Kea leboha ha u etetse Nature.com.Mofuta oa sebatli oo u o sebelisang o na le tšehetso e fokolang ea CSS.Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetesisa, re khothaletsa hore o sebelise sebatli se ntlafalitsoeng (kapa o tima Compatibility Mode ho Internet Explorer).Khabareng, ho netefatsa ts'ehetso e tsoelang pele, re tla fana ka sebaka sa marang-rang ntle le mekhoa le JavaScript.
Carousel e bonts'ang li-slide tse tharo ka nako e le 'ngoe.Sebelisa likonopo tse Fetileng le Tse Latelang ho feta har'a li-slide tse tharo ka nako, kapa sebelisa likonopo tsa selaete qetellong ho tsamaea har'a li-slide tse tharo ka nako.
Haufinyane tjena, ho entsoe sethala sa antimicrobial se se nang lik'hemik'hale se thehiloeng ho nanotechnology e sebelisang li-nanostructures tsa metsi tsa maiketsetso (EWNS).EWNS e na le tefiso e phahameng 'me e tletse mefuta e mengata ea oksijene (ROS) e khonang ho sebelisana le ho thibela likokoana-hloko tse ngata, ho akarelletsa le likokoana-hloko tse jang lijo.Mona ho bontšoa hore thepa ea bona nakong ea ho kopanya e ka hlophisoa hantle le ho ntlafatsoa ho ntlafatsa bokhoni ba bona ba antibacterial.Sethala sa laboratori sa EWNS se ne se etselitsoe ho lokisa thepa ea EWNS ka ho fetola liparamente tsa motsoako.Sebopeho sa thepa ea EWNS (tefiso, boholo le litaba tsa ROS) ho sebelisa mekhoa ea morao-rao ea ho hlahloba.Ho feta moo, li ile tsa lekoa 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 bonts'a hore thepa ea EWNS e ka hlophisoa hantle nakong ea ho kopanya, e leng se bakang keketseho e kholo ea ts'ebetso ea ho se sebetse hantle.Haholo-holo, tefiso ea holim'a metsi e ile ea eketseha ka karolo ea 'nè' me mefuta ea oksijene e sebetsang e ile ea eketseha.Sekhahla sa ho tlosoa ha likokoana-hloko se ne se itšetlehile ka likokoana-hloko 'me se tloha ho 1.0 ho ea ho 3.8 log ka mor'a metsotso e 45 ho pepesehela tekanyo ea aerosol ea 40,000 #/cc EWNS.
Tšilafalo ea likokoana-hloko ke sesosa se ka sehloohong sa maloetse a bakoang ke lijo tse bakoang ke ho kenngoa ha likokoana-hloko kapa chefo ea tsona.United States feela, maloetse a bakoang ke lijo a baka mafu a ka bang limilione tse 76, batho ba 325 000 ba kena sepetlele, ’me ba 5 000 ba shoa selemo le selemo1.Ho phaella moo, Lefapha la Temo la United States (USDA) le hakanya hore tšebeliso e eketsehileng ea lihlahisoa tse ncha e ikarabella bakeng sa 48% ea maloetse 'ohle a tlalehiloeng a bakoang ke lijo United States2.Litšenyehelo tsa mafu le lefu tse bakoang ke likokoana-hloko tse bakoang ke lijo United States li phahame haholo, tse hakanyetsoang ke Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ho feta US$15.6 limilione tse likete ka selemo3.
Hajoale, mehato ea khemikhale4, radiation5 le thermal6 ea antimicrobial ho netefatsa polokeho ea lijo hangata e etsoa libakeng tse fokolang tsa taolo ea bohlokoa (CCPs) hammoho le ketane ea tlhahiso (hangata ka mor'a kotulo le/kapa nakong ea ho paka) ho fapana le ho tsoela pele.ka hona, li na le tšekamelo ea ho tšoaetsanoa.7. Taolo e ntlafetseng ea mafu a bakoang ke lijo le ho senyeha ha lijo ho hloka mehato e thibelang likokoana-hloko e ka sebelisoang ho pholletsa le polasi-to-table continuum ha e ntse e fokotsa tšusumetso le litšenyehelo tsa tikoloho.
