Nature.com தளத்திற்கு வருகை தந்ததற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவியில் CSS-க்கான ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்தைப் பெற, மேம்படுத்தப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு (அல்லது இன்டர்நெட் எக்ஸ்ப்ளோரரில் இணக்கப் பயன்முறையை அணைக்குமாறு) பரிந்துரைக்கிறோம். இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்யும் வகையில், நாங்கள் இந்தத் தளத்தை ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காண்பிப்போம்.
நுண்ணுயிரி அரிப்பு (MIC) என்பது பல தொழில்களில் ஒரு தீவிரமான பிரச்சனையாகும், ஏனெனில் இது பெரும் பொருளாதார இழப்புகளை ஏற்படுத்தக்கூடும். 2707 சூப்பர் டூப்ளக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகு (2707 HDSS) அதன் சிறந்த இரசாயன எதிர்ப்புத்திறன் காரணமாக கடல்சார் சூழல்களில் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. இருப்பினும், நுண்ணுயிரி அரிப்புக்கு (MIC) எதிரான அதன் எதிர்ப்புத்திறன் சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்படவில்லை. இந்த ஆய்வில், கடல்சார் காற்றில் வாழும் பாக்டீரியாவான சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசாவால் (Pseudomonas aeruginosa) 2707 HDSS-இல் ஏற்படும் நுண்ணுயிரி அரிப்பு (MIC) நடத்தை ஆராயப்பட்டது. மின்வேதியியல் பகுப்பாய்வில், 2216E ஊடகத்தில் சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா உயிரிப்படலம் இருக்கும்போது, ​​அரிப்பு மின்னழுத்தத்தில் ஒரு நேர்மறையான மாற்றமும், அரிப்பு மின்னோட்ட அடர்த்தியில் அதிகரிப்பும் காணப்பட்டது. எக்ஸ்-கதிர் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (XPS) பகுப்பாய்வில், உயிரிப்படலத்திற்குக் கீழே உள்ள மாதிரியின் மேற்பரப்பில் குரோமியம் (Cr) உள்ளடக்கம் குறைந்திருந்தது தெரியவந்தது. குழிகளின் படமெடுப்புப் பகுப்பாய்வில், 14 நாட்கள் அடைகாக்கும் காலத்தில் சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா உயிரிப்படலம் அதிகபட்சமாக 0.69 μm ஆழத்தில் குழிகளை உருவாக்கியது தெரியவந்தது. இது சிறியதாக இருந்தாலும், 2707 HDSS அரிப்பை எதிர்க்கும் திறன் கொண்டதல்ல என்பதைக் குறிக்கிறது. P. aeruginosa பயோஃபிலிம்களின் MIC-க்கு முழுமையாக எதிர்ப்புத்திறன் கொண்டது.
டூப்ளெக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகுகள் (DSS) அவற்றின் சிறந்த இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் சிறந்த கலவைக்காக பல்வேறு தொழில்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன¹,². இருப்பினும், குறிப்பிட்ட இடங்களில் அரிப்பு அரிப்பு இன்னும் ஏற்படுகிறது, மேலும் இது இந்த எஃகின் ஒருமைப்பாட்டைப் பாதிக்கிறது³,⁴. DSS நுண்ணுயிர் அரிப்பை (MIC) எதிர்க்கும் திறன் கொண்டதல்ல⁵,⁶. DSS-இன் பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகள் இருந்தபோதிலும், நீண்ட கால பயன்பாட்டிற்கு DSS-இன் அரிப்பு எதிர்ப்பு போதுமானதாக இல்லாத சூழல்கள் இன்னும் உள்ளன. இதன் பொருள், அதிக அரிப்பு எதிர்ப்பு கொண்ட அதிக விலை உயர்ந்த பொருட்கள் தேவைப்படுகின்றன என்பதாகும். சூப்பர் டூப்ளெக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகுகளுக்கு (SDSS) கூட அரிப்பு எதிர்ப்பின் அடிப்படையில் சில வரம்புகள் இருப்பதாக ஜியோன் மற்றும் குழுவினர்⁷ கண்டறிந்தனர். எனவே, சில பயன்பாடுகளில் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்பு கொண்ட சூப்பர் டூப்ளெக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகுகள் (HDSS) தேவைப்படுகின்றன. இது அதிக கலப்புலோகம் செய்யப்பட்ட HDSS-இன் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது.
DSS-இன் அரிப்புத் தடுப்புத்திறன், ஆல்பா மற்றும் காமா கட்டங்களின் விகிதம் மற்றும் இரண்டாம் கட்டத்திற்கு அருகிலுள்ள Cr, Mo மற்றும் W குறைந்த பகுதிகள் 8, 9, 10 ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. HDSS-இல் Cr, Mo மற்றும் N11 அதிக அளவில் இருப்பதால், இது சிறந்த அரிப்புத் தடுப்புத்திறனையும், அதிக மதிப்புள்ள (45-50) குழி அரிப்புத் தடுப்புச் சமமான எண்ணையும் (PREN) கொண்டுள்ளது. இந்த மதிப்பு, wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12 எனக் கணக்கிடப்படுகிறது. இதன் சிறந்த அரிப்புத் தடுப்புத்திறன், சுமார் 50% ஃபெரைட் (α) மற்றும் 50% ஆஸ்டெனைட் (γ) கட்டங்களைக் கொண்ட ஒரு சமச்சீரான கலவையைச் சார்ந்துள்ளது. HDSS, வழக்கமான DSS13-ஐ விட சிறந்த இயந்திரப் பண்புகளையும் அதிக எதிர்ப்பையும் கொண்டுள்ளது. குளோரைடு அரிப்புப் பண்புகள். இந்த மேம்படுத்தப்பட்ட அரிப்புத் தடுப்புத்திறன், கடல்சார் சூழல்கள் போன்ற அதிக அரிக்கும் தன்மை கொண்ட குளோரைடு சூழல்களில் HDSS-இன் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்துகிறது.
எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு, நீர் பயன்பாட்டு நிறுவனங்கள் போன்ற பல தொழில்களில் MIC-கள் ஒரு பெரிய பிரச்சனையாகும்¹⁴. அனைத்து அரிப்பு சேதங்களிலும் 20% MIC-களால் ஏற்படுகிறது¹⁵. MIC என்பது பல சூழல்களில் காணக்கூடிய ஒரு உயிரி-மின்வேதியியல் அரிப்பு ஆகும். உலோக மேற்பரப்புகளில் உருவாகும் உயிரிப்படலங்கள் மின்வேதியியல் நிலைமைகளை மாற்றி, அதன் மூலம் அரிப்பு செயல்முறையைப் பாதிக்கின்றன. MIC அரிப்பு உயிரிப்படலங்களால் ஏற்படுகிறது என்று பரவலாக நம்பப்படுகிறது. மின்னாக்க நுண்ணுயிரிகள் உயிர்வாழ்வதற்கான நீடித்த ஆற்றலைப் பெற உலோகங்களை அரிக்கின்றன¹⁷. சமீபத்திய MIC ஆய்வுகள், மின்னாக்க நுண்ணுயிரிகளால் தூண்டப்படும் MIC-யில் EET (செல்வெளி எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம்) என்பது வீத-வரையறுக்கும் காரணி என்பதைக் காட்டியுள்ளன. ஜாங் மற்றும் குழுவினர்¹⁸, எலக்ட்ரான் இடைநிலையாளர்கள் டெசல்ஃபோவிப்ரியோ செசிஃபிகன்ஸ் செல்களுக்கும் 304 துருப்பிடிக்காத எஃகுக்கும் இடையிலான எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தை விரைவுபடுத்துவதாகவும், இது மிகவும் கடுமையான MIC தாக்குதலுக்கு வழிவகுப்பதாகவும் நிரூபித்துள்ளனர். என்னிங் மற்றும் குழுவினர்¹⁹ மற்றும் வென்ஸ்லாஃப் மற்றும் குழுவினர்²⁰, அரிக்கும் சல்பேட்-குறைக்கும் பாக்டீரியா (SRB) உயிரிப்படலங்கள் உலோக அடி மூலக்கூறுகளிலிருந்து நேரடியாக எலக்ட்ரான்களை உறிஞ்சி, கடுமையான குழி அரிப்பை ஏற்படுத்துவதைக் காட்டியுள்ளனர்.
