Kea leboha ha le etetse Nature.com. O sebedisa mofuta wa sebatli o nang 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 feta moo, ho netefatsa tshehetso e tswelang pele, re bontsha 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 ruile 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 lijo. Mona ho bontšoa hore litšobotsi tsa tsona nakong ea tlhahiso li ka lokisoa le ho ntlafatsoa ho ntlafatsa bokhoni ba tsona ba ho loantša likokoana-hloko. Sethala sa laboratori sa EWNS se entsoe ho lokisoa litšobotsi tsa EWNS ka ho fetola liparamente tsa tlhahiso. Tlhaloso ea litšobotsi tsa EWNS (tjhaja, boholo, le litaba tsa ROS) e entsoe ho sebelisoa mekhoa ea sejoale-joale ea tlhahlobo. Ho phaella moo, likokoana-hloko tsa lijo tse kang Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocua, Mycobacterium para fortitum, le Saccharomyces cerevisiae li ile tsa entoa holim'a tamati ea morara oa tlhaho ho lekola bokhoni ba tsona ba ho thibela likokoana-hloko. Liphetho tse hlahisitsoeng mona li bontša hore litšobotsi tsa EWNS li ka lokisoa nakong ea tlhahiso, e leng se fellang ka keketseho e kholo ea bokhoni ba ho thibela likokoana-hloko. Haholo-holo, tefiso ea bokaholimo e eketsehile ka ntlha ea bone, 'me boleng ba ROS bo eketsehile. Sekhahla sa ho tlosoa ha likokoana-hloko se ne se itšetlehile ka likokoana-hloko 'me se ne se tloha ho 1.0 ho isa ho 3.8 log kamora metsotso e 45 ea ho pepesehela tekanyo ea aerosol ea 40,000 #/cm3 EWNS.
Tšilafalo ea likokoana-hloko ke sesosa se seholo sa mafu a bakoang ke ho ja likokoana-hloko kapa chefo ea tsona. Mafu a bakoang ke lijo a baka mafu a ka bang limilione tse 76, ho kena sepetlele a 325,000, le mafu a 5,000 selemo se seng le se seng United States feela1. 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 bakoang ke lijo a tlalehiloeng United States2. Litšenyehelo tsa ho kula 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 sebelisoa haholo-holo libakeng tse fokolang tsa taolo ea bohlokoa (CCPs) ketane ea tlhahiso (hangata kamora kotulo le/kapa nakong ea ho paka) ho fapana le ho sebelisoa khafetsa ka tsela eo lihlahisoa tse foreshe li ka silafatsoang ka eona 7. Mekhoa ea ho thibela likokoana-hloko ea hlokahala ho laola maloetse a bakoang ke lijo le ho senyeha ha lijo hamolemo 'me e na le monyetla oa ho sebelisoa ho pholletsa le polasi ho ea tafoleng. Tšusumetso e fokolang le litšenyehelo.
Sethala sa nanotechnology se se nang dikokwana-hloko se se nang dikhemikhale se sa tswa ntshetswa pele ho ntsha dibaktheria hodima dibaka le moyeng ho sebediswa di-nanostructure tsa metsi tsa maiketsetso (EWNS). Bakeng sa ho kopanya EVNS, ho sebedisitswe mekgwa e mmedi e bapileng: electrospray le water ionization (Setshwantsho sa 1a). EWNS e se e bontshitswe pele hore e na le sete e ikgethang ya thepa ya mmele le ya baeloji8,9,10. EWNS e na le karolelano ya dielektrone tse 10 ka sebopeho le boholo ba nanometer bo tloaelehileng ba 25 nm (Setshwantsho sa 1b,c)8,9,10. Ho phaella moo, electron spin resonance (ESR) e bontshitse hore EWNS e na le palo e kgolo ya mefuta ya oksijene e arabelang (ROS), haholo-holo hydroxyl (OH•) le superoxide (O2-) radicals (Setshwantsho sa 1c) 8. EWNS e ile ya dula moyeng nako e telele mme e ka thulana le dikokwana-hloko tse emisitsweng moyeng mme tsa ba teng hodima dibaka, tsa fana ka mojaro wa tsona wa ROS mme tsa baka ho se sebetse ha dikokwana-hloko (Setshwantsho sa 1d). Lithuto tsena tsa pejana li boetse li bontšitse hore EWNS e ka sebelisana le libaktheria tse fapaneng tse nang le gram-negative le gram-positive tse bohlokoa bophelong ba sechaba, ho kenyeletsoa le mycobacteria, holim'a libaka le moeeng8,9. 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 ruruha8.