Haufinyane tjena, ho entsoe sethala sa antimicrobial se se nang lik'hemik'hale, se thehiloeng ho nanotechnology se ka thibelang likokoana-hloko tsa holim'a metsi le moeeng ka ho sebelisa li-nanostructures tsa metsi tsa maiketsetso (EWNS).EWNS e entsoe ka mekhoa e 'meli e tšoanang, electrospray le ionization ea metsi (setšoantšo sa 1a).Liphuputso tse fetileng li bontšitse hore EWNS e na le sete e ikhethang ea thepa ea 'mele le ea tlhaho8,9,10.EWNS e na le karolelano ea li-electrone tse 10 ka mohaho le boholo ba nanoscale ea 25 nm (Setšoantšo sa 1b, c) 8,9,10.Ho phaella moo, electron spin resonance (ESR) e bontšitse hore EWNS e na le mefuta e mengata ea oksijene e sebetsang (ROS), haholo-holo hydroxyl (OH•) le superoxide (O2-) radicals (Fig. 1c)8.EVNS e moeeng ka nako e telele 'me e ka thulana le likokoana-hloko tse emisitsoeng moeeng' me li teng holim'a metsi, li fana ka moputso oa bona oa ROS le ho baka ho se sebetse ha likokoana-hloko (setšoantšo sa 1d).Liphuputso tsena tsa pele li boetse li bontšitse hore EWNS e ka sebelisana le libaktheria tse sa tšoaneng tsa gram-negative le gram-positive, ho akarelletsa le mycobacteria, holim'a metsi le moeeng.Microscopy ea elektronike ea phetisetso e bontšitse hore ho se sebetse ho bakiloe ke tšitiso ea lera la sele.Ho phaella moo, liphuputso tse matla tsa ho inhalation 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 sebelisoa pakeng tsa tube ea capillary e nang le metsi le electrode ea counter.(b) Tšebeliso ea khatello e phahameng e fella ka liketsahalo tse peli tse fapaneng: (i) electrospraying ea metsi le (ii) ho thehoa ha mefuta ea oksijene e sebetsang (ion) e qabeletsoeng ho EWNS.(c) Sebopeho se ikhethileng sa EWNS.(d) Ka lebaka la tlhaho ea bona ea nanoscale, EWNS e tsamaea haholo 'me e ka sebelisana le likokoana-hloko tse tsamaisoang ke moea.
Bokhoni ba sethala sa antimicrobial sa EWNS sa ho thibela likokoana-hloko tse jang lijo holim'a lijo tse ncha le tsona li sa tsoa bontšoa.Ho boetse ho bontšitsoe hore tefiso ea bokaholimo ba EWNS hammoho le sebaka sa motlakase e ka sebelisoa ho fihlela phano e lebisitsoeng.Ho feta moo, liphetho tsa pele tsa tamati ea tlhaho ka mor'a ho pepeseha ha metsotso e 90 ho EWNS e ka bang 50,000 #/cm3 li ne li khothatsa, ka likokoana-hloko tse fapa-fapaneng tse jang lijo tse kang E. coli le Listeria 11.Ho feta moo, liteko tsa pele tsa organoleptic ha lia ka tsa bontša litlamorao tsa kutlo ha li bapisoa le tamati ea taolo.Leha liphetho tsena tsa pele tsa ho se sebetse li khothatsa lits'ebetsong 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 inctivation bo ka ba molemo ho feta ho fokotsa kotsi ea tšoaetso le ho senyeha.
Mona, re tla tsepamisa maikutlo lipatlisisong tsa rona mabapi le nts'etsopele ea sethala sa tlhahiso ea EWNS ho etsa hore ho be le tokiso e ntle ea liparamente tsa synthesis le ho ntlafatsa thepa ea physicochemical ea EWNS ho ntlafatsa bokhoni ba bona ba antibacteria.Haholo-holo, ho ntlafatsa ho tsepamisitse maikutlo ho eketsa tefiso ea bona ea holim'a metsi (ho ntlafatsa phano e reriloeng) le litaba tsa ROS (ho ntlafatsa ts'ebetso ea ho se sebetse).Hlaolela litšobotsi tse ntlafalitsoeng tsa physico-chemical (boholo, tefiso le litaba tsa ROS) u sebelisa mekhoa ea morao-rao ea tlhahlobo le ho sebelisa likokoana-hloko tse tloaelehileng tsa lijo tse kang E. .