SRB, இரும்பு-குறைக்கும் பாக்டீரியா (IRB) போன்றவற்றைக் கொண்ட சூழல்களில் DSS ஆனது MIC-க்கு எளிதில் பாதிக்கப்படக்கூடியது என்று அறியப்படுகிறது. 21. இந்த பாக்டீரியாக்கள் பயோஃபிலிம்களின் கீழ் DSS மேற்பரப்புகளில் உள்ளூர் பள்ளங்களை ஏற்படுத்துகின்றன.22,23. DSS-ஐப் போலல்லாமல், HDSS-இன் MIC24 பற்றி அதிகம் அறியப்படவில்லை.
சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா என்பது இயற்கையில் பரவலாகக் காணப்படும் ஒரு கிராம்-எதிர்மறை, இயங்கக்கூடிய, கோல் வடிவ பாக்டீரியாவாகும்²⁵. சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா கடல் சூழலிலும் ஒரு முக்கிய நுண்ணுயிரிக் குழுவாக உள்ளது, இது எஃகில் நுண்ணுயிரி அரிப்பை (MIC) ஏற்படுத்துகிறது. சூடோமோனாஸ் அரிப்பு செயல்முறைகளில் நெருக்கமாக ஈடுபட்டுள்ளது மற்றும் உயிரிப்படலம் உருவாக்கும் போது ஒரு முன்னோடி குடியேற்றவாசியாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளது. மகாத் மற்றும் பலர்²⁸ மற்றும் யுவான் மற்றும் பலர்²⁹ ஆகியோர், சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா நீர் சூழல்களில் மென் எஃகு மற்றும் கலப்புலோகங்களின் அரிப்பு விகிதத்தை அதிகரிக்கும் போக்கைக் கொண்டுள்ளது என்பதை நிரூபித்துள்ளனர்.
இந்த ஆய்வின் முக்கிய நோக்கம், மின்வேதியியல் முறைகள், மேற்பரப்பு பகுப்பாய்வு நுட்பங்கள் மற்றும் அரிப்பு விளைபொருள் பகுப்பாய்வு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, கடல்சார் காற்றில் வாழும் பாக்டீரியாவான சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசாவால் ஏற்படும் 2707 HDSS-இன் நுண்ணிய அரிப்புத் தடுப்பு (MIC) பண்புகளை ஆராய்வதாகும். 2707 HDSS-இன் MIC நடத்தையை ஆய்வு செய்வதற்காக, திறந்த சுற்று மின்னழுத்தம் (OCP), நேரியல் முனைவாக்க மின்தடை (LPR), மின்வேதியியல் மின்தடை நிறமாலையியல் (EIS) மற்றும் மின்னழுத்த இயக்கவியல் முனைவாக்கம் உள்ளிட்ட மின்வேதியியல் ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. அரிக்கப்பட்ட மேற்பரப்பில் உள்ள வேதியியல் கூறுகளைக் கண்டறிய ஆற்றல் சிதறல் நிறமாலைமானி (EDS) பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. கூடுதலாக, சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசாவைக் கொண்ட ஒரு கடல்சார் சூழலின் தாக்கத்தின் கீழ் ஆக்சைடு படல செயலற்ற தன்மையின் நிலைத்தன்மையைத் தீர்மானிக்க எக்ஸ்-கதிர் ஒளிமின்னணு நிறமாலையியல் (XPS) பகுப்பாய்வு பயன்படுத்தப்பட்டது. குழியின் ஆழம் ஒரு குவிய லேசர் ஸ்கேனிங் நுண்ணோக்கி (CLSM) மூலம் அளவிடப்பட்டது.
அட்டவணை 1, 2707 HDSS-இன் வேதியியல் கலவையைப் பட்டியலிடுகிறது. அட்டவணை 2, 2707 HDSS ஆனது 650 MPa மகசூல் வலிமையுடன் சிறந்த இயந்திரப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது. படம் 1, கரைசல் வெப்பப் பதப்படுத்தப்பட்ட 2707 HDSS-இன் ஒளியியல் நுண் அமைப்பைக் காட்டுகிறது. சுமார் 50% ஆஸ்டெனைட் மற்றும் 50% ஃபெரைட் கட்டங்களைக் கொண்ட நுண் அமைப்பில், இரண்டாம் நிலைக் கட்டங்கள் இல்லாத ஆஸ்டெனைட் மற்றும் ஃபெரைட் கட்டங்களின் நீளமான பட்டைகளைக் காண முடிகிறது.
படம் 2a, 37 °C வெப்பநிலையில் 14 நாட்களுக்கு, உயிரற்ற 2216E ஊடகம் மற்றும் P. aeruginosa குழம்பில் 2707 HDSS-க்கான திறந்த சுற்று மின்னழுத்தம் (Eocp) மற்றும் வெளிப்பாட்டு நேரத் தரவுகளைக் காட்டுகிறது. Eocp-இல் ஏற்படும் மிகப்பெரிய மற்றும் குறிப்பிடத்தக்க மாற்றம் முதல் 24 மணி நேரத்திற்குள் நிகழ்கிறது என்பதை இது காட்டுகிறது. இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் Eocp மதிப்புகள் சுமார் 16 மணி நேரத்தில் -145 mV (vs. SCE) என்ற உச்சத்தை அடைந்து, பின்னர் செங்குத்தாகக் குறைந்து, உயிரற்ற மாதிரிக்கு -477 mV (vs. SCE) மற்றும் P. aeruginosa குழம்புக்கு -236 mV (vs. SCE) என்ற அளவை எட்டின. முறையே சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா கூப்பன்களில். 24 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, P. ஏருஜினோசாவிற்கான 2707 HDSS-இன் Eocp மதிப்பு -228 mV (vs. SCE) அளவில் ஒப்பீட்டளவில் நிலையாக இருந்தது, அதேசமயம் உயிரியல் அல்லாத மாதிரிகளுக்கான தொடர்புடைய மதிப்பு தோராயமாக -442 mV (vs. SCE) ஆக இருந்தது. P. ஏருஜினோசாவின் முன்னிலையில் Eocp மிகவும் குறைவாக இருந்தது.
37 °C வெப்பநிலையில், உயிரற்ற ஊடகம் மற்றும் சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா குழம்பில் 2707 HDSS மாதிரிகளின் மின்வேதியியல் சோதனை:
(அ) ​​வெளிப்பாட்டு நேரத்தின் சார்பாக Eocp, (ஆ) 14 ஆம் நாளில் துருவமுனைப்பு வளைவுகள், (இ) வெளிப்பாட்டு நேரத்தின் சார்பாக Rp மற்றும் (ஈ) வெளிப்பாட்டு நேரத்தின் சார்பாக icorr.
