Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Ulanylýan brauzer wersiýaňyzyň çäkli CSS goldawy bar.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript bolmazdan hödürläris.
Bir wagtyň özünde üç slaýd görkezýän karusel.Bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin Öňki we Indiki düwmelerini ulanyň ýa-da bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin slaýder düwmelerini ulanyň.
Recentlyakynda emeli suw nanostrukturalaryny (EWNS) ulanyp, nanotehnologiýa esaslanýan himiki erkin mikroblara garşy platforma döredildi.EWNS-de ýokary zarýad bar we iýmit bilen baglanyşykly patogenleri goşmak bilen birnäçe mikroorganizmler bilen täsirleşip we hereketsizleşip bilýän reaktiw kislorod görnüşleri (ROS) bilen doýýar.Bu ýerde sintez döwründe häsiýetleriniň inçe düzülip, ​​antibakterial potensialyny has-da ýokarlandyrmak üçin optimallaşdyrylyp bilinjekdigi görkezilýär.EWNS laboratoriýa platformasy sintez parametrlerini üýtgedip EWNS-iň häsiýetlerini gowy düzmek üçin döredildi.Döwrebap seljeriş usullaryny ulanyp, EWNS häsiýetlerini häsiýetlendirmek (zarýad, ululyk we ROS mazmuny).Mundan başga-da, Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria bigünä, Mikobacterium paraaccidentum we Saccharomyces serevisiae ýaly iýmit bilen iýmitlenýän mikroorganizmlere garşy mikroblary hereketsizleşdirmek potensialyna baha berildi.Bu ýerde hödürlenen netijeler, EWNS-iň häsiýetleriniň sintez wagtynda gowy düzülip bilinjekdigini, netijede hereketsizligiň netijeliliginiň ýokarlanýandygyny görkezýär.Hususan-da, ýerüsti zarýad dört faktor köpeldi we reaktiw kislorod görnüşleri köpeldi.Mikroblary aýyrmagyň derejesi mikroblara baglydy we 40,000 # / cc EWNS aerozol dozasyna 45 minutlyk täsir edenden soň 1,0 bilen 3,8 log aralygynda üýtgeýärdi.
Mikroblaryň hapalanmagy, patogenleriň ýa-da olaryň toksinleriniň iýmitlenmegi bilen iýmit bilen baglanyşykly keseliň esasy sebäbidir.Diňe Amerikanyň Birleşen Ştatlarynda iýmit bilen baglanyşykly kesel takmynan 76 million keseliň döremegine, 325,000 hassahana kabul edilmegine we 5000 adamyň ölümine sebäp bolýar1.Mundan başga-da, Amerikanyň Birleşen Ştatlarynyň Oba hojalygy ministrligi (USDA) täze önümleriň sarp edilmeginiň ABŞ-da iýmit bilen baglanyşykly keselleriň 48% -ine jogapkärdigini çaklaýar2.ABŞ-da iýmit bilen baglanyşykly patogenler sebäpli döreýän keselleriň we ölümiň bahasy gaty ýokary, Kesellere gözegçilik we öňüni alyş merkezleri (CDC) ýylda 15,6 milliard ABŞ dollaryndan gowrak diýip çaklaýar.
Häzirki wagtda azyk howpsuzlygyny üpjün etmek üçin himiki4, radiasiýa5 we termiki6 mikroblara garşy çäreler, esasan, önümçilik zynjyry boýunça (adatça hasyl ýygnalandan soň we / ýa-da gaplanylanda) çäkli möhüm gözegçilik nokatlarynda (CCP) amala aşyrylýar.şeýlelik bilen, hapalanmaga ýykgyn edýärler.7. Iýmit bilen baglanyşykly kesellere we iýmitiň zaýalanmagyna has gowy gözegçilik etmek, mikroblara garşy çäreleri talap edýär, bu daşky gurşawa ýetirýän täsiri we çykdajylary azaltmak bilen fermada stoluň dowamynda dowam edip biler.