EVNS e entsoe ka nako e le 'ngoe ea electrospraying le ionization ea metsi a hloekileng a phahameng (18 MΩ cm-1).Nebulizer 12 ea motlakase e sebelisoa hangata bakeng sa atomization ea lino le ho kopanya polymer le likaroloana tsa ceramic 13 le likhoele 14 tsa boholo bo laoloang.
Joalo ka ha ho hlalositsoe likhatisong tse fetileng tsa 8, 9, 10, 11, tekong e tloaelehileng, ho ile ha sebelisoa motlakase o phahameng lipakeng tsa capillary ea tšepe le eleketrode e tlase ea counter.Nakong ea ts'ebetso ena, liketsahalo tse peli tse fapaneng li etsahala: i) electrospray le ii) ionization ea metsi.Sebaka se matla sa motlakase pakeng tsa li-electrode tse peli se etsa hore litefiso tse mpe li hahe holim'a metsi a khutsitseng, e leng se etsang hore ho thehoe li-cone tsa Taylor.Ka lebaka leo, ho thehoa marotholi a metsi a qosoang haholo, a tsoelang pele ho arohana ka likaroloana tse nyenyane, joalo ka khopolo ea Rayleigh16.Ka nako e ts'oanang, masimo a matla a motlakase a etsa hore limolek'hule tse ling tsa metsi li arohane le ho tlosa li-electrone (ionize), e leng se lebisang ho thehoeng ha mefuta e mengata ea oksijene e sebetsang (ROS)17.Ka nako e le 'ngoe ROS18 e hlahisitsoeng e ne e kenngoa ka EWNS (setšoantšo sa 1c).
Ka feiga.2a e bonts'a sistimi ea tlhahiso ea EWNS e ntlafalitsoeng le ho sebelisoa ho motsoako oa EWNS thutong ena.Metsi a hloekisitsoeng a bolokiloeng ka botlolong e koetsoeng a ne a feptjoa ka tube ea Teflon (2 mm bophara ba ka hare) ho nale ea 30G ea tšepe e sa hloekang (metal capillary).Ho phalla ha metsi ho laoloa ke khatello ea moea ka har'a botlolo, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 2b.Nale e kenngoa holim'a "console ea Teflon" 'me e ka fetoloa ka letsoho ho ea sebakeng se itseng ho tloha ho electrode ea counter.Eleketrode ea k'haontane ke disk e bentšitsoeng ea aluminium e nang le lesoba bohareng ba ho etsa sampole.Ka tlaase ho k'haontareng eleketrode ke aluminium sampling funnel, e amanang le ba bang kaofela ba liteko seta ka sampling koung (sa feiga. 2b).Ho qoba ho eketseha ha tefiso ho ka sitisang tšebetso ea lisampole, likaroloana tsohle tsa lisampole li theiloe ka motlakase.
(a) Setsi sa Engineered Water Nanostructure Generation System (EWNS).(b) Karolo e fapaneng ea sampole le electrospray, e bonts'ang liparamente tsa bohlokoahali.(c) Setupo sa liteko bakeng sa ho se sebetse ha libaktheria.
Sistimi ea tlhahiso ea EWNS e hlalositsoeng kaholimo e khona ho fetola likarolo tsa bohlokoa tsa ts'ebetso ho tsamaisa 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 capillary ho lokisa litšobotsi tsa EWNS.Letšoao le sebelisetsoang 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 phuputso ena, bophara ba sebaka sa "electrode" ea counter (D) bo ne bo bolokiloe ka lisenthimithara tse 0.5 (1.29 cm).
Ka lebaka la geometry e fokolang le asymmetry, matla a matla a motlakase a ke ke a baloa ho tloha ho melao-motheo ea pele.Ho e-na le hoo, ho ile ha sebelisoa software ea QuickField™ (Svendborg, Denmark)19 ho bala sebaka sa motlakase.Sebaka sa motlakase ha se tšoane, kahoo boleng ba sebaka sa motlakase tlhōrōng ea capillary bo ne bo sebelisoa e le boleng ba boitsebiso bakeng sa litlhophiso tse sa tšoaneng.