அட்டவணை 3, 14 நாட்களுக்கு உயிரற்ற ஊடகம் மற்றும் சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா நுண்ணுயிர் ஏற்றப்பட்ட ஊடகத்தில் வைக்கப்பட்ட 2707 HDSS மாதிரிகளின் மின்வேதியியல் அரிப்பு அளவுரு மதிப்புகளைப் பட்டியலிடுகிறது. நிலையான முறைகள்30,31-இன் படி, அரிப்பு மின்னோட்ட அடர்த்தி (icorr), அரிப்பு மின்னழுத்தம் (Ecorr) மற்றும் டாஃபெல் சரிவுகள் (βα மற்றும் βc) ஆகியவற்றை வழங்கும் வெட்டுப் புள்ளிகளை அடைவதற்காக, ஆனோடிக் மற்றும் கேத்தோடிக் வளைவுகளின் தொடுகோடுகள் நீட்டிக்கப்பட்டன.
படம் 2b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, உயிரற்ற மாதிரியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா வளைவின் மேல்நோக்கிய நகர்வானது ஈகோஆர்ஆர் (Ecorr) மதிப்பில் அதிகரிப்பை ஏற்படுத்தியது. அரிப்பு விகிதத்திற்கு விகிதாசாரமாக இருக்கும் ஈகோஆர்ஆர் (Ecorr) மதிப்பானது, சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா மாதிரியில் 0.328 μA cm-2 ஆக அதிகரித்தது; இது உயிரற்ற மாதிரியின் (0.087 μA cm-2) மதிப்பை விட நான்கு மடங்கு அதிகமாகும்.
LPR என்பது விரைவான அரிப்புப் பகுப்பாய்விற்கான ஒரு பாரம்பரியமான, சேதப்படுத்தாத மின்வேதியியல் முறையாகும். இது MIC32-ஐ ஆய்வு செய்வதற்கும் பயன்படுத்தப்பட்டது. படம் 2c, வெளிப்படும் நேரத்தைப் பொறுத்து முனைவாக்க மின்தடையை (Rp) காட்டுகிறது. அதிக Rp மதிப்பு என்பது குறைவான அரிப்பைக் குறிக்கிறது. முதல் 24 மணி நேரத்திற்குள், 2707 HDSS-இன் Rp மதிப்பானது உயிரற்ற மாதிரிகளுக்கு 1955 kΩ cm² என்ற அதிகபட்ச மதிப்பையும், சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா மாதிரிகளுக்கு 1429 kΩ cm² என்ற மதிப்பையும் எட்டியது. ஒரு நாளுக்குப் பிறகு Rp மதிப்பு வேகமாக குறைந்து, அடுத்த 13 நாட்களுக்கு ஒப்பீட்டளவில் மாறாமல் இருந்ததையும் படம் 2c காட்டுகிறது. சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா மாதிரியின் Rp மதிப்பு சுமார் 40 kΩ cm² ஆகும், இது உயிரற்ற மாதிரியின் 450 kΩ cm² மதிப்பை விட மிகவும் குறைவாகும்.
icorr மதிப்பு, சீரான அரிமான விகிதத்திற்கு நேர் விகிதத்தில் உள்ளது. அதன் மதிப்பை பின்வரும் ஸ்டெர்ன்-கியரி சமன்பாட்டிலிருந்து கணக்கிடலாம்.
ஸோவ் மற்றும் குழுவினரின் 33-ஐப் பின்பற்றி, இந்த ஆய்வில் டாஃபெல் சாய்வு B-யின் ஒரு பொதுவான மதிப்பு 26 mV/dec எனக் கருதப்பட்டது. படம் 2d காட்டுவது போல, உயிரியல் அல்லாத 2707 மாதிரியின் icorr ஒப்பீட்டளவில் நிலையாக இருந்தது, அதேசமயம் P. aeruginosa மாதிரி முதல் 24 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு பெரிதும் ஏற்ற இறக்கத்துடன் காணப்பட்டது. P. aeruginosa மாதிரிகளின் icorr மதிப்புகள், உயிரியல் அல்லாத கட்டுப்பாட்டு மாதிரிகளை விட பத்து மடங்கு அதிகமாக இருந்தன. இந்தப் போக்கு, முனைவாக்க மின்தடை முடிவுகளுடன் ஒத்துப்போகிறது.
EIS என்பது அரித்த இடைமுகங்களில் நிகழும் மின்வேதியியல் வினைகளின் பண்புகளை ஆராயப் பயன்படும் மற்றொரு அழிவற்ற நுட்பமாகும். உயிரற்ற ஊடகங்கள் மற்றும் சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா கரைசலுக்கு உட்படுத்தப்பட்ட மாதிரிகளின் மின்மறுப்பு நிறமாலைகள் மற்றும் கணக்கிடப்பட்ட மின்தேக்க மதிப்புகள், மாதிரியின் மேற்பரப்பில் உருவான செயலற்ற படலம்/உயிரிப் படலத்தின் Rb மின்தடை, Rct மின்னூட்டப் பரிமாற்ற மின்தடை, Cdl மின் இரட்டை அடுக்கு மின்தேக்கம் (EDL) மற்றும் QCPE மாறா நிலைக்கூறு (CPE) அளவுருக்கள் ஆகியவை இதில் அடங்கும். இந்த அளவுருக்கள், ஒரு சமான மின்சுற்று (EEC) மாதிரியைப் பயன்படுத்தி தரவுகளைப் பொருத்துவதன் மூலம் மேலும் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன.
படம் 3, உயிரற்ற ஊடகம் மற்றும் சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா குழம்பில் உள்ள 2707 HDSS மாதிரிகளின் வழக்கமான நைக்விஸ்ட் வரைபடங்களையும் (a மற்றும் b) மற்றும் போட் வரைபடங்களையும் (a' மற்றும் b') வெவ்வேறு அடைகாக்கும் நேரங்களில் காட்டுகிறது. சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசாவின் முன்னிலையில் நைக்விஸ்ட் வளையத்தின் விட்டம் குறைகிறது. போட் வரைபடம் (படம் 3b') மொத்த மின்மறுப்பின் அளவில் ஒரு அதிகரிப்பைக் காட்டுகிறது. கட்ட உச்சங்கள் மூலம் தளர்வு நேர மாறிலி பற்றிய தகவல்களை வழங்க முடியும். படம் 4, ஒற்றை அடுக்கு (a) மற்றும் இரட்டை அடுக்கு (b) அடிப்படையிலான இயற்பியல் கட்டமைப்புகளையும் அவற்றின் தொடர்புடைய EEC-களையும் காட்டுகிறது. EEC மாதிரியில் CPE அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. அதன் ஏற்புத்திறன் மற்றும் மின்மறுப்பு பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன:
2707 HDSS மாதிரியின் மின்மறுப்பு நிறமாலையைப் பொருத்துவதற்கான இரண்டு இயற்பியல் மாதிரிகள் மற்றும் அவற்றுக்குரிய சமான மின்சுற்றுகள்:
இதில் Y0 என்பது CPE-யின் எண்மதிப்பு, j என்பது கற்பனை எண் அல்லது (-1)1/2, ω என்பது கோண அதிர்வெண், மற்றும் n என்பது ஒன்றை விடக் குறைவான CPE அடுக்குக் குறியீடு³⁵. மின்னூட்டப் பரிமாற்ற மின்தடையின் நேர்மாறு (அதாவது 1/Rct) அரிப்பு வீதத்திற்குச் சமமாகும். சிறிய Rct என்பது வேகமான அரிப்பு வீதத்தைக் குறிக்கிறது²⁷. 14 நாட்கள் அடைகாத்தலுக்குப் பிறகு, சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா மாதிரிகளின் Rct 32 kΩ cm²-ஐ எட்டியது, இது உயிரியல் அல்லாத மாதிரிகளின் 489 kΩ cm²-ஐ விட மிகவும் சிறியது (அட்டவணை 4).