Recentlyakynda emeli suw nanostrukturalaryny (EWNS) ulanyp, ýerüsti we howadaky bakteriýalary hereketsizleşdirip bilýän himiki, nanotehnologiýa esasly mikroblara garşy platforma döredildi.EWNS iki sany parallel prosesi, elektrospraý we suw ionlaşdyrmasy arkaly sintez edildi (1a surat).Öňki gözlegler, EWNS-iň özboluşly fiziki we biologiki aýratynlyklarynyň bardygyny görkezdi8,9,10.EWNS gurluşy üçin ortaça 10 elektron we ortaça nanoskale ululygy 25 nm (1b surat, c) 8,9,10.Mundan başga-da, elektron aýlaw rezonansy (ESR) EWNS-de esasan gidroksil (OH •) we superoksid (O2-) radikallarynyň köp mukdarda reaktiw kislorod görnüşleriniň (ROS) bardygyny görkezdi (1-nji surat) 8.EVNS uzak wagtlap howada bolup, howada saklanan we ýer ýüzünde bar bolan mikroorganizmler bilen çaknyşyp, ROS ýüküni ýetirip, mikroorganizmleriň hereketsiz bolmagyna sebäp bolup biler (1-nji surat).Bu irki gözlegler, EWNS-iň mikobakteriýalary goşmak bilen dürli gram-negatiw we gram-pozitiw bakteriýalar bilen ýüzlerde we howada täsir edip we hereketsiz edip biljekdigini görkezdi.Geçiriş elektron mikroskopiýasy hereketsizligiň öýjük membranasynyň bozulmagy sebäpli ýüze çykandygyny görkezdi.Mundan başga-da, ýiti dem alyş barlaglary EWNS-iň köp dozasynyň öýkeniň zeperlenmegine ýa-da çişmegine sebäp bolmaýandygyny görkezdi.
(a) Elektrospraý suwuk we hasaplaýjy elektrody öz içine alýan kapilýar turbanyň arasynda ýokary naprýa .eniýe ulanylanda ýüze çykýar.(b) pressureokary basyşyň ulanylmagy iki dürli hadysa getirýär: (i) suwuň elektrospraýy we (ii) EWNS-de galan reaktiw kislorod görnüşleriniň (ionlarynyň) emele gelmegi.(c) EWNS-iň üýtgeşik gurluşy.d) Nanoskale häsiýeti sebäpli EWNS ýokary ykjam we howa arkaly ýüze çykýan patogenler bilen täsirleşip bilýär.
EWNS mikroblara garşy platformasynyň täze iýmitiň üstünde iýmitlenýän mikroorganizmleri hereketsizleşdirmek ukyby hem görkezildi.Şeýle hem, EWNS-iň üstki zarýadynyň elektrik meýdany bilen bilelikde maksatly eltilmegine ýetmek üçin ulanylyp bilinjekdigi görkezildi.Mundan başga-da, takmynan 50,000 # / cm3 EWNS-de 90 minutlyk täsirden soň organiki pomidor üçin deslapky netijeler, E. coli we Listeria 11 ýaly iýmit bilen iýmitlenýän dürli mikroorganizmler bilen gyzyklandy.Mundan başga-da, deslapky organoleptiki synaglar pomidor bilen deňeşdirilende hiç hili duýgur täsirini görkezmedi.Bu başlangyç hereketsiz netijeler, iň pes EWNS dozalarynda 50,000 # / cc iýmit howpsuzlygy programmalary üçin höweslendiriji bolsa-da.seret, has ýokary inaktiwasiýa potensialynyň ýokaşma we zaýalanmak howpuny hasam azaltmak üçin has peýdaly boljakdygy aýdyňdyr.
Bu ýerde, gözlegimizi sintez parametrlerini gowy sazlamaga we antibakterial potensialyny ýokarlandyrmak üçin EWNS-iň fiziki-himiki aýratynlyklaryny optimizirlemäge mümkinçilik berýän EWNS nesil platformasyny ösdürmäge gönükdireris.Hususan-da, optimizasiýa olaryň üstki zarýadyny ýokarlandyrmaga (maksatly gowşuryşy gowulandyrmaga) we ROS mazmunyny (hereketsizligiň netijeliligini ýokarlandyrmaga) gönükdirdi.Döwrebap seljeriş usullaryny ulanyp, optimallaşdyrylan fiziki-himiki häsiýetleri (ululygy, zarýady we ROS mazmuny) häsiýetlendiriň we E. ýaly umumy iýmit mikroorganizmlerini ulanyň.