(a) Electrospray e etsahala ha motlakase o phahameng o sebediswa pakeng tsa mokelikeli o nang le capillary le counter electrode. (b) Tshebediso ya motlakase o phahameng e fella ka diketsahalo tse pedi tse fapaneng: (i) ho fafatsa metsi ka motlakase le (ii) tlhahiso ya mefuta ya oksijene e arabelang (di-ion) e tshwasehileng ho EWNS. (c) Sebopeho se ikgethang sa EWNS. (d) EWNS e tsamaya haholo ka lebaka la tlhaho ya yona ya nanoscale 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 bokaholimo ba EWNS e ka sebelisoa hammoho le tšimo ea motlakase bakeng sa ho fana ka lijo tse reriloeng. Habohlokoa le ho feta, sephetho sa pele se tšepisang sa phokotso ea likutu tse ka bang 1.4 ts'ebetsong ea tamati ea tlhaho khahlanong le likokoana-hloko tse fapaneng tsa lijo tse kang E. coli le Listeria se bonoe metsotsong e 90 ea ho pepesehela EWNS ka bongata ba hoo e ka bang 50,000#/cm311. Ho phaella moo, liteko tsa pele tsa tlhahlobo ea organoleptic ha lia ka tsa bontša phello ea organoleptic ha li bapisoa le tamati ea taolo. Le hoja liphetho tsena tsa pele tsa ho thibela lijo li tšepisa polokeho ea lijo esita le ka tekanyo e tlase haholo ea EWNS ea 50,000#/cc. bona, ho hlakile hore bokhoni bo phahameng ba ho thibela lijo 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 ntlafatsa diparamitha tsa tlhahiso le ho ntlafatsa thepa ya fisik'hemik'hale 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). Tlhaloso ya thepa e ntlafaditsweng ya fisik'hemik'hale (boholo, tjhaja le dikahare tsa ROS) ho sebediswa mekgwa ya sejwalejwale ya tlhahlobo le ho sebedisa dikokwana-hloko tse tlwaelehileng tsa dijo tse kang E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae le M. parafortuitum.
EVNS e entsoe ka ho fafatsa ka motlakase ka nako e le 'ngoe le ho kenya metsi a hloekileng haholo (18 MΩ cm–1). Atomizer ea motlakase 12 hangata e sebelisetsoa ho etsa atomization ea metsi le polymer ea maiketsetso le likaroloana tsa 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 sebediswa pakeng tsa capillary ya tshepe le electrode e counter e thehilweng fatshe. Nakong ya tshebetso ena, ho etsahala diketsahalo tse pedi tse fapaneng: 1) electrospray le 2) 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, ho ya ka khopolo ya Rayleigh16. Ka nako e ts'oanang, tshimo e matla ya motlakase e etsa hore dimolek'hule tse ding tsa metsi di arohane mme di hlobole dielektrone (ionization), ka hona di hlahisa bongata bo boholo ba mefuta ya oksijene e arabelang (ROS)17. Dipakete tsa ROS18 tse hlahisitsweng ka nako e le nngwe di ile tsa 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) ho nale ya tshepe e sa ruseng ya 30G (capillary ya tshepe). Jwalo ka ha ho bontshitswe Setshwantshong sa 2b, phallo ya metsi e laolwa ke kgatello ya moya ka hara botlolo. Nalete e hoketswe ho console ya Teflon e ka lokiswang ka letsoho ho isa boholeng bo itseng ho tloha ho electrode ya counter. Electrode ya counter ke disk ya aluminium e bentshitsweng e nang le lesoba bohareng bakeng sa ho nka sampole. Ka tlase ho electrode ya counter ho na le funeli ya sampole ya aluminium, e hokahantsweng le setha se setseng sa teko ka kou ya sampole (Setshwantsho sa 2b). Dikarolo tsohle tsa sampole di theilwe ka motlakase ho qoba ho bokellana ha tjhaja ho ka senyang sampole ya dikarolwana.