படம் 5-இல் உள்ள CLSM மற்றும் SEM படங்கள், 7 நாட்களுக்குப் பிறகு 2707 HDSS மாதிரியின் மேற்பரப்பில் உள்ள உயிரிப்படலப் படலம் அடர்த்தியாக இருப்பதைக் தெளிவாகக் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், 14 நாட்களுக்குப் பிறகு, உயிரிப்படலப் படலம் அடர்த்தி குறைந்து, சில இறந்த செல்களும் தோன்றின. அட்டவணை 5, P. aeruginosa-விற்கு 7 மற்றும் 14 நாட்கள் வெளிப்படுத்தப்பட்ட பிறகு 2707 HDSS மாதிரிகளில் உள்ள உயிரிப்படலத்தின் தடிமனைக் காட்டுகிறது. அதிகபட்ச உயிரிப்படலத் தடிமன் 7 நாட்களுக்குப் பிறகு 23.4 μm-இலிருந்து 14 நாட்களுக்குப் பிறகு 18.9 μm-ஆக மாறியது. சராசரி உயிரிப்படலத் தடிமனும் இந்தப் போக்கை உறுதிப்படுத்தியது. அது 7 நாட்களுக்குப் பிறகு 22.2 ± 0.7 μm-இலிருந்து 14 நாட்களுக்குப் பிறகு 17.8 ± 1.0 μm-ஆகக் குறைந்தது.
(அ) ​​7 நாட்களுக்குப் பிறகான 3-டி CLSM படம், (ஆ) 14 நாட்களுக்குப் பிறகான 3-டி CLSM படம், (இ) 7 நாட்களுக்குப் பிறகான SEM படம் மற்றும் (ஈ) 14 நாட்களுக்குப் பிறகான SEM படம்.
14 நாட்களுக்கு P. aeruginosa-வால் பாதிக்கப்பட்ட மாதிரிகளில் உள்ள உயிர்ப்படலங்கள் மற்றும் அரிமானப் பொருட்களில் வேதியியல் தனிமங்களை EDS வெளிப்படுத்தியது. படம் 6-இன்படி, உயிர்ப்படலங்கள் மற்றும் அரிமானப் பொருட்களில் உள்ள C, N, O, மற்றும் P ஆகியவற்றின் உள்ளடக்கம், வெறும் உலோகங்களில் உள்ளதை விட மிக அதிகமாக உள்ளது. ஏனெனில், இந்தத் தனிமங்கள் உயிர்ப்படலங்கள் மற்றும் அவற்றின் வளர்சிதை மாற்றப் பொருட்களுடன் தொடர்புடையவை. நுண்ணுயிரிகளுக்கு குரோமியம் மற்றும் இரும்பு ஆகியவை மிகச் சிறிய அளவிலேயே தேவைப்படுகின்றன. மாதிரிகளின் மேற்பரப்பில் உள்ள உயிர்ப்படலம் மற்றும் அரிமானப் பொருட்களில் Cr மற்றும் Fe அதிக அளவில் இருப்பது, அரிமானத்தின் காரணமாக உலோக மூலக்கூறு அதன் தனிமங்களை இழந்துவிட்டது என்பதைக் குறிக்கிறது.
14 நாட்களுக்குப் பிறகு, 2216E ஊடகத்தில் P. aeruginosa உடனும் இல்லாமலும் குழி அரிப்பு காணப்பட்டது. அடைகாப்பதற்கு முன்பு, மாதிரியின் மேற்பரப்பு மென்மையாகவும் குறைபாடற்றதாகவும் இருந்தது (படம் 7a). அடைகாத்த பிறகு மற்றும் உயிரிப்படலம் மற்றும் அரிப்புப் பொருட்களை அகற்றிய பிறகு, மாதிரிகளின் மேற்பரப்பில் உள்ள ஆழமான குழிகள் CLSM-இன் கீழ் ஆய்வு செய்யப்பட்டன, இது படம் 7b மற்றும் c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. உயிரியல் அல்லாத கட்டுப்பாட்டு மாதிரிகளின் மேற்பரப்பில் தெளிவான குழிகள் எதுவும் காணப்படவில்லை (அதிகபட்ச குழி ஆழம் 0.02 μm). சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசாவால் ஏற்பட்ட அதிகபட்ச குழி ஆழம் 7 நாட்களுக்குப் பிறகு 0.52 μm ஆகவும், 14 நாட்களுக்குப் பிறகு 0.69 μm ஆகவும் இருந்தது. இது 3 மாதிரிகளின் சராசரி அதிகபட்ச குழி ஆழத்தின் அடிப்படையில் (ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும் 10 அதிகபட்ச குழி ஆழ மதிப்புகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன) முறையே 0.42 ± 0.12 μm மற்றும் 0.52 ± 0.15 μm-ஐ எட்டியது (அட்டவணை 5). இந்தக் குழி ஆழ மதிப்புகள் சிறியவை ஆனால் முக்கியமானவை.
(அ) ​​வெளிப்பாட்டிற்கு முன், (ஆ) உயிரற்ற ஊடகத்தில் 14 நாட்கள் மற்றும் (இ) சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா குழம்பில் 14 நாட்கள்.
படம் 8 வெவ்வேறு மாதிரி மேற்பரப்புகளின் XPS நிறமாலைகளைக் காட்டுகிறது, மேலும் ஒவ்வொரு மேற்பரப்பிற்கும் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட வேதியியல் கலவைகள் அட்டவணை 6 இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. அட்டவணை 6 இல், P. aeruginosa (மாதிரிகள் A மற்றும் B) முன்னிலையில் Fe மற்றும் Cr இன் அணு சதவீதங்கள், உயிரியல் அல்லாத கட்டுப்பாட்டு மாதிரிகளை (மாதிரிகள் C மற்றும் D) விட மிகவும் குறைவாக இருந்தன. P. aeruginosa மாதிரிக்கு, Cr 2p கோர்-லெவல் நிறமாலை வளைவானது 574.4, 576.6, 578.3 மற்றும் 586.8 eV என்ற பிணைப்பு ஆற்றல் (BE) மதிப்புகளுடன் நான்கு உச்சக் கூறுகளுக்குப் பொருத்தப்பட்டது, அவை முறையே Cr, Cr2O3, CrO3 மற்றும் Cr(OH)3 ஆகியவற்றிற்குக் காரணமாக இருக்கலாம் (படம் 9a மற்றும் b). உயிரியல் அல்லாத மாதிரிகளுக்கு, Cr 2p கோர்-லெவல் நிறமாலையானது படம் 9c மற்றும் d இல் Cr (BE க்கு 573.80 eV) மற்றும் Cr2O3 (BE க்கு 575.90 eV) ஆகியவற்றுக்கான இரண்டு முக்கிய உச்சங்களைக் கொண்டுள்ளது. முறையே. உயிரற்ற மற்றும் P. aeruginosa மாதிரிகளுக்கு இடையிலான மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடு, உயிர்ப்படலத்திற்குக் கீழே Cr6+ இருப்பதும், Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) அதிக சார்புப் பின்னத்தில் இருப்பதும் ஆகும்.
