mokelikeli le electrode e hanyetsanang. (b) Tshebediso ya kgatello e phahameng e fella ka diketsahalo tse pedi tse fapaneng: (i) ho fafatsa metsi ka motlakase le (ii) ho thehwa ha mefuta ya oksijene e arabelang (di-ion) e tshwasehileng ka hara EWNS. (c) Sebopeho se ikgethang sa EWNS. (d) Ka lebaka la tlhaho ya tsona ya nanoscale, EWNS e tsamaya haholo mme e ka sebelisana le dikokwana-hloko tse fofang.
Bokhoni ba sethala sa EWNS sa ho thibela likokoana-hloko tse jang lijong holim'a lijo tse foreshe le bona bo sa tsoa bontšoa. Ho boetse ho bontšitsoe hore tefiso ea holim'a EWNS hammoho le tšimo ea motlakase e ka sebelisoa ho fihlela phepelo e reriloeng. Ho feta moo, liphetho tsa pele tsa tamati ea tlhaho kamora ho pepesehela EWNS metsotso e 90 ka har'a EWNS ea hoo e ka bang 50,000 #/cm3 li ne li khothatsa, 'me likokoana-hloko tse fapaneng tse jang lijo tse kang E. coli le Listeria 11 li bone. Ho phaella moo, liteko tsa pele tsa organoleptic ha lia ka tsa bontša litlamorao tsa kutlo ha li bapisoa le tamati ea taolo. Le hoja liphetho tsena tsa pele tsa ho thibela li khothatsa bakeng sa lits'ebetso tsa polokeho ea lijo esita le ka litekanyetso tse tlase haholo tsa EWNS tsa 50,000#/cc. bona, ho hlakile hore bokhoni bo phahameng ba ho thibela bo ka ba molemo haholo ho fokotsa kotsi ea tšoaetso le ho senyeha.
Mona, re tla tsepamisa maikutlo lipatlisisong tsa rona mabapi le ntshetsopele ya sethala sa tlhahiso ya EWNS ho nolofalletsa ho lokiswa hantle ha diparamente tsa tlhahiso le ntlafatso ya thepa ya fisik'hemistri ya EWNS ho ntlafatsa bokgoni ba yona ba ho lwantsha dikokwana-hloko. Haholo-holo, ntlafatso e shebane le ho eketsa tjhaja ya tsona ya bokahodimo (ho ntlafatsa phano e rerilweng) le dikahare tsa ROS (ho ntlafatsa bokgoni ba ho se sebetse). Hlalosa thepa e ntlafaditsweng ya fisik'hemistri (boholo, tjhaja le dikahare tsa ROS) o sebedisa mekgwa ya sejwalejwale ya tlhahlobo mme o sebedise dikokwana-hloko tse tlwaelehileng tsa dijo tse kang E.
EVNS e entsoe ka ho fafatsa ka motlakase ka nako e le 'ngoe le ho kenya metsi a hloekileng haholo (18 MΩ cm–1). Nebulizer ea motlakase 12 hangata e sebelisoa bakeng sa ho kopanya li-liquids le ho kopanya likaroloana tsa polymer le ceramic 13 le likhoele 14 tsa boholo bo laoloang.
Jwalo ka ha ho hlalositswe dikgatisong tse fetileng 8, 9, 10, 11, tekong e tlwaelehileng, motlakase o phahameng o ile wa sebediswa pakeng tsa capillary ya tshepe le electrode e thibetsweng. Nakong ya tshebetso ena, ho etsahala diketsahalo tse pedi tse fapaneng: i) electrospray le ii) ionization ya metsi. Tshimo e matla ya motlakase pakeng tsa di-electrode tse pedi e baka hore ditjhaja tse mpe di bokellane hodima metsi a kgutsufaditsweng, e leng se fellang ka ho thehwa ha dikhoune tsa Taylor. Ka lebaka leo, marothodi a metsi a nang le tjhaja e ngata a a thehwa, a tswelang pele ho arohana ka dikarolwana tse nyane, jwalo ka thutong ya Rayleigh16. Ka nako e ts'oanang, masimo a matla a motlakase a baka hore dimolek'hule tse ding tsa metsi di arohane mme di hlobole dielektrone (ionize), e leng se lebisang ho thehweng ha palo e kgolo ya mefuta ya oksijene e arabelang (ROS)17. ROS18 e hlahisitsweng ka nako e le nngwe e ile ya kwallwa ho EWNS (Setshwantsho sa 1c).