EVNS bir wagtyň özünde elektrospraý we ýokary arassa suwuň ionlaşmagy bilen sintez edildi (18 MΩ sm - 1).Elektrik nebulizator 12, adatça suwuklyklary atomlaşdyrmak we polimer we keramiki bölejikleri 13 we gözegçilik edilýän ululykdaky süýümleri sintez etmek üçin ulanylýar.
Öňki neşirlerde 8, 9, 10, 11-de beýan edilişi ýaly adaty bir synagda demir kapilýar bilen toprakly hasaplaýjy elektrodyň arasynda ýokary naprýa .eniýe ulanyldy.Bu amalyň dowamynda iki dürli hadysa ýüze çykýar: i) elektrospraý we ii) suw ionlaşmagy.Iki elektrodyň arasyndaky güýçli elektrik meýdany, kondensirlenen suwuň üstünde otrisatel zarýadlaryň döremegine sebäp bolýar we Teýlor konuslarynyň emele gelmegine sebäp bolýar.Netijede, Reýli teoriýasyndaky ýaly kiçijik bölejiklere bölünmegini dowam etdirýän ýokary zarýadly suw damjalary emele gelýär16.Şol bir wagtyň özünde güýçli elektrik meýdanlary käbir suw molekulalarynyň bölünmegine we elektronlaryň (ionlaşmagyna) sebäp bolýar, bu bolsa köp mukdarda reaktiw kislorod görnüşleriniň (ROS) emele gelmegine sebäp bolýar.Şol bir wagtyň özünde döredilen ROS18 EWNS-de jemlendi (1-nji surat).
Injirde.2a, bu işde EWNS sintezinde işlenip düzülen we ulanylýan EWNS nesil ulgamyny görkezýär.Closedapyk çüýşede saklanýan arassalanan suw, Teflon turbasynyň (içki diametri 2 mm) 30G poslamaýan polat iňňesine (metal kapilýar) iýmitlendi.Suwuň akymy, 2b suratda görkezilişi ýaly, çüýşäniň içindäki howa basyşy bilen dolandyrylýar.Iňňe Teflon konsolyna oturdyldy we hasaplaýjy elektroddan belli bir aralykda el bilen sazlanyp bilner.Hasap elektrody, nusga almak üçin merkezinde deşikli ýalpyldawuk alýumin diskdir.Hasap elektrodynyň aşagynda synag synagynyň galan bölegine nusga porty arkaly birikdirilen alýumin nusga alma huni bar (2-nji surat).Nusga işleýşini bozup bilýän zarýad gurmakdan gaça durmak üçin, nusga alýan komponentleriň hemmesi elektrik bilen ýerleşdirilýär.
(a) Ineredenerli suw nanostrukturasyny öndürmek ulgamy (EWNS).(b) Iň möhüm parametrleri görkezýän nusganyň we elektrospraýyň kesişmesi.(c) Bakteriýalary hereketsizleşdirmek üçin synag synag.
Aboveokarda beýan edilen EWNS nesil ulgamy, EWNS häsiýetlerini gowy sazlamagy aňsatlaşdyrmak üçin esasy iş parametrlerini üýtgetmäge ukyply.EWNS aýratynlyklaryny gowy sazlamak üçin ulanylýan naprýa .eniýäni (V), iňňe bilen hasaplaýjy elektrodyň (L) we kapilýar arkaly suw akymynyň (φ) sazlaň.Dürli kombinasiýalary aňlatmak üçin ulanylýan nyşan: [V (kV), L (sm)].Belli bir toplumyň durnukly Teýlor konusyny almak üçin suw akymyny sazlaň [V, L].Bu gözlegiň maksady üçin, hasaplaýjy elektrodyň (D) dykyzlyk diametri 0,5 dýuýmda (1,29 sm) saklandy.
Çäklendirilen geometriýa we assimetriýa sebäpli elektrik meýdanynyň güýjüni ilkinji ýörelgelerden hasaplap bolmaýar.Munuň ýerine elektrik meýdançasyny hasaplamak üçin “QuickField ™” programma üpjünçiligi (Svendborg, Daniýa) 19 ulanyldy.Elektrik meýdany birmeňzeş däl, şonuň üçin kapilýaryň ujundaky elektrik meýdanynyň bahasy dürli konfigurasiýalar üçin salgylanma bahasy hökmünde ulanyldy.