Nakong ea thuto, metsoako e mengata ea motlakase le sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea counter e ile ea hlahlojoa ho latela sebopeho sa Taylor cone, Taylor cone stability, botsitso ba tlhahiso ea EWNS, le ho ikatisa.Likopano tse fapaneng li bonts'itsoe ho Lethathamo la Tlatsetso la S1.
Sehlahisoa sa tsamaiso ea moloko oa EWNS se ne se amana ka ho toba le Scanning Mobility Particle Size Analyzer (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) bakeng sa tekanyo ea palo ea palo ea mahloriso, hammoho le Aerosol Faraday Electrometer (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN).) bakeng sa maqhubu a aerosol e lekantsoe joalo ka ha ho hlalositsoe khatisong ea rona e fetileng.Ka bobeli SMPS le electrometer ea aerosol e entsoeng ka sekhahla sa phallo ea 0.5 L/min (kakaretso ea sampuli ea phallo 1 L/min).Palo ea palo ea likaroloana le phallo ea aerosol e lekantsoe ka metsotsoana e 120.Tekanyo e phetoa makhetlo a 30.Ho ipapisitsoe le litekanyo tsa hajoale, kakaretso ea tefiso ea aerosol e baloa 'me tefiso e tloaelehileng ea EWNS e hakanngoa bakeng sa kakaretso ea palo e fanoeng ea likaroloana tsa EWNS tse khethiloeng.Karolelano ea litšenyehelo tsa EWNS e ka baloa ho sebelisoa Equation (1):
moo IEl e leng hona joale e lekantsoeng, NSMPS ke tekanyo ea digital e lekantsoeng ka SMPS, 'me φEl ke tekanyo ea phallo ka electrometer.
Hobane mongobo o lekanyelitsoeng (RH) o ama tefiso ea holim'a metsi, mocheso le (RH) li ne li bolokiloe kamehla nakong ea teko ho 21 ° C le 45%, ka ho latellana.
Atomic force microscopy (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) le AC260T probe (Olympus, Tokyo, Japan) li ile tsa sebelisoa ho lekanya boholo le bophelo ba EWNS.Leqhubu la ho hlahloba AFM e ne e le 1 Hz, sebaka sa ho hlahloba e ne e le 5 μm × 5 μm, le mela ea 256 ea scan.Litšoantšo tsohle li ile tsa behoa tlas'a taolo ea setšoantšo sa 1st ho sebelisoa software ea Asylum (mask range 100 nm, threshold 100 pm).
Theko ea teko e ile ea tlosoa 'me sebaka sa mica se ile sa behoa hole le 2.0 cm ho tloha ho electrode ea counter bakeng sa 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 kotloloho holim'a mica e sa tsoa sehoa (Ted Pella, Redding, CA).Setšoantšo sa mica surface hang ka mor'a AFM sputtering.Sebaka sa ho kopana sa bokaholimo ba mica e sa tsoa sehoa e haufi le 0 °, kahoo EVNS e ajoa holim'a mica ka mokhoa oa dome.Bophara (a) le bophahamo (h) ba marotholi a qhalakaneng bo ile ba lekanngoa ka ho toba ho tloha sebakeng sa AFM 'me ba sebelisoa ho bala molumo oa phallo ea EWNS ea domed ka ho sebelisa mokhoa oa rona o neng o tiisitsoe pele.Ho nka hore EWNS e ka har'a board e na le bophahamo bo lekanang, bophara bo lekanang bo ka baloa ho sebelisoa Equation (2):
Ho ipapisitsoe le mokhoa oa rona o ntlafalitsoeng pele, sefi sa electron spin resonance (ESR) se ile sa sebelisoa ho bona boteng ba li-radical intermediate tsa nakoana ho EWNS.Li-aerosol li ne li phunyeletsoa ka 650 μm Midget sparger (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 ne li etsoa ho sebelisoa spectrometer ea Bruker EMX (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) le sele e bataletseng ea phanele.Software ea Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) e ile ea sebelisoa ho bokella le ho hlahloba lintlha.Boikemisetso ba litšoaneleho tsa ROS bo ne bo etsoa feela bakeng sa maemo a ts'ebetso [-6.5 kV, 4.0 cm].Likhakanyo tsa EWNS li ile tsa lekanyetsoa ho sebelisoa SMPS ka mor'a ho ikarabella bakeng sa tahlehelo ea EWNS ho motlatsi.