(a) Sistimi ea ho Hlahisa Metsi a Nanostructure e Entsoeng ka Boenjiniere (EWNS). (b) Karolo e tšekaletseng ea yuniti ea sampole le ea electrospray e bontšang 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. Matšoao [V (kV), L (cm)] a sebelisoa ho bontša metsoako e fapaneng. Fetola phallo ea metsi ho fumana khoune e tsitsitseng ea Taylor ea sete e itseng [V, L]. Bakeng sa merero ea thuto ena, lesoba la electrode ea counter (D) le behiloe 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 ne se hokahantsoe ka kotloloho le Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS, mohlala 3936, TSI, Shoreview, Minnesota) ho lekanya mahloriso a palo ea likaroloana 'me se sebelisitsoe le electrometer ea aerosol ea Faraday (TSI, mohlala 3068B, Shoreview, USA). MN) ho lekanya phallo ea aerosol, joalo ka ha ho hlalositsoe khatisong ea rona e fetileng9. SMPS le electrometer ea aerosol ka bobeli li qotsitsoe ka sekhahla sa phallo sa 0.5 L/min (phallo eohle ea sampole 1 L/min). Mahloriso a likaroloana le phallo ea aerosol li lekantsoe metsotsoana e 120. Pheta tekanyo ka makhetlo a 30. Tefiso eohle ea aerosol e baloa ho tsoa litekanyong tsa hajoale, 'me tefiso e tloaelehileng ea EWNS e hakanngoa ho tsoa palong eohle ea likaroloana tsa EWNS tse qotsitsoeng. Litšenyehelo tse tloaelehileng tsa EWNS li ka baloa ho sebelisoa Equation (1):
moo IEl e leng motlakase o lekantsoeng, NSMPS ke mahloriso a palo a lekantsoeng ka SMPS, 'me φEl ke sekhahla sa phallo ho ea ho electrometer.
Kaha mongobo o amanang (RH) o ama tefiso ea bokaholimo, mocheso le (RH) li ile tsa bolokoa li sa fetohe ho 21°C le 45%, ka ho latellana, nakong ea teko.
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. Sekhahla sa scan ea AFM ke 1 Hz 'me sebaka sa scan ke 5 µm×5 µm ka mela e 256 ea scan. Litšoantšo tsohle li ile tsa etsoa ho latela tatellano ea setšoantšo sa odara ea pele ho sebelisoa software ea Asylum (maske e nang le mefuta e fapaneng ea 100 nm le moeli oa 100 pm).
Tlosa funeli ea ho nka sampole 'me u behe bokaholimo ba mica bo hole ba 2.0 cm ho tloha ho electrode ea khaontare ka nako e tloaelehileng ea s 120 ho qoba ho kopana ha likaroloana le ho thehoa ha marotholi a sa tloaelehang holim'a bokaholimo ba mica. EWNS e ile ea sebelisoa ka ho toba holim'a bokaholimo ba mica bo sa tsoa khaoloa (Ted Pella, Redding, CA). Hang ka mor'a ho qhalana, bokaholimo ba mica bo ile ba bonoa ka ho sebelisa AFM. Sekhutlo sa ho kopana le bokaholimo ba mica e sa tsoa khaoloa e sa fetoloang se haufi le 0°, kahoo EWNS e ata holim'a bokaholimo ba mica ka sebopeho se nang le dome20. 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 EWNS ho sebelisoa mokhoa oa rona o neng o netefalitsoe pele8. Ha re nahana hore EVNS e ka hare e na le bophahamo bo tšoanang, bophara bo lekanang bo ka baloa ho tsoa ho equation (2):
Ho ya ka mokhoa wa rona o seng o ntlafaditswe pele, leraba la ho potoloha la electron spin resonance (ESR) le sebedisitswe ho lemoha boteng ba di-radical intermediates tse kgutshwane ho EWNS. Di-aerosol di fetisitswe ka tharollo e nang le 235 mM DEPMPO (5-(diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc., Portland, Oregon). Ditekanyo tsohle tsa EPR di entswe ho sebediswa Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) le di-flat cell arrays. Software ya Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) e sebedisitswe ho bokella le ho sekaseka data. Tlhaloso ya ROS e entswe feela bakeng sa maemo a tshebetso [-6.5 kV, 4.0 cm]. Maqhubu a EWNS a lekantswe ho sebediswa SMPS kamora ho nahana ka tahlehelo ya 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 ba tekanyo ke karolelano ea litekanyo, 'me phoso ea tekanyo ke ho kheloha ho tloaelehileng. Teko ea t e entsoe ho bapisa boleng ba tšobotsi e ntlafalitsoeng ea EWNS le boleng bo tsamaellanang le EWNS ea motheo.