இரண்டு ஊடகங்களில் உள்ள 2707 HDSS மாதிரியின் மேற்பரப்பின் அகன்ற XPS நிறமாலைகள் முறையே 7 நாட்கள் மற்றும் 14 நாட்கள் ஆகும்.
(அ) ​​P. aeruginosa-வுக்கு 7 நாட்கள் வெளிப்பாடு, (ஆ) P. aeruginosa-வுக்கு 14 நாட்கள் வெளிப்பாடு, (இ) உயிரற்ற ஊடகத்தில் 7 நாட்கள் மற்றும் (ஈ) உயிரற்ற ஊடகத்தில் 14 நாட்கள்.
HDSS பெரும்பாலான சூழல்களில் உயர் மட்ட அரிப்பு எதிர்ப்பைக் காட்டுகிறது. கிம் மற்றும் குழுவினர் 2, UNS S32707 HDSS என்பது 45-க்கும் மேற்பட்ட PREN மதிப்பைக் கொண்ட, அதிக கலப்புலோகம் செய்யப்பட்ட DSS என வரையறுக்கப்பட்டதாகத் தெரிவித்தனர். இந்த ஆய்வில் உள்ள 2707 HDSS மாதிரியின் PREN மதிப்பு 49 ஆக இருந்தது. இதற்குக் காரணம், அதன் அதிக குரோமியம் உள்ளடக்கம் மற்றும் அதிக மாலிப்டினம் மற்றும் நிக்கல் அளவுகள் ஆகும், இவை அமில மற்றும் அதிக குளோரைடு சூழல்களில் நன்மை பயக்கும். கூடுதலாக, ஒரு நன்கு சமநிலையான கலவை மற்றும் குறைபாடற்ற நுண்ணமைப்பு ஆகியவை கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மை மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பிற்குப் பயனுள்ளதாக இருக்கின்றன. இருப்பினும், அதன் சிறந்த இரசாயன எதிர்ப்பு இருந்தபோதிலும், இந்த ஆய்வில் உள்ள சோதனைத் தரவுகள், 2707 HDSS ஆனது P. aeruginosa பயோஃபிலிம்களின் MIC-க்கு முற்றிலும் பாதிப்பில்லாதது அல்ல என்று குறிப்பிடுகின்றன.
மின்வேதியியல் முடிவுகள், உயிரற்ற ஊடகத்துடன் ஒப்பிடும்போது, ​​P. aeruginosa குழம்பில் 2707 HDSS-இன் அரிப்பு விகிதம் 14 நாட்களுக்குப் பிறகு கணிசமாக அதிகரித்திருப்பதைக் காட்டின. படம் 2a-வில், முதல் 24 மணி நேரத்தில் உயிரற்ற ஊடகம் மற்றும் P. aeruginosa குழம்பு ஆகிய இரண்டிலும் Eocp-இல் ஒரு குறைவு காணப்பட்டது. அதன்பிறகு, உயிரிப்படலம் மாதிரியின் மேற்பரப்பை முழுமையாக மூடி, Eocp ஒப்பீட்டளவில் நிலையானதாகிறது³⁶. இருப்பினும், உயிரியல் Eocp-இன் அளவு உயிரற்ற Eocp-ஐ விட மிகவும் அதிகமாக இருந்தது. இந்த வேறுபாடு P. aeruginosa உயிரிப்படலம் உருவாவதால் ஏற்படுகிறது என்று நம்புவதற்கு ஒரு காரணம் உள்ளது. படம் 2d-இல், P. aeruginosa முன்னிலையில், 2707 HDSS-இன் icorr மதிப்பு 0.627 μA cm⁻²-ஐ எட்டியது, இது உயிரற்ற கட்டுப்பாட்டை (0.063 μA cm⁻²) விட ஒரு வரிசை அளவு அதிகமாக இருந்தது, இது EIS மூலம் அளவிடப்பட்ட Rct மதிப்புடன் ஒத்துப்போனது. முதல் சில நாட்களில், மின்மறுப்பு P. aeruginosa குழம்பில், P. aeruginosa செல்கள் ஒட்டிக்கொள்வதாலும் மற்றும் உயிரிப்படலங்கள் உருவாவதாலும் மதிப்புகள் அதிகரித்தன. இருப்பினும், உயிரிப்படலம் மாதிரியின் மேற்பரப்பை முழுமையாக மூடும்போது, ​​மின்தடை குறைகிறது. உயிரிப்படலங்கள் மற்றும் உயிரிப்படல வளர்சிதைப்பொருட்கள் உருவாவதால், பாதுகாப்பு அடுக்கு முதலில் தாக்கப்படுகிறது. எனவே, காலப்போக்கில் அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன் குறைந்தது, மேலும் P. aeruginosa ஒட்டிக்கொள்வது குறிப்பிட்ட இடங்களில் அரிப்பை ஏற்படுத்தியது. உயிரற்ற ஊடகங்களில் போக்குகள் வேறுபட்டிருந்தன. உயிரற்ற கட்டுப்பாட்டு மாதிரியின் அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன், P. aeruginosa குழம்பில் வைக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் தொடர்புடைய மதிப்பை விட மிகவும் அதிகமாக இருந்தது. மேலும், உயிரற்ற மாதிரிகளுக்கு, 2707 HDSS-இன் Rct மதிப்பு 14-ஆம் நாளில் 489 kΩ cm²-ஐ எட்டியது, இது P. aeruginosa இருக்கும்போது இருந்த Rct மதிப்பை (32 kΩ cm²) விட 15 மடங்கு அதிகமாகும். எனவே, 2707 HDSS ஒரு மலட்டுச் சூழலில் சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் MIC தாக்குதலுக்கு எதிர்ப்புத்திறன் கொண்டதல்ல. P. aeruginosa உயிர்வடிவங்களால்.
இந்த முடிவுகளை படம் 2b-இல் உள்ள முனைவாக்க வளைவுகளிலிருந்தும் காணலாம். ஆனோடிக் கிளைத்தலானது சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா உயிர்ப்படல உருவாக்கம் மற்றும் உலோக ஆக்சிஜனேற்ற வினைகளால் ஏற்பட்டது. அதே நேரத்தில், கேத்தோடிக் வினையானது ஆக்சிஜனின் ஒடுக்கம் ஆகும். P. ஏருஜினோசாவின் இருப்பு, அரிமான மின்னோட்ட அடர்த்தியை பெருமளவில் அதிகரித்தது; இது உயிரற்ற கட்டுப்பாட்டை விட ஏறக்குறைய பத்து மடங்கு அதிகமாகும். இது P. ஏருஜினோசா உயிர்ப்படலம் 2707 HDSS-இன் உள்ளூர் அரிமானத்தை அதிகரிக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. யுவான் மற்றும் குழுவினர்²⁹, P. ஏருஜினோசா உயிர்ப்படலத்தின் தாக்கத்தின் கீழ் 70/30 Cu-Ni உலோகக்கலவையின் அரிமான மின்னோட்ட அடர்த்தி அதிகரித்ததைக் கண்டறிந்தனர். இது சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா உயிர்ப்படலங்களால் ஆக்சிஜன் ஒடுக்கத்தின் உயிரிவினையூக்கத்தால் ஏற்பட்டிருக்கலாம். இந்த அவதானிப்பு, இந்த ஆய்வில் 2707 HDSS-இன் MIC-ஐயும் விளக்கக்கூடும். காற்றில் வளரும் உயிர்ப்படலங்களுக்குக் கீழே ஆக்சிஜன் குறைவாகவும் இருக்கலாம். எனவே, ஆக்சிஜனால் உலோக மேற்பரப்பை மீண்டும் செயலற்றதாக்கத் தவறியது, இந்த ஆய்வில் MIC-க்கு ஒரு பங்களிக்கும் காரணியாக இருக்கலாம்.