Gözlegiň dowamynda, Taýlor konusynyň emele gelmegi, Teýlor konusynyň durnuklylygy, EWNS önümçiliginiň durnuklylygy we köpelmegi nukdaýnazaryndan iňňe bilen hasaplaýjy elektrodyň arasyndaky naprýatageeniýe we aralyk birnäçe kombinasiýa baha berildi.Goşmaça tablisa S1-de dürli kombinasiýalar görkezilýär.
EWNS öndürmek ulgamynyň çykyşy, bölejikleriň sanynyň konsentrasiýasyny ölçemek üçin gönüden-göni skaner hereketli bölejik ölçeg analizatoryna (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN), şeýle hem Aerosol Faraday elektrometrine (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN) birikdirildi.) aerozol akymlary üçin öňki neşirimizde beýan edilişi ýaly ölçeldi.SMPS hem, aerozol elektrometri hem 0,5 L / min akym tizliginde nusga aldylar (umumy nusga akymy 1 L / min).Bölejikleriň sany we aerozol akymy 120 sekuntda ölçenildi.Ölçeg 30 gezek gaýtalanýar.Häzirki ölçeglere esaslanyp, umumy aerozol zarýady hasaplanýar we saýlanan EWNS bölejikleriniň umumy sany üçin ortaça EWNS zarýady hasaplanýar.EWNS-iň ortaça bahasy deňleme (1) ulanyp hasaplanyp bilner:
bu ýerde IEl ölçenen tok, NSMPS SMPS bilen ölçelýän sanly konsentrasiýa, φEl bolsa her elektrometrde akym tizligi.
Deňeşdirilen çyglylyk (RH) ýerüsti zarýadlara täsir edýändigi sebäpli, temperatura we (RH) degişlilikde 21 ° C we 45% derejesinde saklandy.
EWNS-iň ululygyny we ömrüni ölçemek üçin atom güýji mikroskopiýasy (AFM), Gaçybatalga MFP-3D (Gaçybatalga gözlegleri, Santa Barbara, CA) we AC260T zondy (Olimp, Tokio, Japanaponiýa) ulanyldy.AFM skaner ýygylygy 1 Hz, skaner meýdany 5 μm × 5 μm, 256 skaner çyzgysydy.Imageshli suratlar, gaçybatalga programma üpjünçiligini (maska ​​aralygy 100 nm, agşam 100-e çenli) ulanyp, 1-nji tertipdäki şekil deňleşdirmesine sezewar edildi.
Synag huni aýryldy we mika üstü bölejikleriň aglomerasiýasyndan we mika ýüzünde tertipsiz damjalaryň emele gelmezligi üçin ortaça 120 s aralykda hasaplaýjy elektroddan 2,0 sm uzaklykda ýerleşdirildi.EWNS täze kesilen mikanyň üstüne göni sepildi (Ted Pella, Redding, CA).AFM dökülenden soň derrew mika ýüzüniň şekili.Täze kesilen kodlanmadyk mikanyň ýüzüniň kontakt burçy 0 ° -a ýakyn, şonuň üçin EVNS mika ýüzünde gümmez görnüşinde paýlanýar.Düzülýän damjalaryň diametri (a) we beýikligi (h) göni AFM topografiýasyndan ölçeldi we ozal tassyklanan usulymyzy ulanyp EWNS gümmezli diffuziýa sesini hasaplamak üçin ulanyldy.Bortdaky EWNS-iň birmeňzeş göwrümi bar diýsek, ekwiwalent diametri deňleme (2) ulanyp hasaplap bolar:
Öň işlenip düzülen usulymyza esaslanyp, EWNS-de gysga ömürli radikal araçylaryň bardygyny anyklamak üçin elektron aýlaw rezonansy (ESR) aýlaw duzagy ulanyldy.Aerosollar DEPMPO (5- (dietoksifosforil) -5-metil-1-pirrolin-N-oksid) (Oxis International Inc.) 235 mM erginini öz içine alýan 650 μm Midget sparger (Ace Glass, Vineland, NJ) arkaly köpürjiklendi.Portland, Oregon).Rhli ESR ölçegleri Bruker EMX spektrometri (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, ABŞ) we tekiz panel öýjügi arkaly geçirildi.Maglumatlary ýygnamak we derňemek üçin “Acquisit” programma üpjünçiligi (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, ABŞ) ulanyldy.ROS-yň aýratynlyklaryny kesgitlemek diňe iş şertleriniň toplumy üçin geçirildi [-6.5 kV, 4.0 sm].EWNS konsentrasiýalary, täsir edijide EWNS ýitgilerini hasaba alandan soň SMPS ulanyp ölçenildi.