Maemo a Ozone a ile a behoa leihlo ho sebelisoa 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
Bakeng sa thepa eohle ea EWNS, boleng bo bolelang bo sebelisoa e le boleng ba tekanyo, 'me kheloha e tloaelehileng e sebelisoa e le phoso ea tekanyo.Liteko tsa T li entsoe ho bapisa boleng ba litšoaneleho tsa EWNS tse ntlafalitsoeng le boleng bo lumellanang ba EWNS ea motheo.
Setšoantšo sa 2c se bonts'a mokhoa oa "pull" oa "electrostatic precipitation" le o tsejoang pele o ka sebelisoang bakeng sa ho fana ka EWNS holimo.EPES e sebelisa litefiso tsa EVNS tse ka "tataisoang" ka ho toba holim'a sepheo se tlas'a tšusumetso ea sebaka se matla sa motlakase.Lintlha tsa tsamaiso ea EPES li hlahisoa khatisong ea morao-rao ea Pyrgiotakis et al.11 .Ka hona, EPES e na le kamore ea PVC e hatisitsoeng ea 3D e nang le lipheletso tse tapered 'me e na le litšepe tse peli tse tšoanang (304 stainless steel, seipone coated) lipoleiti tsa tšepe tse bohareng ba 15.24 cm ka thōko.Liboto li ne li hokahane le mohloli o ka ntle oa motlakase o phahameng (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), poleiti e ka tlase e ne e lula e hokahane le motlakase o motle, 'me poleiti e ka holimo e ne e lula e hokahane le fatše (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 ka pele le koetsoeng le lumellang hore libaka tsa liteko li behoe holim'a litepisi tsa polasetiki tse li phahamisetsang ka holim'a poleiti ea tšepe e ka tlase ho qoba tšitiso e phahameng ea motlakase.
Ho sebetsa hantle ha EWNS ho EPES ho baloa ho latela protocol e ntlafalitsoeng e boletsoeng ho Supplementary Figure S111.
E le kamore ea ho laola, kamore ea bobeli ea phallo ea cylindrical e ne e kopantsoe ka letoto ho tsamaiso ea EPES, eo ho eona ho neng ho sebelisoa filthara e bohareng ea HEPA ho tlosa EWNS.Joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 2c, aerosol ea EWNS e ile ea pompeloa ka likamoreng tse peli tse hahiloeng.Sesefa se pakeng tsa phaposi ea taolo le EPES se tlosa EWNS efe kapa efe e setseng e bakang mocheso o tšoanang (T), mongobo o lekanyelitsoeng (RH) le maemo a ozone.
Likokoana-hloko tsa bohlokoa tse jeoang ke lijo li fumanoe li silafatsa lijo tse ncha tse kang E. coli (ATCC #27325), fecal indicator, Salmonella enterica (ATCC #53647), pathogen e bakoang ke lijo, Listeria e se nang kotsi (ATCC #33090), surrogate bakeng sa pathogenic Listeria monovedcetogenes, Mavisiamy VACCOSAC SACCOS, Mavisiamy, ATCC (ATCC #4098), sebaka sa tomoso ea spoilage, le baktheria e sa sebetseng ho feta, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
Reka mabokose a sa reroang a tamati ea morara ea tlhaho 'marakeng oa heno 'me u behe sehatsetsing ka 4°C ho fihlela o sebelisoa (ho fihlela matsatsi a 3).Litamati tsa liteko li ne li lekana ka boholo, bophara ba 1/2 inch.
Setso, ente, ho pepeseha, le liprothokholo tsa palo ea likolone li hlalositsoe khatisong ea rona e fetileng mme li hlalositsoe ka botlalo ho Lintlha tsa Tlatsetso.Ho sebetsa ha EWNS ho ile ha hlahlojoa ka ho pepesa tamati e kentsoeng ho 40,000 #/cm3 metsotso e 45.Ka bokhutšoanyane, litamati tse tharo li ile tsa sebelisoa ho hlahloba likokoana-hloko tse setseng ka nako t = 0 min.Litamati tse tharo li ile tsa kenngoa ka EPES 'me tsa pepesetsoa EWNS ho 40,000 #/cc (EWNS pepenene tamati)' me tse tharo tse setseng li ile tsa behoa ka kamoreng ea taolo (tamati ea taolo).Ts'ebetso e eketsehileng ea tamati lihlopheng ka bobeli ha ea ka ea etsoa.Litamati tse hlahisitsoeng ke 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 lintlha e ile ea etsoa ho latela protocol e hlalositsoeng ho Supplementary Data.