மாதிரியின் மேற்பரப்பில் உள்ள நிலையான பாக்டீரியாக்களின் வளர்சிதை மாற்ற செயல்பாடு மற்றும் அரிப்புப் பொருட்களின் தன்மை ஆகியவற்றால் வேதியியல் மற்றும் மின்வேதியியல் வினைகளின் விகிதங்கள் நேரடியாகப் பாதிக்கப்படலாம் என்று டிக்கின்சன் மற்றும் பலர் 38 பரிந்துரைத்தனர். படம் 5 மற்றும் அட்டவணை 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 14 நாட்களுக்குப் பிறகு செல் எண்ணிக்கை மற்றும் உயிரிப்படலத்தின் தடிமன் ஆகிய இரண்டும் குறைந்தன. 14 நாட்களுக்குப் பிறகு, 2216E ஊடகத்தில் ஊட்டச்சத்து குறைபாடு அல்லது 2707 HDSS மேட்ரிக்ஸிலிருந்து நச்சு உலோக அயனிகள் வெளியீடு காரணமாக 2707 HDSS இன் மேற்பரப்பில் உள்ள பெரும்பாலான நிலையான செல்கள் இறந்துவிட்டன என்று இதை நியாயமான முறையில் விளக்கலாம். இது தொகுதி சோதனைகளின் ஒரு வரம்பாகும்.
இந்த ஆய்வில், 2707 HDSS மேற்பரப்பில் உள்ள பயோஃபிலிமிற்கு அடியில், P. aeruginosa பயோஃபிலிம் Cr மற்றும் Fe ஆகியவற்றின் உள்ளூர் சிதைவை ஊக்குவித்தது (படம் 6). அட்டவணை 6-ல், மாதிரி C உடன் ஒப்பிடும்போது மாதிரி D-ல் Fe மற்றும் Cr-ன் குறைவு காணப்படுகிறது. இது, P. aeruginosa பயோஃபிலிமால் ஏற்பட்ட கரைந்த Fe மற்றும் Cr, முதல் 7 நாட்களுக்குப் பிறகும் நீடித்திருப்பதைக் குறிக்கிறது. 2216E ஊடகம் கடல்சார் சூழல்களை உருவகப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது 17700 ppm Cl- ஐக் கொண்டுள்ளது, இது இயற்கையான கடல்நீரில் காணப்படும் அளவிற்கு ஒப்பிடத்தக்கது. XPS மூலம் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட 7 மற்றும் 14-நாள் உயிரற்ற மாதிரிகளில் Cr குறைவதற்கு 17700 ppm Cl- இருப்பதே முக்கிய காரணமாக இருந்தது. P. aeruginosa மாதிரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​உயிரற்ற சூழல்களில் 2707 HDSS-ன் வலுவான Cl− எதிர்ப்புத்தன்மை காரணமாக, உயிரற்ற மாதிரிகளில் Cr கரைதல் மிகவும் குறைவாக இருந்தது. படம் 9, செயலற்ற படலத்தில் Cr6+ இருப்பதைக் காட்டுகிறது. இது எஃகு மேற்பரப்புகளில் இருந்து Cr-ஐ அகற்றுவதில் பங்கு வகிக்கக்கூடும். சென் மற்றும் கிளேட்டன் பரிந்துரைத்தபடி, பி. ஏருஜினோசா உயிர்வடிவங்களால்.
பாக்டீரியா வளர்ச்சியின் காரணமாக, வளர்ப்புக்கு முன்னும் பின்னும் ஊடகத்தின் pH மதிப்புகள் முறையே 7.4 மற்றும் 8.2 ஆக இருந்தன. எனவே, மொத்த ஊடகத்தில் ஒப்பீட்டளவில் அதிக pH இருப்பதால், P. aeruginosa உயிர்ப்படலத்திற்குக் கீழே, கரிம அமில அரிப்பு இந்த ஆய்வில் ஒரு பங்களிக்கும் காரணியாக இருக்க வாய்ப்பில்லை. 14 நாள் சோதனைக் காலத்தில், உயிரியல் அல்லாத கட்டுப்பாட்டு ஊடகத்தின் pH குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மாறவில்லை (ஆரம்பத்தில் 7.4 இலிருந்து இறுதியில் 7.5 ஆக). அடைகாத்தலுக்குப் பிறகு விதைப்பு ஊடகத்தில் pH அதிகரித்ததற்கு P. aeruginosa-வின் வளர்சிதை மாற்றச் செயல்பாடு காரணமாக இருந்தது, மேலும் சோதனைப் பட்டைகள் இல்லாத நிலையிலும் pH மீது இதே போன்ற விளைவை அது கொண்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது.
படம் 7-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, P. aeruginosa உயிரிப்படலத்தால் ஏற்பட்ட அதிகபட்ச பள்ள ஆழம் 0.69 μm ஆக இருந்தது, இது உயிரற்ற ஊடகத்தின் (0.02 μm) ஆழத்தை விட மிகவும் அதிகமாகும். இது மேலே விவரிக்கப்பட்ட மின்வேதியியல் தரவுகளுடன் ஒத்துப்போகிறது. இந்த 0.69 μm பள்ள ஆழம், அதே நிலைமைகளின் கீழ் 2205 DSS-க்கு அறிவிக்கப்பட்ட 9.5 μm மதிப்பை விட பத்து மடங்குக்கும் அதிகமாகச் சிறியது. இந்தத் தரவுகள், 2205 DSS-ஐ விட 2707 HDSS சிறந்த MIC எதிர்ப்பைக் காட்டுகிறது என்பதை நிரூபிக்கின்றன. இதில் ஆச்சரியப்படுவதற்கு ஒன்றுமில்லை, ஏனெனில் 2707 HDSS அதிக குரோமியம் உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது. தீங்கு விளைவிக்கும் இரண்டாம் நிலை வீழ்படிவுகள் இல்லாத சமநிலையான கட்டமைப்பு காரணமாக, இது நீண்ட கால செயலற்ற தன்மையை வழங்குகிறது. இதனால் P. aeruginosa செயலற்ற தன்மையிலிருந்து விடுபடுவதும், தொடக்கப் புள்ளிகள் மறைந்து போவதும் கடினமாகிறது.
முடிவாக, உயிரற்ற ஊடகத்தில் மிகக் குறைந்த அரிப்புடன் ஒப்பிடும்போது, ​​P. aeruginosa வளர்ப்பு ஊடகத்தில் 2707 HDSS-இன் மேற்பரப்பில் நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு அரிப்பு (MIC pitting) காணப்பட்டது. இந்த ஆய்வு, 2205 DSS-ஐ விட 2707 HDSS சிறந்த நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது, ஆனால் P. aeruginosa உயிரிப்படலத்தின் காரணமாக இது நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு அரிப்பிலிருந்து முழுமையாக விடுபட்டதல்ல. இந்தக் கண்டுபிடிப்புகள், கடல்சார் சூழலுக்குப் பொருத்தமான துருப்பிடிக்காத எஃகுகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கும், அதன் சேவை வாழ்நாளை மதிப்பிடுவதற்கும் உதவுகின்றன.