Ozonyň derejesi 205 Dual Beam Ozone Monitor ™ (2B Technologies, Boulder, Co) 8,9,10 ulanylyp gözegçilik edildi.
EWNS-iň ähli häsiýetleri üçin ortaça baha ölçeg bahasy hökmünde, adaty gyşarmak bolsa ölçeg ýalňyşlygy hökmünde ulanylýar.Optimallaşdyrylan EWNS atributlarynyň bahalaryny EWNS-iň degişli bahalary bilen deňeşdirmek üçin T-synaglar geçirildi.
2c-nji suratda EWNS-ni maksatly eltip bermek üçin ulanyp boljak ozal işlenip düzülen we häsiýetlendirilen elektrostatik ýagyş (EPES) “çekmek” ulgamy görkezilýär.EPES güýçli elektrik meýdanynyň täsiri astynda nyşanyň ýüzüne göni “ugrukdyrylyp” bilinýän EVNS zarýadlaryny ulanýar.EPES ulgamynyň jikme-jiklikleri Pyrgiotakis we başg.11.Şeýlelik bilen, EPES örtülen uçlary bolan 3D çap edilen PVC kamerasyndan ybarat bolup, merkezde 15,24 sm aralykda iki sany paralel poslamaýan polatdan (304 poslamaýan polatdan, aýna bilen örtülen) demir plitalardan ybarat.Tagtalar daşarky ýokary woltly çeşmä (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY) birikdirildi, aşaky plastinka elmydama polo positiveitel naprýa .eniýa bilen, ýokarky plastinka bolsa hemişe ýere (ýüzýän ýer) birikdirildi.Kameranyň diwarlary bölejikleriň ýitmeginiň öňüni almak üçin elektrik bilen ýerleşdirilen alýumin folga bilen örtülendir.Otagda ýokary woltly päsgelçilik bolmazlygy üçin synag ýüzlerini plastmassa stendlerine ýerleşdirmäge mümkinçilik berýän möhürlenen öň ýükleýji gapy bar.
EWNS-iň EPES-de goýulmagy netijeliligi, S111 goşmaça suratda jikme-jik görkezilen ozal işlenip düzülen protokola laýyklykda hasaplandy.
Dolandyryş kamerasy hökmünde EPW ulgamyna ikinji silindr akym kamerasy birleşdirildi, EWNS-i aýyrmak üçin aralyk HEPA süzgüji ulanyldy.2c-nji suratda görkezilişi ýaly, EWNS aerozoly iki sany otagdan soruldy.Dolandyryş otagy bilen EPES arasyndaky süzgüç, şol bir temperatura (T), çyglylyk (RH) we ozon derejesine sebäp bolan galan EWNS-leri aýyrýar.
Iýmit bilen iýmitlenýän möhüm mikroorganizmler, E. coli (ATCC # 27325), fekal görkeziji, Salmonella enterika (ATCC # 53647), iýmit bilen baglanyşykly patogen, Listeria zyýansyz (ATCC # 33090), patogen Listeria monositogenleri, ATCC (Manassas, ACC) üçin täze iýmitleri hapalaýan tapyldy. hamyrmaýa we has çydamly hereketsiz bakteriýa, Mikobakteriýa paralucky (ATCC # 19686).
Organicerli bazaryňyzdan tötänleýin guty organiki üzüm pomidorlaryny satyn alyň we ulanylýança (3 güne çenli) 4 ° C sowadyň.Synag pomidorlarynyň hemmesi birmeňzeş ululykda, diametri takmynan 1/2 dýuým.