Setshwantshong sa 2a ho bonts'a sistimi ya tlhahiso ya EWNS e ntshetsweng pele le ho sebediswa tlhahisong ya EWNS thutong ena. Metsi a hlwekisitsweng a bolokilweng ka botlolong e kwetsweng a ile a fepuwa ka tube ya Teflon (bophara ba kahare ba 2 mm) ka nale ya tshepe e sa ruseng ya 30G (capillary ya tshepe). Phallo ya metsi e laolwa ke kgatello ya moya ka hara botlolo, jwalo ka ha ho bontshitswe Setshwantshong sa 2b. Nalete e kentswe hodima khomphutha ya Teflon mme e ka lokiswa ka letsoho ho isa boholeng bo itseng ho tloha ho electrode ya khaontara. Electrode ya khaontara ke disk ya aluminium e bentshitsweng e nang le lesoba bohareng bakeng sa ho nka sampole. Ka tlase ho electrode ya khaontara ho na le ferene ya sampole ya aluminium, e hokahantsweng le setha se setseng sa teko ka kou ya sampole (Setshwantsho sa 2b). Ho qoba ho bokellana ha tjhaja ho ka sitisang tshebetso ya disampole, dikarolo tsohle tsa disampole di theilwe ka motlakase.
(a) Sistimi ea ho Hlahisa Metsi a Nanostructure e Entsoeng ka Boenjiniere (EWNS). (b) Karolo e tšekaletseng ea sampole le electrospray, e bonts'a liparamente tsa bohlokoa ka ho fetisisa. (c) Setha sa liteko bakeng sa ho emisa baktheria.
Sistimi ea tlhahiso ea EWNS e hlalositsoeng kaholimo e khona ho fetola liparamente tsa bohlokoa tsa ts'ebetso ho nolofatsa tokiso e ntle ea thepa ea EWNS. Fetola motlakase o sebelisitsoeng (V), sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea counter (L), le phallo ea metsi (φ) ka har'a capillary ho lokisa litšobotsi tsa EWNS. Letšoao le sebelisitsoeng ho emela metsoako e fapaneng: [V (kV), L (cm)]. Fetola phallo ea metsi ho fumana khoune e tsitsitseng ea Taylor ea sete e itseng [V, L]. Bakeng sa merero ea thuto ena, bophara ba lesoba la electrode ea counter (D) bo ne bo bolokiloe ho 0.5 inches (1.29 cm).
Ka lebaka la geometry le asymmetry e fokolang, matla a tšimo ea motlakase a ke ke a baloa ho latela melao-motheo ea pele. Ho e-na le hoo, software ea QuickField™ (Svendborg, Denmark)19 e sebelisitsoe ho bala tšimo ea motlakase. Tšimo ea motlakase ha e tšoane, kahoo boleng ba tšimo ea motlakase ntlheng ea capillary bo sebelisitsoe e le boleng ba referense bakeng sa litlhophiso tse fapaneng.
Nakong ea thuto, ho ile ha hlahlojoa metsoako e 'maloa ea motlakase le sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea khaontara mabapi le ho thehoa ha khoune ea Taylor, botsitso ba khoune ea Taylor, botsitso ba tlhahiso ea EWNS, le ho ikatisa hape. Metsoako e fapaneng e bontšitsoe Tafoleng e Tlatsetsang S1.
Sehlahisoa sa sistimi ea tlhahiso ea EWNS se hokahantsoe ka kotloloho le Scanning Mobility Particle Size Analyzer (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) bakeng sa tekanyo ea mahloriso a palo ea likaroloana, hammoho le Aerosol Faraday Electrometer (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN). ) bakeng sa maqhubu a aerosol se lekantsoe joalo ka ha ho hlalositsoe khatisong ea rona e fetileng. SMPS le aerosol electrometer ka bobeli li qotsitsoe ka sekhahla sa phallo sa 0.5 L/min (phallo eohle ea sampole 1 L/min). Mahloriso a palo ea likaroloana le phallo ea aerosol li lekantsoe metsotsoana e 120. Tekanyo e phetoa makhetlo a 30. Ho latela litekanyo tsa hona joale, tefiso eohle ea aerosol e baloa 'me tefiso e tloaelehileng ea EWNS e hakanngoa bakeng sa palo e fanoeng ea likaroloana tse khethiloeng tsa EWNS. Litšenyehelo tse tloaelehileng tsa EWNS li ka baloa ho sebelisoa Equation (1):
moo IEl e leng motlakase o lekantsoeng, NSMPS ke mahloriso a dijithale a lekantsoeng ka SMPS, mme φEl ke sekgahla sa phallo ka electrometer.