Setšoantšo sa 2c se bonts'a Sistimi ea Electrostatic Precipitation Pass Through System (EPES) e ntlafalitsoeng pele le e khetholloang e ka sebelisoang ho shebana le EWNS11 libakeng tse kaholimo. EPES e sebelisa tjhaja ea EWNS hammoho le tšimo e matla ea motlakase ho "supa" ka ho toba holim'a sepheo. Lintlha tsa sistimi ea EPES li hlahisitsoe 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 tse nang le lipoleiti tse peli tsa tšepe e sa hloekang tse bapileng (tšepe e sa hloekang ea 304, e bentšitsoeng 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), boto e ka tlase e ne e lula e le ntle 'me boto e ka holimo e ne e lula e le fatše (e phaphametse). Mabota a kamore a koahetsoe ka foil ea aluminium, e leng fatše ka motlakase ho thibela tahlehelo ea likaroloana. Kamore e na le monyako o koetsoeng oa ho kenya o lumellang libaka tsa teko ho beoa holim'a li-racks tsa polasetiki, li li phahamisa poleiting 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 phaposi ya taolo, phallo ya bobedi ka phaposing e silindara e hokahantswe ka tatellano le sistimi ya EPES ho sebediswa sefe ya HEPA e mahareng ho tlosa EWNS. Jwalo ka ha ho bontshitswe ho setshwantsho sa 2c, aerosol ya EWNS e pompetswe ka phaposing tse pedi tse hokahantsweng ka tatellano. Sefe e pakeng tsa phaposi 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 lihlahisoa tse foreshe tse kang Escherichia coli (ATCC #27325), sesupo sa mantle, Salmonella enterica (ATCC #53647), pathogen e jang lijo, Listeria innocua (ATCC #33090), e leng mokhoa o mong oa ho ja Listeria monocytogenes. , Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098) e le mokhoa o mong oa ho ja tomoso e senyang, le Mycobacterium parafortuitous (ATCC #19686) e le libaktheria tse phelang tse hanelang haholoanyane li rekiloe ho ATCC (Manassas, Virginia).
Reka mabokose a ditamati tsa morara tse sa tsoakoang ka mokhoa o sa reroang 'marakeng oa heno' me u li behe ka sehatsetsing mochesong oa 4°C ho fihlela li sebelisoa (ho fihlela matsatsi a 3). Khetha ditamati ho leka boholo bo le bong, bo bophara ba lisenthimithara tse 1.5.
Mekhoa ea ho kenya likokoana-hloko, ho li enta, ho pepesehela le ho bala likolone e hlalositsoe ka botlalo likhatisong tsa rona tse fetileng 'me e hlalositsoe ka botlalo ho Supplementary Data 11. Tshebetso ea EWNS e hlahlobiloe ka ho pepesehela tamati e kenngoeng ho 40,000 #/cm3 metsotso e 45. Ka bokhutšoanyane, ka nako ea t = 0 min, tamati tse tharo li sebelisitsoe ho lekola likokoana-hloko tse setseng. Tamati tse tharo li ile tsa beoa ho EPES 'me tsa pepesehela EWNS ho 40,000 #/cc (tamati e pepesehileng ea EWNS) 'me tse ling tse tharo tsa beoa ka phapusing ea taolo (tamati ea taolo). Ha ho le e 'ngoe ea lihlopha tsa tamati e ileng ea etsoa ts'ebetso e eketsehileng. Tamati le li-control tse pepesehileng tsa EWNS 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.
Disampole tsa baktheria ya E. coli, Enterobacter, le L. innocua tse pepeseditsweng ho EWNS (metsotso e 45, EWNS aerosol concentration 40,000 #/cm3) le tse sa pepesetswang di ile tsa tjhesetswa ho hlahloba mekgwa ya ho se sebetse. Ho potlaka ho ile ha lokiswa dihora tse 2 mochesong wa kamore ka hara tharollo ya sodium cacodylate ya 0.1 M (pH 7.4) ka setlolo sa 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde le 0.03% picric acid. Kamora ho hlatsuwa, di ile tsa lokiswa ka 1% osmium tetroxide (OsO4)/1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) ka dihora tse 2, tsa hlatsuwa ka makgetlo a 3 ka metsi mme tsa kenngwa ka 1% uranyl acetate ka hora e le 1, ebe di hlatsuwa ka makgetlo a mabedi ka metsi. Ho fellwa ke metsi ka mora moo metsotso e 10 ka nngwe ya 50%, 70%, 90%, 100% ya jwala. 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 JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japane), microscope ya electron e tlwaelehileng e nang le khamera ya AMT 2k CCD (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, MA, USA).