Mekhoa ea ho inctivation e ile ea hlahlojoa ka sedimentation ea disampole tse pepeneng tsa EWNS (45 min at 40,000 #/cm3 EWNS aerosol concentration) le disampole tse se nang mahlaseli tsa libaktheria tse se nang kotsi E. coli, Salmonella enterica le Lactobacillus.Likaroloana li ne li tsitsitse ka 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde le 0.03% picric acid ka 0.1 M sodium cacodylate buffer (pH 7.4) bakeng sa lihora tsa 2 mocheso oa kamore.Ka mor'a ho hlatsoa, ​​​​ka mor'a ho lokisa ka 1% osmium tetroxide (OsO4) / 1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) bakeng sa lihora tse 2, hlatsoa ka makhetlo a 3 ka metsing 'me u kenelle ka 1% uranyl acetate ka hora e le 1, ebe u hlatsoa habeli ka metsing, ebe u senya metsi ka metsotso e 10, 0% ka 0% 07, 0% joala.Joale li-sampuli li ile tsa kenngoa ka propylene oxide bakeng sa hora ea 1 'me li kenngoa ka motsoako oa 1: 1 oa propylene oxide le TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).Mehlala e kentsoe ho TAAB Epon mme e entsoe ka polymerized ho 60 ° C bakeng sa lihora tse 48.Resin e folisitsoeng ea granular e ile ea khaoloa 'me ea bonoa ke TEM ho sebelisa microscope e tloaelehileng ea phetiso ea electron JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan) e nang le khamera ea AMT 2k CCD (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, USA).
Liteko tsohle li entsoe ka makhetlo a mararo.Bakeng sa nako e 'ngoe le e' ngoe, ho hlatsuoa ha baktheria ho ile ha jaloa ka makhetlo a mararo, e leng se ileng sa fella ka kakaretso ea lintlha tse robong ka ntlha e le 'ngoe, eo karolelano ea eona e neng e sebelisoa e le mahloriso a baktheria bakeng sa microorganism eo.Ho kheloha ho tloaelehileng ho sebelisitsoe joalo ka phoso ea tekanyo.Lintlha tsohle lia baloa.
Logarithm ea ho fokotseha ha bongata ba libaktheria ha e bapisoa le t = 0 min e baloa ho sebelisoa foromo e latelang:
moo C0 e leng bongata ba libaktheria sampuling ea taolo ka nako 0 (ke hore ka mor'a hore bokaholimo bo ome empa pele bo behoa ka kamoreng) 'me Cn ke bongata ba libaktheria holim'a metsi ka mor'a metsotso ea n ea ho pepeseha.
Ho ikarabella bakeng sa ho senyeha ha tlhaho ha libaktheria nakong ea ho pepeseha ha metsotso ea 45, phokotso ea log ha e bapisoa le taolo ka mor'a metsotso ea 45 e boetse e baloa ka tsela e latelang:
moo Cn e leng mokoloko oa libaktheria ka mohlala oa taolo ka nako n le Cn-Control ke mahloriso a libaktheria tsa taolo ka nako n.Lintlha li hlahisoa e le phokotso ea log ha e bapisoa le taolo (ha ho na tlhahiso ea EWNS).