Kaha mongobo o lekanyelitsoeng (RH) o ama tefiso ea bokaholimo, mocheso le (RH) li ile tsa bolokoa li tsitsitse nakong ea teko ho 21°C le 45%, ka ho latellana.
Microscopy ea matla a athomo (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) le probe ea AC260T (Olympus, Tokyo, Japane) li sebelisitsoe ho lekanya boholo le bophelo ba EWNS. Maqhubu a ho skena a AFM e ne e le 1 Hz, sebaka sa ho skena e ne e le 5 μm × 5 μm, le mela e 256 ea ho skena. Litšoantšo tsohle li ile tsa kenngoa ho hokahanngoa ha setšoantšo sa odara ea pele ho sebelisoa software ea Asylum (sebaka sa maske sa 100 nm, moeli oa 100 pm).
Funele ea teko e ile ea tlosoa 'me bokaholimo ba mica bo ile ba beoa bohōle ba 2.0 cm ho tloha ho counter electrode ka nako e tloaelehileng ea 120 s ho qoba ho kopana ha likaroloana le ho thehoa ha marotholi a sa tloaelehang holim'a mica. EWNS e ile ea fafatsoa ka ho toba holim'a mica e sa tsoa khaoloa (Ted Pella, Redding, CA). Setšoantšo sa bokaholimo ba mica hang ka mor'a hore AFM e qhalane. Sekhutlo sa ho kopana ha bokaholimo ba mica e sa tsoa khaoloa e sa fetoloang se haufi le 0°, kahoo EVNS e ajoa holim'a mica ka mokhoa oa dome. Bophara (a) le bophahamo (h) ba marotholi a hasanyang li ile tsa lekanngoa ka ho toba ho tsoa ho topography ea AFM 'me tsa sebelisoa ho bala bophahamo ba ho hasana ha dome ea EWNS ho sebelisoa mokhoa oa rona o neng o netefalitsoe pele. Ha re nahana hore EWNS e ka hare e na le bophahamo bo tšoanang, bophara bo lekanang bo ka baloa ho sebelisoa Equation (2):
Ho latela mokhoa oa rona o neng o ntlafalitsoe pele, leraba la spin la electron spin resonance (ESR) le sebelisitsoe ho lemoha boteng ba li-radical tse mahareng tse phelang nako e khuts'oane ho EWNS. Li-aerosol li ile tsa putlama ka har'a sparger ea 650 μm Midget (Ace Glass, Vineland, NJ) e nang le tharollo ea 235 mM ea DEPMPO(5-(diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc.). Portland, Oregon). Litekanyo tsohle tsa ESR li entsoe ho sebelisoa Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) le sele e bataletseng ea phanele. Software ea Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) e sebelisitsoe ho bokella le ho sekaseka data. Ho fumana litšobotsi tsa ROS ho entsoe feela bakeng sa maemo a ts'ebetso [-6.5 kV, 4.0 cm]. Maqhubu a EWNS a lekantsoe ho sebelisoa SMPS kamora ho ikarabella bakeng sa tahlehelo ea EWNS ho impactor.
Maemo a ozone a ile a bewa leihlo ho sebediswa 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
Bakeng sa thepa eohle ea EWNS, boleng bo tloaelehileng bo sebelisoa e le boleng ba tekanyo, 'me ho kheloha ho tloaelehileng ho sebelisoa e le phoso ea tekanyo. Liteko tsa T li entsoe ho bapisa boleng ba litšobotsi tse ntlafalitsoeng tsa EWNS le boleng bo tsamaellanang ba EWNS ea motheo.