Liteko tsohle li entsoe ka makhetlo a mararo. Bakeng sa ntlha e 'ngoe le e 'ngoe ea nako, ho hlatsuoa ha baktheria ho ne ho pentiloe 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 ntho 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 baktheria nakong ea metsotso e 45 ea ho pepesehela, Log-Reduction le eona e baliloe ha e bapisoa le taolo ea metsotso e 45 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 li 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 Tlatsetsang S1. Maemo a mabeli a khethiloe bakeng sa thuto e felletseng e bonts'ang thepa e tsitsitseng le e ka ikatisang hape (khoune ea Taylor, tlhahiso ea EWNS, le botsitso ha nako e ntse e ea). Setšoantšong sa 3 ho bontšitsoe liphetho mabapi le tefiso, boholo le litaba tsa ROS bakeng sa linyeoe tse peli. Liphetho li boetse li akaretsoa Tafoleng ea 1. Bakeng sa litšupiso, Setšoantšo sa 3 le Tafole ea 1 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 Tlatsetsang S2. Ho phaella moo, lintlha tse ling li kenyelletsa lithuto mabapi le phello ea bophara ba lesoba la sampole ea electrode ea khaontara (D) le sebaka se pakeng tsa electrode ea fatše le ntlha ea nale (L) (Litšoantšo tse Tlatsetsang S2 le S3).
(a–c) Kabo ea boholo ba AFM. (d – f) Tšobotsi ea tefiso ea bokaholimo. (g) Tlhaloso ea ROS le ESR.
Hape ho bohlokwa ho hlokomela hore bakeng sa maemo ohle a boletsweng ka hodimo, maqhubu a ionization a lekantsweng a ne a le pakeng tsa 2-6 µA, mme di-voltage di ne di le pakeng tsa -3.8 ho isa ho -6.5 kV, e leng se ileng sa fella ka tshebediso ya matla bakeng sa EWNS ena ya terminal e le nngwe ya mojule wa tlhahiso ya ka tlase ho 50 mW. . Le hoja EWNS e ile ya etswa tlasa kgatello e phahameng, maemo a ozone a ne a le tlase haholo, a sa feteng 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. Masimo ho latela maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] a baloa e le 2 × 105 V/m le 4.7 × 105 V/m, ka ho latellana. Sena se ka lebelloa, kaha karolelano ea motlakase le sebaka e phahame haholo tabeng ea bobeli.
Setshwantshong sa 3a, b se bontsha bophara ba EWNS bo lekantsweng ka AFM8. Bophara ba EWNS bo tloaelehileng bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] bo badilwe e le 27 nm le 19 nm, ka ho latellana. Diphapang tse tloaelehileng tsa jeometri tsa dikabo bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] ke 1.41 le 1.45, ka ho latellana, e leng se bontshang kabo e moqotetsane ya boholo. Ka bobedi boholo bo mahareng le phapang e tloaelehileng ya jeometri di haufi haholo le baseline-EWNS, e leng 25 nm le 1.41, ka ho latellana. Setshwantshong sa 3c ho bontsha kabo ya boholo ba baseline EWNS bo 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 tshwanang 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. Ha e bapiswa le Baseline-EWNS (10 ± 2 e-), tefiso ya bona ya bokahodimo e phahame haholo, e imenne habeli ho feta boemo ba [-6.5 kV, 4.0 cm] mme e imenne ho feta ya [-3 .8 kV, 0.5 cm]. 3f e bontsha data ya motheo ya tefo ya EWNS.
Ho tsoa limmapeng tsa mahloriso a linomoro tsa EWNS (Litšoantšo tse Tlatsetsang S5 le S6), ho ka bonoa hore sebaka sa [-6.5 kV, 4.0 cm] se na le palo e phahameng haholo ea likaroloana ho feta sebaka sa [-3.8 kV, 0.5 cm]. Ho lokela ho hlokomeloa hape hore mahloriso a linomoro tsa 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.