Medeniýet, sanjym, täsir etmek we koloniýa sanama teswirnamalary öňki neşirimizde jikme-jik we Goşmaça maglumatlarda jikme-jik görkezilýär.EWNS-iň täsirliligi, sanjym edilen pomidorlary 40,000 # / cm3-e 45 minutlap täsir etmek arkaly baha berildi.Gysgaça, diri galan mikroorganizmlere baha bermek üçin üç pomidor t = 0 min.Üç pomidor EPES-e ýerleşdirildi we 40,000 # / cc (EWNS pomidor) EWNS-e sezewar edildi, galan üçüsi gözegçilik kamerasyna (gözegçilik pomidorlary) ýerleşdirildi.Iki toparda pomidor goşmaça gaýtadan işlenmedi.EWNS täsir edýän pomidor we gözegçilik pomidorlary EWNS-iň täsirine baha bermek üçin 45 minutdan soň aýryldy.
Her synag üç nusgada geçirildi.Maglumatlaryň derňewi Goşmaça maglumatlarda beýan edilen teswirnama laýyklykda geçirildi.
Işlemeýän mehanizmler, açyk EWNS nusgalarynyň çökündileri (40,000 # / cm3 EWNS aerozol konsentrasiýasynda 45 minut) we zyýansyz bakteriýalaryň E. coli, Salmonella enterica we Lactobacillus bilen şöhlelenmedik nusgalary bilen bahalandyryldy.Bölejikler 2,5% glutaraldegidde, 1,25% paraformaldegidde we 0,1 M natriý kakaodil buferinde (pH 7.4) 0,03% pikrik kislotasynda otag temperaturasynda 2 sagatlap kesgitlenildi.Hinguwlandan soň, 1% osmium tetroksid (OsO4) /1.5% kaliý ferrosýanid (KFeCN6) bilen 2 sagatlap düzüň, 3 gezek suwda ýuwuň we 1% uranil asetatda 1 sagatlap inkubasiýa ediň, soňra iki gezek suwda ýuwuň, 50%, 70%, 90%, 100% alkogolda 10 minutda suwsuzlandyryň.Soňra nusgalar propilen oksidine 1 sagat goýuldy we propilen oksidiniň we TAAP Eponyň 1: 1 garyndysy bilen emdirildi (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).Nusgalar TAAB Epon-a ýerleşdirildi we 60 ° C-de 48 sagatlap polimerleşdirildi.Bejerilen granular rezin, AMT 2k CCD kamerasy bilen enjamlaşdyrylan (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massaçusets, ABŞ) adaty elektron mikroskop JEOL 1200EX (JEOL, Tokio, Japanaponiýa) arkaly kesildi we şekillendirildi.
Synaglaryň hemmesi üçlükde geçirildi.Her gezek nokat üçin bakterial ýuwmalar üçlüge ekildi, netijede her nokatda jemi dokuz maglumat nokady bolup, ortaça şol mikroorganizm üçin bakteriýa konsentrasiýasy hökmünde ulanyldy.Ölçeg ýalňyşlygy hökmünde adaty gyşarmak ulanyldy.Pointshli ballar hasaplanýar.
Bakteriýalaryň konsentrasiýasynyň t = 0 min bilen deňeşdirilende peselmeginiň logarifmi aşakdaky formula bilen hasaplandy:
bu ýerde C0 gözegçilik nusgasyndaky bakteriýalaryň konsentrasiýasy 0 (ýagny, ýer guradylandan soň, ýöne kamera ýerleşdirilmezden) we Cn n minutlyk täsirden soň ýerdäki bakteriýalaryň konsentrasiýasydyr.
45 minutlyk täsir wagtynda bakteriýalaryň tebigy zaýalanmagyny hasaba almak üçin, 45 minutdan soň gözegçilik bilen deňeşdirilende gündeligiň azalmagy hem aşakdaky ýaly hasaplandy:
bu ýerde Cn gözegçilik nusgasyndaky bakteriýalaryň konsentrasiýasy, Cn-Control bolsa n wagtynda gözegçilik bakteriýalarynyň konsentrasiýasydyr.Maglumat gözegçilik bilen deňeşdirilende gündeligi azaltmak hökmünde görkezilýär (EWNS täsiri ýok).