Setšoantšo sa 2c se bonts'a sistimi ea "ho hula" ea electrostatic precipitation (EPES) e neng e ntlafalitsoe pele le e khetholloang e ka sebelisoang bakeng sa ho fana ka EWNS e reriloeng holim'a metsi. EPES e sebelisa litefiso tsa EVNS tse ka "tataisoang" ka ho toba holim'a sepheo tlas'a tšusumetso ea tšimo e matla ea motlakase. Lintlha tsa sistimi ea EPES li hlahisoa khatisong ea morao tjena ea Pyrgiotakis et al. 11. Kahoo, EPES e na le kamore ea PVC e hatisitsoeng ea 3D e nang le lipheletso tse tenya 'me e na le lipoleiti tse peli tsa tšepe tse sa hloekang tse bapileng (tšepe e sa hloekang ea 304, e koahetsoeng ka seipone) bohareng ba 15.24 cm. Liboto li ne li hokahantsoe le mohloli oa motlakase o phahameng oa kantle (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), poleiti e ka tlase e ne e hokahantsoe le motlakase o motle, 'me poleiti e ka holimo e ne e hokahantsoe le mobu (mobu o phaphametseng). Mabota a kamore a koahetsoe ka foil ea aluminium, e thehiloeng ka motlakase ho thibela tahlehelo ea likaroloana. Kamore ena e na le lemati le koetsoeng la ho kenya thepa ka pele le lumellang libaka tsa teko ho beoa holim'a li-stand tsa polasetiki tse li phahamisang ka holim'a poleiti ea tšepe e ka tlase ho qoba tšitiso ea motlakase o phahameng.
Bokgoni ba ho beha EWNS ho EPES bo badilwe ho latela protocol e neng e ntshetswe pele e hlalositsweng ho Setshwantsho se Tlatsetsang S111.
Jwalo ka kamore ya taolo, kamore ya bobedi ya phallo ya cylindrical e ile ya hokahanngwa ka tatellano le sistimi ya EPES, moo sefe ya HEPA e mahareng e ileng ya sebediswa ho tlosa EWNS. Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setšoantšo sa 2c, aerosol ya EWNS e ile ya pompelwa ka dikamoreng tse pedi tse hahiloeng kahare. Sefe e pakeng tsa kamore ya taolo le EPES e tlosa EWNS efe kapa efe e setseng e bakang mocheso o tshwanang (T), mongobo o lekanang (RH) le maemo a ozone.
Ho fumanoe hore likokoana-hloko tsa bohlokoa tse jang lijong li silafatsa lijo tse foreshe tse kang E. coli (ATCC #27325), fecal indicator, Salmonella enterica (ATCC #53647), pathogen e jang lijo, Listeria ha e na kotsi (ATCC #33090), e leng sebaka sa Listeria monocytogenes e bakang pathogenic, e nkiloeng ho ATCC (Manassas, VA) Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098), e nkang sebaka sa tomoso e senyang, le baktheria e sa sebetseng e sa sebetseng, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
Reka mabokose a sa reroang a ditamati tsa morara tse tswang mmarakeng wa heno mme o di behe ka sehatsetsing mochesong wa 4°C ho fihlela di sebediswa (ho fihlela matsatsi a 3). Ditamati tse entsweng tekong di ne di lekana ka boholo, di le bophara ba 1/2 inch.
Mekhoa ea setso, ente, ho pepesehela, le palo ea likolone e hlalositsoe ka botlalo khatisong ea rona e fetileng 'me e hlalositsoe ka botlalo ho Lintlha tse Tlatsetsang. Katleho ea EWNS e ile ea hlahlojoa ka ho pepesehela tamati e kenngoeng ho 40,000 #/cm3 metsotso e 45. Ka bokhutšoanyane, tamati tse tharo li sebelisitsoe ho lekola likokoana-hloko tse setseng ka nako ea t = 0 min. Tamati tse tharo li ile tsa beoa ka har'a EPES 'me tsa pepesehela EWNS ho 40,000 #/cc (tamati e kenngoeng ea EWNS) 'me tse tharo tse setseng tsa beoa ka phapusing ea taolo (tamati ea taolo). Ts'ebetso e eketsehileng ea tamati lihlopheng ka bobeli ha ea ka ea etsoa. ​​Tamati e kenngoeng ea EWNS le tamati ea taolo li ile tsa tlosoa kamora metsotso e 45 ho lekola phello ea EWNS.
Teko ka 'ngoe e entsoe ka makhetlo a mararo. Tlhahlobo ea data e entsoe ho latela mokhoa o hlalositsoeng ho Lintlha tse Tlatsetsang.