Setšoantšo sa 3g se bonts'a spectrum ea EPR kamora taolo (ka morao) ho ntša EWNS e ntlafalitsoeng ho [-6.5 kV, 4.0 cm]. Specrum ea ROS e boetse e bapisoa le motheo oa EWNS pampiring e hatisitsoeng pele. Palo e baliloeng ea EWNS e arabelang ka leraba la spin ke 7.5 × 104 EWNS/s, e tšoanang le Baseline-EWNS8 e hatisitsoeng pele. Spectra ea EPR e bontšitse ka ho hlaka boteng ba mefuta e 'meli ea ROS, moo O2- e neng e atile, ha OH• e ne e le teng ka bongata bo bonyenyane. Ho phaella moo, papiso e tobileng ea matla a tlhōrō e bontšitse hore EWNS e ntlafalitsoeng e ne e e-na le litaba tsa ROS tse phahameng haholo ha li bapisoa le EWNS ea 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. Bakeng sa makgetlo ka bobedi a EUNS, ho kenya ho ne ho le haufi le 100% esita le ka motlakase o tlase wa 3.0 kV. Ka tlwaelo, 3.0 kV e lekane ho fihlella ho kenya ho 100% ho sa tsotelehe phetoho ya tjhaja ya bokahodimo. Tlas'a maemo a tshwanang, bokgoni ba ho kenya ho Baseline-EWNS e ne e le 56% feela ka lebaka la tjhaja e tlase (karolelano ya dielektrone tse 10 ka EWNS).
Setšoantšo sa 5 le Tafole ea 2 li akaretsa tekanyo ea ho se sebetse ha likokoana-hloko tse kenngoeng holim'a tamati ka mor'a ho pepesehela hoo e ka bang 40,000 #/cm3 EWNS metsotso e 45 tlas'a boemo bo botle [-6.5 kV, 4.0 cm]. E. coli le L. innocua tse kenngoeng li bontšitse phokotso e kholo ea 3.8 log kamora metsotso e 45 ea ho pepesehela. Tlas'a maemo a tšoanang, S. enterica e bontšitse phokotso e tlase ea log ea 2.2 log, ha S. cerevisiae le M. parafortuitum li bontšitse phokotso ea 1.0 log.
Di-micrograph tsa dielektrone (Setshwantsho sa 6) tse bontshang diphetoho tsa mmele tse bakwang ke EWNS diseleng tsa E. coli, Salmonella enterica, le L. innocua tse lebisang ho se sebetseng. Dibaktheria tsa taolo di bontshitse di-membrane tsa sele tse sa senyehang, ha dibaktheria tse pepesitsweng di ne di sentse di-membrane tsa ka ntle.
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 ea EWNS (tefiso ea bokaholimo le litaba tsa ROS) 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, e leng se tšoanang haholo le liphetho tse phatlalalitsoeng pele, e leng se li lumellang ho lula moeeng nako e telele. Ho ata ha polyaspersity ho bonoang ho ka hlalosoa ke liphetoho tefisong ea bokaholimo, tse khethollang boholo ba phello ea Rayleigh, ho se tloaelehe, le ho kopanngoa ho ka bang teng ha EWNS. 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. Khopolo-taba ena e tiisitsoe ka liteko bakeng sa marotholi a manyane22 le EWNS khatisong ea rona e fetileng8. Tahlehelo ea nako e eketsehileng e ka boela ea ama boholo le ho kenya letsoho kabong ea boholo bo bonoang.
Ho phaella moo, tefiso ka sebopeho ke hoo e ka bang 22–44 e-, ho latela maemo, e leng se phahameng haholo ha se bapiswa le EWNS ya motheo, e nang le tefiso e tloaelehileng ya dielektrone tse 10 ± 2 ka sebopeho. Leha ho le jwalo, ho lokela ho hlokomelwa hore ena ke tefiso e tloaelehileng ya EWNS. Seto et al. Ho bontshitswe hore tefiso ha e tshwane mme e latela kabo e tlwaelehileng ya log-normal21. Ha ho bapiswa le mosebetsi wa rona wa pele, ho imena habeli tefiso ya bokahodimo ho menahanya bokgoni ba ho beha tsamaisong ya EPES ho fihlela hoo e ka bang 100%11.