Gözlegiň dowamynda, Taýlor konusynyň emele gelmegi, Teýlor konusynyň durnuklylygy, EWNS önümçiliginiň durnuklylygy we köpelmegi nukdaýnazaryndan iňňe bilen hasaplaýjy elektrodyň arasyndaky naprýatageeniýe we aralyk birnäçe kombinasiýa baha berildi.Goşmaça tablisa S1-de dürli kombinasiýalar görkezilýär.Giňişleýin öwrenmek üçin durnukly we köpelip bilýän häsiýetleri görkezýän iki ýagdaý (Teýlor konusy, EWNS nesli we wagtyň geçmegi bilen durnuklylyk) saýlandy.Injirde.3-nji suratda iki ýagdaýda-da ROS-yň zarýady, göwrümi we mazmuny görkezilýär.Netijeler 1-nji tablisada hem görkezilýär. Salgylanmak üçin 3-nji surat we 1-nji tablisa ozal sintezlenmedik EWNS8, 9, 10, 11 (esasy-EWNS) häsiýetlerini öz içine alýar.Iki guýrukly synagdan peýdalanyp, statistik ähmiýetli hasaplamalar S2 goşmaça tablisada gaýtadan neşir edildi.Mundan başga-da, goşmaça maglumatlar hasaplaýjy elektrodyň nusga alýan deşik diametriniň (D) we ýer elektrodynyň we ujunyň (L) arasyndaky aralygy öwrenmegi öz içine alýar (S2 we S3 goşmaça suratlar).
(ac) AFM bilen ölçelýän ululyk paýlanyşy.(df) faceerüsti zarýad häsiýetli.(g) EPR-iň ROS häsiýetnamasy.
Aboveokardaky şertleriň hemmesi üçin ölçenen ionlaşdyrma tokynyň 2 bilen 6 μA aralygynda we -3,8 bilen -6.5 kW aralygyndaky naprýa .eniýede bolandygyny bellemek möhümdir, netijede bu ýeke EWNS nesil aragatnaşyk moduly üçin 50 mWt az sarp edilýär.EWNS ýokary basyşda sintez edilse-de, ozonyň derejesi gaty pesdi, hiç haçan 60 pb-den geçmedi.
Goşmaça surat S4 degişlilikde [-6.5 kV, 4.0 sm] we [-3,8 kV, 0,5 sm] ssenariýalary üçin simulirlenen elektrik meýdanlaryny görkezýär.[-6.5 kV, 4.0 sm] we [-3,8 kV, 0,5 sm] ssenariýalar üçin meýdan hasaplamalary degişlilikde 2 × 105 V / m we 4,7 × 105 V / m.Bu garaşylýar, sebäbi ikinji ýagdaýda naprýa -eniýe aralygy has ýokary.
Injirde.3a, b AFM8 bilen ölçenen EWNS diametrini görkezýär.Hasaplanan ortaça EWNS diametri degişlilikde [-6.5 kV, 4.0 sm] we [-3,8 kV, 0,5 sm] shemalary üçin 27 nm we 19 nm boldy.[-6.5 kW, 4.0 sm] we [-3,8 kV, 0,5 sm] ssenariýalar üçin paýlamalaryň geometrik standart gyşarmalary degişlilikde 1,41 we 1,45 bolup, dar ululygyň paýlanyşyny görkezýär.Orta ululygy we geometrik standart gyşarmasy, degişlilikde 25 nm we 1.41 derejesinde EWNS-iň esasy derejesine gaty ýakyn.Injirde.3c, şol bir şertlerde şol bir usul bilen ölçenen esasy EWNS-iň ululygynyň paýlanyşyny görkezýär.
Injirde.3d, e zarýad häsiýetnamasynyň netijelerini görkezýär.Maglumatlar konsentrasiýa (# / cm3) we tok (I) bir wagtyň özünde 30 ölçegdir.Derňew, EWNS-de ortaça zarýadyň degişlilikde [-6.5 kV, 4.0 sm] we [-3,8 kV, 0,5 sm] üçin 22 ± 6 e- we 44 ± 6 e- bolandygyny görkezýär.Esasy EWNS (10 ± 2 e-) bilen deňeşdirilende ep-esli ýokary zarýad bar, [-6.5 kV, 4.0 sm] ssenariýadan iki esse we [-3 .8 kV, 0,5 sm] dört esse uly.3f suratda zarýad görkezilýär.Baseline-EWNS üçin maglumatlar.
EWNS belgisiniň konsentrasiýa kartalaryndan (S5 we S6 goşmaça suratlar), [-6.5 kW, 4.0 sm] ssenariýasynyň [-3,8 kV, 0,5 sm] ssenariýinden ep-esli bölejikleriň bardygyny görmek bolýar.EWNS san konsentrasiýasynyň 4 sagada çenli (S5 we S6 goşmaça suratlar) gözegçilik edilendigini hem bellemelidiris, bu ýerde EWNS nesil durnuklylygy iki ýagdaýda-da bölejik sanlarynyň konsentrasiýasynyň deň derejesini görkezýär.