2707 HDSS-க்கான கூப்பன், சீனாவின் ஷென்யாங்கில் உள்ள வடகிழக்குப் பல்கலைக்கழகத்தின் (NEU) உலோகவியல் பள்ளியால் வழங்கப்படுகிறது. 2707 HDSS-இன் தனிமக் கலவை அட்டவணை 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது NEU-இன் பொருள் பகுப்பாய்வு மற்றும் சோதனைத் துறையால் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. அனைத்து மாதிரிகளும் 1180 °C வெப்பநிலையில் 1 மணி நேரத்திற்கு கரைசல் பதப்படுத்தப்பட்டன. அரிப்பு சோதனைக்கு முன்னர், 1 செ.மீ² மேல்புற வெளிப்படும் பரப்பளவைக் கொண்ட நாணயம் வடிவ 2707 HDSS, சிலிக்கான் கார்பைடு காகிதத்தால் 2000 கிரிட் வரை மெருகூட்டப்பட்டு, மேலும் 0.05 μm Al₂O₃ தூள் கூழ்மத்தால் மெருகூட்டப்பட்டது. பக்கங்களும் அடிப்பகுதியும் மந்தமான வண்ணப்பூச்சு மூலம் பாதுகாக்கப்பட்டுள்ளன. உலர்த்திய பிறகு, மாதிரிகள் கிருமியழிக்கப்பட்ட அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட நீரால் கழுவப்பட்டு, 0.5 மணி நேரத்திற்கு 75% (v/v) எத்தனால் கொண்டு கிருமியழிக்கப்பட்டன. பின்னர் அவை பயன்பாட்டிற்கு முன்னர் 0.5 மணி நேரத்திற்கு புற ஊதா (UV) ஒளியின் கீழ் காற்றில் உலர்த்தப்பட்டன.
கடல்சார் சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா MCCC 1A00099 திரிபு, சீனாவின் சியாமென் கடல்சார் கலாச்சார சேகரிப்பு மையத்திலிருந்து (MCCC) வாங்கப்பட்டது. சூடோமோனாஸ் ஏருஜினோசா, கடல்சார் 2216E திரவ ஊடகத்தைப் (கிங்டாவோ ஹோப் பயோடெக்னாலஜி கோ., லிமிடெட், கிங்டாவோ, சீனா) பயன்படுத்தி, 250 மிலி குடுவைகளிலும் 500 மிலி மின்வேதியியல் கண்ணாடி கலன்களிலும் 37°C வெப்பநிலையில் காற்றில் வளர்க்கப்பட்டது. ஊடகம் (கி/லி): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, 0.08 SrBr2, 0.022 H3BO3, 0.004 NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 பெப்டோன், 1.0 ஈஸ்ட் சாறு மற்றும் 0.1 ஃபெரிக் சிட்ரேட். நுண்ணுயிரேற்றம் செய்வதற்கு முன், 121°C வெப்பநிலையில் 20 நிமிடங்களுக்கு ஆட்டோகிளேவ் செய்யவும். 400X உருப்பெருக்கத்தில் ஒளி நுண்ணோக்கியின் கீழ், ஹீமோசைட்டோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி நிலையான மற்றும் மிதக்கும் செல்களை எண்ணவும். நுண்ணுயிரேற்றம் செய்த உடனேயே மிதக்கும் சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசாவின் ஆரம்ப செல் செறிவு தோராயமாக 106 செல்கள்/மிலி ஆக இருந்தது.
500 மிலி ஊடகக் கொள்ளளவு கொண்ட ஒரு பாரம்பரிய மூன்று-மின்முனை கண்ணாடி கலத்தில் மின்வேதியியல் சோதனைகள் செய்யப்பட்டன. ஒரு பிளாட்டினம் தகடு மற்றும் ஒரு செறிவூட்டப்பட்ட கலோமல் மின்முனை (SCE) ஆகியவை, உப்புப் பாலங்களால் நிரப்பப்பட்ட லக்கின் நுண்குழாய்கள் வழியாக வினைக்கலனுடன் இணைக்கப்பட்டன; இவை முறையே எதிர் மற்றும் குறிப்பு மின்முனைகளாகச் செயல்பட்டன. வேலை செய்யும் மின்முனைகளை உருவாக்க, ஒவ்வொரு மாதிரியிலும் ஒரு ரப்பர் பூசப்பட்ட செப்புக் கம்பி இணைக்கப்பட்டு, எப்பாக்ஸியால் மூடப்பட்டது. இதன் மூலம், வேலை செய்யும் மின்முனைக்காக சுமார் 1 செமீ² வெளிப்பட்ட ஒருபக்க மேற்பரப்பு பகுதி விடப்பட்டது. மின்வேதியியல் அளவீடுகளின் போது, ​​மாதிரிகள் 2216E ஊடகத்தில் வைக்கப்பட்டு, ஒரு நீர்த் தொட்டியில் நிலையான அடைகாப்பு வெப்பநிலையில் (37 °C) பராமரிக்கப்பட்டன. OCP, LPR, EIS மற்றும் மின்னழுத்த இயக்க முனைவாக்கத் தரவுகள், ஒரு ஆட்டோலாப் பொட்டன்ஷியோஸ்டாட்டைப் (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA) பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்டன. LPR சோதனைகள், -5 மற்றும் 5 mV வரம்பில் 0.125 mV s⁻¹ என்ற ஸ்கேன் வீதத்திலும், Eocp மற்றும் 1 என்ற மாதிரி அதிர்வெண்ணிலும் பதிவு செய்யப்பட்டன. நிலையான Eocp நிலையில் 5 mV செலுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தி, 0.01 முதல் 10,000 Hz வரையிலான அதிர்வெண் வரம்பில் ஒரு சைன் அலையுடன் Hz.EIS நிகழ்த்தப்பட்டது. மின்னழுத்த வீச்சுக்கு முன்பு, ஒரு நிலையான தடையற்ற அரிப்பு மின்னழுத்த மதிப்பு எட்டப்படும் வரை மின்முனைகள் திறந்த-சுற்று முறையில் இருந்தன. பின்னர், துருவமுனைப்பு வளைவுகள் -0.2 முதல் 1.5 V வரை Eocp-க்கு எதிராக 0.166 mV/s என்ற ஸ்கேன் விகிதத்தில் இயக்கப்பட்டன. ஒவ்வொரு சோதனையும் P. aeruginosa உடனும் இல்லாமலும் 3 முறை மீண்டும் செய்யப்பட்டது.
உலோகவியல் பகுப்பாய்விற்கான மாதிரிகள், 2000 கிரிட் ஈரமான SiC தாளைக் கொண்டு இயந்திர முறையில் மெருகூட்டப்பட்டன. பின்னர், ஒளியியல் ஆய்விற்காக 0.05 μm Al2O3 தூள் கூழ்மத்தைக் கொண்டு மேலும் மெருகூட்டப்பட்டன. உலோகவியல் பகுப்பாய்வு ஒரு ஒளியியல் நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்பட்டது. மாதிரிகள் 10 wt.% பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு கரைசல் 43 கொண்டு அரிக்கப்பட்டன.