Mekhoa ea ho se sebetse e hlahlobiloe ka ho sedimentation ea lisampole tsa EWNS tse pepesitsoeng (metsotso e 45 ka tekanyo ea 40,000 #/cm3 EWNS aerosol) le lisampole tse sa khantšoang tsa baktheria e se nang kotsi E. coli, Salmonella enterica le Lactobacillus. Likaroloana tsena li ile tsa lula ho 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde le 0.03% picric acid ho 0.1 M sodium cacodylate buffer (pH 7.4) ka lihora tse 2 mochesong oa kamore. Kamora ho hlatsoa, ​​lokisa ka 1% osmium tetroxide (OsO4)/1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) ka lihora tse 2, hlatsoa ka makhetlo a 3 ka metsing 'me u lule ka 1% uranyl acetate ka hora e le' ngoe, ebe u hlatsoa habeli ka metsing, ebe u ntša metsi ka metsotso e 10 ka 50%, 70%, 90%, 100% alcohol. Disampole di ile tsa bewa ka hara propylene oxide ka hora e le nngwe mme tsa kenngwa ka motswako wa 1:1 wa propylene oxide le TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA). Disampole di ile tsa kenngwa ka hara TAAB Epon mme tsa polymerwa ka 60°C ka dihora tse 48. Resin e phekotsweng ya granular e ile ya sehwa le ho bontshwa ke TEM ho sebediswa microscope ya electron e tlwaelehileng ya phetiso JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japane) e nang le khamera ya AMT 2k CCD (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, USA).
Liteko tsohle li entsoe ka makhetlo a mararo. Bakeng sa ntlha e 'ngoe le e 'ngoe ea nako, ho hlatsuoa ha baktheria ho ile ha jaloa ka makhetlo a mararo, e leng se ileng sa fella ka lintlha tse robong tsa data ka ntlha, tseo karolelano ea tsona e ileng ea sebelisoa e le mahloriso a baktheria bakeng sa microorganism eo e itseng. Ho kheloha ho tloaelehileng ho ile ha sebelisoa e le phoso ea tekanyo. Lintlha tsohle li baloa.
Logarithm ea phokotso ea mahloriso a libaktheria ha e bapisoa le t = 0 min e baliloe ho sebelisoa mokhoa o latelang:
moo C0 e leng bongata ba libaktheria sampole ea taolo ka nako ea 0 (ke hore, ka mor'a hore bokaholimo bo ome empa pele bo kenngoa ka kamoreng) 'me Cn e le bongata ba libaktheria holim'a bokaholimo kamora metsotso e n ea ho pepesehela.
Ho hlalosa ho senyeha ha tlhaho ha libaktheria nakong ea ho pepesehela metsotso e 45, phokotso ea log ha e bapisoa le taolo kamora metsotso e 45 le eona e baliloe ka tsela e latelang:
moo Cn e leng bongata ba libaktheria sampole ea taolo ka nako ea n le Cn-Control e leng bongata ba libaktheria tsa taolo ka nako ea n. Lintlha li hlahisoa e le phokotso ea log ha e bapisoa le taolo (ha ho pepesehetsoe EWNS).
Nakong ea thuto, ho ile ha hlahlojoa metsoako e 'maloa ea motlakase le sebaka pakeng tsa nale le electrode ea khaontara ho latela sebopeho sa khoune ea Taylor, botsitso ba khoune ea Taylor, botsitso ba tlhahiso ea EWNS, le ho ikatisa hape. Metsoako e fapaneng e bontšitsoe Tafoleng e Eketsehileng ea S1. Maemo a mabeli a bontšang thepa e tsitsitseng le e ka ikatisang hape (khoune ea Taylor, tlhahiso ea EWNS, le botsitso ha nako e ntse e ea) bakeng sa thuto e felletseng. Setšoantšong sa 3 ho bontšitsoe liphetho tsa tefiso, boholo le litaba tsa ROS maemong ka bobeli. Liphetho li boetse li akaretsoa Tafoleng ea 1. Bakeng sa litšupiso, Setšoantšo sa 3 le Tafole ea 1 ka bobeli li kenyelletsa thepa ea EWNS8, 9, 10, 11 e neng e sa ntlafatsoa pele (baseline-EWNS). Lipalo tsa bohlokoa ba lipalo-palo tse sebelisang teko ea t e nang le mehatla e 'meli li phatlalalitsoe hape Tafoleng e Eketsehileng ea S2. Ho phaella moo, lintlha tse ling li kenyelletsa lithuto tsa phello ea bophara ba lesoba la ho etsa sampole ea electrode ea khaontara (D) le sebaka se pakeng tsa electrode ea fatše le ntlha (L) (Litšoantšo tse Eketsehileng tsa S2 le S3).