Nakong ea thuto, metsoako e mengata ea motlakase le sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea counter e ile ea hlahlojoa ho latela sebopeho sa Taylor cone, Taylor cone stability, botsitso ba tlhahiso ea EWNS, le ho ikatisa.Likopano tse fapaneng li bonts'itsoe ho Lethathamo la Tlatsetso la S1.Linyeoe tse peli tse bontšang thepa e tsitsitseng le e ka hlahisoang hape (Taylor cone, moloko oa EWNS, le botsitso ha nako e ntse e ea) li ile tsa khethoa bakeng sa thuto e pharaletseng.Ka feiga.Setšoantšo sa 3 se bonts'a liphetho tsa tefiso, boholo, le litaba tsa ROS maemong ana ka bobeli.Liphetho li boetse li bonts'oa ho Lethathamo la 1. Bakeng sa litšupiso, ka bobeli Setšoantšo sa 3 le Lethathamo la 1 li kenyelletsa thepa ea EWNS8, 9, 10, 11 (ea motheo-EWNS) e sa tsoa etsoa.Lipalopalo tsa bohlokoa tsa lipalo ho sebelisoa tlhahlobo ea t-tailed tse peli li hatisoa hape ho Supplementary Table S2.Ho phaella moo, lintlha tse eketsehileng li kenyelletsa lithuto tsa phello ea counter electrode sampling lesoba bophara (D) le sebaka se pakeng tsa li-electrode tsa fatše le ntlha (L) (Supplementary Figures S2 le S3).
(ac) Kabo ea boholo e lekantsoeng ka AFM.(df) Tšobotsi ea tefiso ea bokaholimo.(g) Tlhaloso ea ROS ea EPR.
Hape ke habohlokoa ho hlokomela hore bakeng sa maemo ohle a ka holimo, tekanyo ea ionization e lekantsoeng e ne e le pakeng tsa 2 le 6 μA le voltage pakeng tsa -3.8 le -6.5 kV, e leng se ileng sa fella ka tšebeliso ea matla e ka tlaase ho 50 mW bakeng sa mojule ona o le mong oa puisano oa moloko oa EWNS.Le hoja EWNS e ile ea etsoa tlas'a khatello e phahameng, maemo a ozone a ne a le tlaase haholo, a sa feteng 60 ppb.
Setšoantšo sa Tlatsetso S4 se bontša libaka tsa motlakase tse 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 tšimo ke 2 × 105 V / m le 4.7 × 105 V / m, ka ho latellana.Sena se lebeletsoe, kaha tabeng ea bobeli karo-karolelano ea voltage-distance e phahame haholo.
Ka feiga.3a,b e bonts'a bophara ba EWNS bo lekantsoeng ka AFM8.Karolelano ea li-diameter tsa EWNS e ne e le 27 nm le 19 nm bakeng sa merero ea [-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], likhaohano tsa maemo a geometri tsa kabo ke 1.41 le 1.45, ka ho latellana, ho bonts'a kabo ea boholo bo moqotetsane.Ka bobeli boholo bo bolelang le phapang e tloaelehileng ea geometri li haufi haholo le EWNS ea motheo, ho 25 nm le 1.41, ka ho latellana.Ka feiga.3c e bonts'a kabo ea boholo ba EWNS ea motheo e lekantsoeng ka mokhoa o ts'oanang tlas'a maemo a tšoanang.
Ka feiga.3d, e e bonts'a liphetho tsa sebopeho sa tefiso.Lintlha ke litekanyo tse tloaelehileng tsa litekanyo tse 30 tsa nako e le 'ngoe tsa mahloriso (#/cm3) le hajoale (I).Tlhahlobo e bontša 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.Li na le litefiso tse holimo haholo ha li bapisoa le tsa motheo tsa EWNS (10 ± 2 e-), tse kholo ka makhetlo a mabeli ho feta boemo ba [-6.5 kV, 4.0 cm] le makhetlo a mane ho feta [-3 .8 kV, 0.5 cm].Setšoantšo sa 3f se bontša tefiso.data bakeng sa Baseline-EWNS.
Ho latela limmapa tsa mahloriso tsa nomoro ea EWNS (Supplementary Figures S5 le S6), ho ka bonoa hore boemo ba [-6.5 kV, 4.0 cm] bo na le likaroloana tse ngata haholo ho feta [-3.8 kV, 0.5 cm].Hape ke habohlokoa ho hlokomela hore palo ea palo ea EWNS e ne e behiloe leihlo ho fihlela lihora tsa 4 (Supplementary Figures S5 le S6), moo botsitso ba moloko oa EWNS bo bontšitseng maemo a tšoanang a palo ea likaroloana maemong ka bobeli.