அடைகாத்தலுக்குப் பிறகு, மாதிரிகள் பாஸ்பேட்-தாங்கப்பட்ட உப்புக்கரைசல் (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) கொண்டு 3 முறை கழுவப்பட்டு, பின்னர் உயிரிப்படலங்களை நிலைநிறுத்துவதற்காக 2.5% (v/v) குளுடரால்டிஹைடு கொண்டு 10 மணி நேரம் நிலைநிறுத்தப்பட்டன. அதனைத் தொடர்ந்து, காற்றில் உலர்த்துவதற்கு முன்பு, படிநிலைப்படுத்தப்பட்ட எத்தனால் தொடர் (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% மற்றும் 100% v/v) கொண்டு நீர்நீக்கம் செய்யப்பட்டது. இறுதியாக, SEM ஆய்விற்கான கடத்துத்திறனை வழங்குவதற்காக மாதிரியின் மேற்பரப்பில் ஒரு தங்கப் படலம் பூசப்பட்டது. ஒவ்வொரு மாதிரியின் மேற்பரப்பிலும் மிகவும் நிலையான P. aeruginosa செல்கள் உள்ள இடங்களில் SEM படங்கள் குவிக்கப்பட்டன. வேதியியல் தனிமங்களைக் கண்டறிய EDS பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. குழியின் ஆழத்தை அளவிட ஒரு Zeiss கான்ஃபோகல் லேசர் ஸ்கேனிங் மைக்ரோஸ்கோப் (CLSM) (LSM 710, Zeiss, ஜெர்மனி) பயன்படுத்தப்பட்டது. உயிரிப்படலத்தின் கீழ் உள்ள அரிப்புக் குழிகளைக் கவனிப்பதற்காக, சோதனைத் துண்டு சோதனைப் பொருளின் மேற்பரப்பில் உள்ள அரிப்புப் பொருட்கள் மற்றும் உயிரிப்படலத்தை அகற்றுவதற்காக, முதலில் சீன தேசிய தரநிலை (CNS) GB/T4334.4-2000-இன் படி சுத்தம் செய்யப்பட்டது.
நிலையான நிபந்தனைகளின் கீழ், 0 முதல் 1350 eV வரையிலான பரந்த பிணைப்பு ஆற்றல் வரம்பில், ஒற்றை நிற எக்ஸ்-கதிர் மூலத்தைப் (1500 eV ஆற்றல் மற்றும் 150 W திறன் கொண்ட அலுமினியம் Kα கோடு) பயன்படுத்தி எக்ஸ்-கதிர் ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான் நிறமாலையியல் (XPS, ESCALAB250 மேற்பரப்பு பகுப்பாய்வு அமைப்பு, தெர்மோ VG, அமெரிக்கா) பகுப்பாய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டது. 50 eV கடப்பு ஆற்றல் மற்றும் 0.2 eV படி அளவு ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி உயர்-தெளிவுத்திறன் நிறமாலைகள் பதிவு செய்யப்பட்டன.
அடைகாக்கப்பட்ட மாதிரிகள் அகற்றப்பட்டு, PBS (pH 7.4 ± 0.2) கொண்டு 15 விநாடிகள் 45 மெதுவாக அலசப்பட்டன. மாதிரிகளில் உள்ள உயிர்ப்படலங்களின் பாக்டீரியா உயிர்வாழும் தன்மையைக் கண்டறிய, LIVE/DEAD BacLight பாக்டீரியா உயிர்வாழும் கிட் (Invitrogen, Eugene, OR, USA) பயன்படுத்தி உயிர்ப்படலங்கள் சாயமிடப்பட்டன. இந்த கிட்டில் இரண்டு ஒளிரும் சாயங்கள் உள்ளன: ஒரு பச்சை நிற ஒளிரும் SYTO-9 சாயம் மற்றும் ஒரு சிவப்பு நிற ஒளிரும் புரோபிடியம் அயோடைடு (PI) சாயம். CLSM-இன் கீழ், ஒளிரும் பச்சை மற்றும் சிவப்பு நிறப் புள்ளிகள் முறையே உயிருள்ள மற்றும் இறந்த செல்களைக் குறிக்கின்றன. சாயமிடுவதற்காக, 3 μl SYTO-9 மற்றும் 3 μl PI கரைசல் கொண்ட 1 ml கலவையானது, அறை வெப்பநிலையில் (23 °C) இருட்டில் 20 நிமிடங்கள் அடைகாக்கப்பட்டது. அதன் பிறகு, சாயமிடப்பட்ட மாதிரிகள் ஒரு Nikon CLSM இயந்திரத்தைப் (C2 Plus, Nikon, Japan) பயன்படுத்தி இரண்டு அலைநீளங்களில் (உயிருள்ள செல்களுக்கு 488 nm மற்றும் இறந்த செல்களுக்கு 559 nm) உற்றுநோக்கப்பட்டன. உயிர்ப்படலத்தின் தடிமன் முப்பரிமாண ஸ்கேனிங் முறையில் அளவிடப்பட்டது.
இந்தக் கட்டுரையை மேற்கோள் காட்டுவது எப்படி: லி, எச். மற்றும் பலர். கடல்சார் சூடோமோனாஸ் ஏருகினோசா உயிர்ப்படலத்தால் 2707 சூப்பர் டூப்ளக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகின் நுண்ணுயிர் அரிப்பு. சயின்ஸ்.ரெப். 6, 20190; டோய்: 10.1038/srep20190 (2016).
ஸனோட்டோ, எஃப்., க்ராஸ்ஸி, வி., பால்போ, ஏ., மான்டிசெல்லி, சி. & ஸுச்சி, எஃப். தயோசல்ஃபேட் முன்னிலையில் குளோரைடு கரைசலில் LDX 2101 டூப்ளக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகின் அழுத்த அரிப்பு விரிசல். coros.science.80, 205–212 (2014).
கிம், எஸ்.டி., ஜாங், எஸ்.எச்., லீ, ஐ.எஸ். & பார்க், ஒய்.எஸ். சூப்பர் டூப்ளக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகு பற்றவைப்புகளின் குழி அரிப்பு எதிர்ப்பின் மீது கரைசல் வெப்ப சிகிச்சை மற்றும் பாதுகாப்பு வாயுவில் உள்ள நைட்ரஜனின் விளைவு. coros.science.53, 1939–1947 (2011).
ஷி, எக்ஸ்., அவ்சி, ஆர்., கெய்சர், எம். & லெவாண்டோவ்ஸ்கி, இசட். 316L துருப்பிடிக்காத எஃகில் நுண்ணுயிரி மற்றும் மின்வேதியியல் தூண்டப்பட்ட குழி அரிமானத்தின் ஒப்பீட்டு வேதியியல் ஆய்வு. coros.science.45, 2577–2595 (2003).
லுவோ, எச்., டோங், சி.எஃப்., லி, எக்ஸ்.ஜி. & சியாவோ, கே. குளோரைடு முன்னிலையில் வெவ்வேறு pH கொண்ட காரக் கரைசல்களில் 2205 டூப்ளக்ஸ் துருப்பிடிக்காத எஃகின் மின்வேதியியல் நடத்தை. எலக்ட்ரோகிம்.ஜர்னல்.64, 211–220 (2012).
லிட்டில், பி.ஜே., லீ, ஜே.எஸ். & ரே, ஆர்.ஐ. அரிமானத்தின் மீது கடல்சார் உயிரிப்படலங்களின் விளைவு: ஒரு சுருக்கமான ஆய்வு. எலக்ட்ரோகிம். ஜர்னல். 54, 2-7 (2008).