(ac) Kabo ea boholo e lekantsoe ke AFM. (df) Tšobotsi ea tefiso ea bokaholimo. (g) Tlhaloso ea ROS ea EPR.
Hape ho bohlokwa ho hlokomela hore bakeng sa maemo ohle a boletsweng ka hodimo, motlakase o lekantsweng wa ionization o ne o le pakeng tsa 2 le 6 μA mme motlakase o pakeng tsa -3.8 le -6.5 kV, e leng se ileng sa fella ka tshebediso ya matla e ka tlase ho 50 mW bakeng sa mojule ona o le mong wa kgokelo ya moloko wa EWNS. Le hoja EWNS e ile ya etswa tlasa kgatello e phahameng, maemo a ozone a ne a le tlase haholo, a sa fete 60 ppb.
Setšoantšo se Tlatsetsang S4 se bonts'a masimo a motlakase a etsisitsoeng bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm], ka ho latellana. Bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm], lipalo tsa masimo ke 2 × 105 V/m le 4.7 × 105 V/m, ka ho latellana. Sena se lebelletsoe, kaha tabeng ea bobeli karolelano ea sebaka sa motlakase e phahame haholo.
Setshwantshong sa 3a, b se bontsha bophara ba EWNS bo lekantsweng ka AFM8. Bophara ba EWNS bo balwang e ne e le 27 nm le 19 nm bakeng sa merero ya [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm], ka ho latellana. Bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm], diphapang tse tloaelehileng tsa jeometri tsa dikabo ke 1.41 le 1.45, ka ho latellana, e leng se bontshang kabo e moqotetsane ya boholo. Bophara ba boholo le phapang e tloaelehileng ya jeometri di haufi haholo le EWNS ya motheo, ho 25 nm le 1.41, ka ho latellana. Setshwantshong sa 3c ho bontsha kabo ya boholo ba EWNS ya motheo e lekantsweng ho sebediswa mokgwa o tshwanang tlasa maemo a tshwanang.
Setshwantshong sa 3d,e se bontsha diphetho tsa tlhaloso ya tjhaja. Dintlha ke ditekanyo tse tloaelehileng tsa ditekanyo tse 30 tse le nngwe tsa mahloriso (#/cm3) le tsa hona jwale (I). Tlhahlobo e bontsha hore tefiso e tloaelehileng ho EWNS ke 22 ± 6 e- le 44 ± 6 e- bakeng sa [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm], ka ho latellana. Di na le ditefiso tse hodimo haholo tsa bokahodimo ha di bapiswa le EWNS ya motheo (10 ± 2 e-), tse fetang maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] ka makgetlo a mabedi le tse fetang a mane [-3 .8 kV, 0.5 cm]. Setshwantsho sa 3f se bontsha data ya tjhaja bakeng sa Baseline-EWNS.
Ho tsoa limmapeng tsa mahloriso tsa nomoro ea EWNS (Litšoantšo tse Tlatsetsang S5 le S6), ho ka bonoa hore boemo ba [-6.5 kV, 4.0 cm] bo na le likaroloana tse ngata haholo ho feta boemo ba [-3.8 kV, 0.5 cm]. Ho bohlokoa hape ho hlokomela hore mahloriso a palo ea EWNS a ile a beoa leihlo ho fihlela lihora tse 4 (Litšoantšo tse Tlatsetsang S5 le S6), moo botsitso ba moloko oa EWNS bo bontšitseng maemo a tšoanang a mahloriso a palo ea likaroloana maemong ka bobeli.
Setshwantshong sa 3g se bontsha sekgahla sa EPR kamora ho ntsha taolo e ntlafaditsweng ya EWNS (semelo) ho [-6.5 kV, 4.0 cm]. Di-spectra tsa ROS le tsona di bapisitswe le boemo ba Baseline-EWNS mosebetsing o phatlaladitsweng pele. Palo ya EWNS e arabelang ka di-spin traps e badilwe ho ba 7.5 × 104 EWNS/s, e leng se tshwanang le Baseline-EWNS8 e phatlaladitsweng pele. Di-spectra tsa EPR di bontshitse ka ho hlaka boteng ba mefuta e mmedi ya ROS, moo O2- e leng mofuta o ka sehloohong le OH• e seng ngata haholo. Ho phaella moo, papiso e tobileng ya matla a tlhoro e bontshitse hore EWNS e ntlafaditsweng e na le dikahare tse hodimo haholo tsa ROS ha di bapiswa le EWNS ya motheo.