Ka feiga.3g e bonts'a ponahalo ea EPR ka mor'a ho tlosa taolo e ntlafetseng ea EWNS (ka morao) ho [-6.5 kV, 4.0 cm].Lits'oants'o tsa ROS le tsona li ile tsa bapisoa le boemo ba Baseline-EWNS mosebetsing o phatlalalitsoeng pele.Palo ea EWNS e sebetsanang le li-spin traps e ne e baloa e le 7.5 × 104 EWNS/s, e tšoanang le ea Baseline-EWNS8 e hatisitsoeng pele.Ponahalo ea EPR e bonts'itse ka ho hlaka ho ba teng ha mefuta e 'meli ea ROS, ha O2- e le mofuta o ka sehloohong le OH• e fokolang haholo.Ho feta moo, papiso e tobileng ea matla a holimo e bonts'itse hore EWNS e ntlafalitsoeng e na le litaba tsa ROS tse phahameng haholo ha li bapisoa le EWNS ea mantlha.
Ka feiga.4 e bonts'a katleho ea ho beha EWNS ho EPES.Lintlha li boetse li akaretsoa ho Lethathamo la I le ho bapisoa le data ea mantlha ea EWNS.Maemong ana ka bobeli a EUNS, deposition e haufi le 100% esita le ka matla a tlase a 3.0 kV.Ka tloaelo, 3.0 kV e lekane bakeng sa 100% deposition, ho sa tsotellehe phetoho ea tefiso ea holim'a metsi.Tlas'a maemo a ts'oanang, katleho ea deposition ea Baseline-EWNS e ne e le 56% feela ka lebaka la tefiso ea bona e tlase (karolelano ea li-electrone tsa 10 ka EWNS).
Ka feiga.5 le tafoleng.2 e akaretsa boleng ba inactivation ea microorganisms inoculated holim'a tamati ka mor'a ho pepesehela hoo e ka bang 40,000 #/cm3 EWNS bakeng sa metsotso e 45 ka mokgwa optimum [-6.5 kV, 4.0 cm].Enoculated E. coli le Lactobacillus tse se nang molato li bontšitse ho fokotseha ho hoholo ha li-logs tsa 3.8 nakong ea ho pepeseha ha metsotso ea 45.Tlas'a maemo a tšoanang, S. enterica e ne e e-na le ho fokotseha ha 2.2-log, ha S. cerevisiae le M. parafortutum li ne li e-na le ho fokotseha ha 1.0-log.
Li-electron micrographs (Setšoantšo sa 6) li bontša liphetoho tsa 'mele tse hlahisitsoeng ke EWNS ho lisele tse se nang kotsi tsa Escherichia coli, Streptococcus, le Lactobacillus tse lebisang ho se sebetse ha tsona.Libaktheria tse laolang li ne li e-na le li-membrane tsa lisele tse sa sebetseng, ha libaktheria tse pepeneneng li senyehile lera la ka ntle.
Litšoantšo tsa elektrone tsa taolo le libaktheria tse pepesitsoeng li ile tsa senola tšenyo ea lera.
Lintlha tse mabapi le thepa ea physicochemical ea EWNS e ntlafalitsoeng ka kopanelo e bontša hore thepa (tefiso ea bokaholimo le litaba tsa ROS) ea EWNS e ntlafalitsoe haholo ha e bapisoa le data ea motheo ea EWNS e hatisitsoeng pele8,9,10,11.Ka lehlakoreng le leng, boholo ba bona bo ile ba lula sebakeng sa nanometer, se tšoanang haholo le liphello tse tlalehiloeng pele, li ba lumella ho lula moeeng ka nako e telele.Polydispersity e hlokometsoeng e ka hlalosoa ka liphetoho tsa tefiso ea holim'a metsi tse khethollang boholo ba EWNS, ho se be teng 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 holim'a metsi e fokotsa mouoane ka ho eketsa matla a holim'a metsi / tsitsipano ea lerotholi la metsi.Khatisong ea rona e fetileng8 khopolo ena e netefalitsoe ka liteko bakeng sa li-microdroplets 22 le EWNS.Tahlehelo ea tefiso nakong ea nako e eketsehileng e ka boela ea ama boholo le ho kenya letsoho kabong ea boholo bo hlokometsoeng.