Injirde.3g optimallaşdyrylan EWNS dolandyryş (fon) [-6.5 kV, 4.0 sm] aýrylandan soň EPR spektrini görkezýär.ROS spektri öň neşir edilen eserde Baseline-EWNS ssenariýasy bilen deňeşdirildi.Aýlaw duzaklary bilen reaksiýa berýän EWNS sany, öň neşir edilen Baseline-EWNS8 bilen meňzeş 7.5 × 104 EWNS / s hasaplandy.EPR spektri, R2-iň iki görnüşiniň bardygyny aç-açan görkezdi, O2 agdyklyk edýän görnüşler we OH • az.Mundan başga-da, iň ýokary intensiwligi gönüden-göni deňeşdirmek, optimallaşdyrylan EWNS-iň esasy EWNS bilen deňeşdirilende ROS mazmunynyň ep-esli ýokarydygyny görkezdi.
Injirde.4 EPES-de EWNS-iň çökdüriliş netijeliligini görkezýär.Maglumatlar I tablisada jemlenendir we asyl EWNS maglumatlary bilen deňeşdirilýär.EUNS-iň iki hadysasy üçin, 3.0 kV pes naprýa .eniýede 100% töweregi.Adatça, ýerüsti zarýadyň üýtgemegine garamazdan 100% çökdürmek üçin 3.0 kV ýeterlikdir.Şol şertlerde, Baseline-EWNS-iň çökdüriliş netijeliligi, pes zarýady sebäpli (EWNS üçin ortaça 10 elektron) bary-ýogy 56% boldy.
Injirde.5 we tablisada.2, optimal re modeimde 45 minutlap takmynan 40,000 # / cm3 EWNS täsir edenden soň, pomidoryň üstünde sanjym edilen mikroorganizmleriň hereketsiz bahasyny jemleýär [-6.5 kV, 4.0 sm].Sanjym edilen E. coli we Lactobacillus bigünä, 45 minutlyk täsir wagtynda 3,8 gündeligiň ep-esli azalandygyny görkezdi.Şol şertlerde S. enterica 2,2 log peseldi, S. cerevisiae we M. parafortutum 1,0 log peseldi.
Elektron mikrograflar (6-njy surat), EWNS-iň zyýansyz Escherichia coli, Streptococcus we Lactobacillus öýjüklerine täsir etmegine sebäp bolýan fiziki üýtgemeleri görkezýär.Dolandyryş bakteriýalarynyň öýjük membranalary bardy, täsir eden bakteriýalar daşky membranalara zeper ýetirdi.
Dolandyryşyň we ýüze çykarylan bakteriýalaryň elektron mikroskopiki şekillendirişi membrananyň zeperlenmesini ýüze çykardy.
Optimallaşdyrylan EWNS-iň fiziki-himiki aýratynlyklary baradaky maglumatlar, EWNS-iň häsiýetleriniň (ýerüsti zarýad we ROS mazmuny) öň neşir edilen EWNS esasy maglumatlary8,9,10,11 bilen deňeşdirilende ep-esli gowulaşandygyny görkezýär.Beýleki tarapdan, ululyklary nanometr aralygynda galyp, öň habar berlen netijelere gaty meňzeýär we uzak wagtlap howada galmaga mümkinçilik berýär.Syn edilen polidispersiýa, EWNS-iň ululygyny, Reýli effektiniň tötänleýinligini we potensial birleşmegi kesgitleýän ýerüsti zarýad üýtgemeleri bilen düşündirilip bilner.Şeýle-de bolsa, Nielsen we başg.22, ýokary ýerüsti zarýad, suwuň düşmeginiň ýerüsti energiýasyny / dartyş güýjüni netijeli ýokarlandyrmak arkaly bugarmagy azaldýar.Öňki neşirimizde8 bu teoriýa 22 we EWNS mikrodropletler üçin synag arkaly tassyklandy.Iş wagtyndan artyk zarýadyň ýitmegi ululyga täsir edip, gözegçilik edilýän ululygyň paýlanmagyna goşant goşup biler.