Setshwantshong sa 4 se bontsha bokgoni ba ho kenya EWNS ho EPES. Lintlha tsena di boetse di akaretswa ho Tafole ya I mme di bapiswa le data ya pele ya EWNS. Maemong ka bobedi a EUNS, ho kenya ho batla ho le haufi le 100% esita le ka motlakase o tlase wa 3.0 kV. Ka tlwaelo, 3.0 kV e lekane bakeng sa ho kenya 100%, ho sa tsotelehe phetoho ya tjhaja ya bokahodimo. Tlas'a maemo a tshwanang, bokgoni ba ho kenya Baseline-EWNS e ne e le 56% feela ka lebaka la tjhaja ya bona e tlase (karolelano ya dielektrone tse 10 ka EWNS).
Setshwantshong sa 5 le tafoleng ya 2 se akaretsa boleng ba ho se sebetse ha dikokwana-hloko tse kentsweng hodima tamati ka mora ho pepesehela di-EWNS tse ka bang 40,000 #/cm3 metsotso e 45 ka mokgwa o motle [-6.5 kV, 4.0 cm]. E. coli e kentsweng le Lactobacillus tse senang kotsi di bontshitse phokotso e kgolo ya dikutu tse 3.8 nakong ya ho pepesehela metsotso e 45. Tlas'a maemo a tshwanang, S. enterica e bile le phokotso ya dikutu tse 2.2, ha S. cerevisiae le M. parafortutum di bile le phokotso ya dikutu tse 1.0.
Li-micrograph tsa elektrone (Setšoantšo sa 6) li bontša liphetoho tsa 'mele tse bakoang ke EWNS liseleng tse se nang kotsi tsa Escherichia coli, Streptococcus, le Lactobacillus tse lebisang ho se sebetseng ha tsona. Libaktheria tse laolang li ne li e-na le lera la sele le sa senyehang, ha libaktheria tse pepesitsoeng li ne li sentse lera la kantle.
Setšoantšo sa elektrone sa taolo le libaktheria tse pepesitsoeng se senotse tšenyo ea lera.
Lintlha tse mabapi le thepa ea fisik'hemik'hale ea EWNS e ntlafalitsoeng ka kakaretso li bontša hore thepa (tefiso ea bokaholimo le litaba tsa ROS) tsa EWNS li ntlafalitsoe haholo ha li bapisoa le data ea motheo ea EWNS e phatlalalitsoeng pele8,9,10,11. Ka lehlakoreng le leng, boholo ba tsona bo ile ba lula bo le mothating oa nanometer, bo tšoana haholo le liphetho tse tlalehiloeng pele, bo li lumella ho lula moeeng nako e telele. Ho ata ha polyaspersity ho bonoang ho ka hlalosoa ke liphetoho tsa tefiso ea bokaholimo tse khethollang boholo ba EWNS, ho se tloaelehe ha phello ea Rayleigh, le ho kopana ho ka bang teng. Leha ho le joalo, joalo ka ha ho hlalositsoe ke Nielsen et al. 22, tefiso e phahameng ea bokaholimo e fokotsa mouoane ka ho eketsa matla/khatello ea bokaholimo ea lerotholi la metsi ka katleho. Khatisong ea rona e fetileng8 khopolo-taba ena e ile ea tiisoa ka liteko bakeng sa marotholi a manyane a 22 le EWNS. Tahlehelo ea tefiso nakong ea nako e eketsehileng e ka boela ea ama boholo 'me ea kenya letsoho kabong ea boholo bo bonoang.
Ho phaella moo, tefiso ka sebopeho ke hoo e ka bang 22-44 e-, ho latela boemo, e leng se phahameng haholo ha se bapisoa le EWNS ea motheo, e nang le tefiso e tloaelehileng ea lielektrone tse 10 ± 2 ka sebopeho. Leha ho le joalo, ho lokela ho hlokomeloa hore ena ke tefiso e tloaelehileng ea EWNS. Seto et al. Ho bontšitsoe hore tefiso ha e tšoane 'me e latela kabo e tloaelehileng ea log-normal21. Ha ho bapisoa le mosebetsi oa rona oa pele, ho imena habeli tefiso ea holim'a metsi ho imena habeli bokhoni ba ho beha tsamaisong ea EPES ho fihlela hoo e ka bang 100%11.