Nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт.Сез кулланган браузер версиясенең CSS ярдәме чикләнгән.Иң яхшы тәҗрибә өчен без яңартылган браузерны кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'та туры килү режимын сүндерегез).Шул ук вакытта, дәвамлы ярдәмне тәэмин итү өчен, без сайтны стильләр һәм JavaScriptсыз күрсәтәчәкбез.
Берьюлы өч слайд күрсәтүче карусель.Алдагы һәм Киләсе төймәләрне берьюлы өч слайд аша күчерү өчен кулланыгыз, яки ахырда слайдер төймәләрен берьюлы өч слайд аша күчерегез.
Күптән түгел ясалма су наноструктураларын (EWNS) кулланып нанотехнологиягә нигезләнгән химиксыз антимикробиаль платформа эшләнде.EWNS өслек корылмасына ия һәм реактив кислород төрләре (ROS) белән туенган, алар берничә микроорганизм белән үзара бәйләнештә булырга һәм активсыз эшләргә мөмкин, шул исәптән азык-төлек патогеннары.Монда күрсәтелгән, синтез вакытында аларның үзлекләре антибактериаль потенциалын тагын да арттыру өчен яхшы көйләнергә һәм оптимальләштерелергә мөмкин.EWNS лаборатория платформасы синтез параметрларын үзгәртеп EWNS үзлекләрен яхшы көйләү өчен эшләнгән.Заманча аналитик ысуллар кулланып EWNS үзлекләренә характеристика (ROS корылмасы, күләме һәм эчтәлеге).Моннан тыш, алар Эчеричия Коли, Сальмонелла Энтерика, Листерия гаепсез, Микобактерия парааксидентумы һәм Сакаромайц церевисиясе кебек азык-төлек микроорганизмнарына каршы микробиаль инактивлаштыру потенциалы өчен бәяләнде.Биредә китерелгән нәтиҗәләр шуны күрсәтә: EWNS үзлекләре синтез вакытында яхшы көйләнә ала, нәтиҗәдә инактивлаштыру эффективлыгы арта.Аерым алганда, өслек корылмасы дүрт факторга артты һәм реактив кислород төрләре артты.Микробиаль чыгару дәрәҗәсе микробиаль яктан бәйләнгән һәм 40,000 # / cc EWNS аэрозол дозасына 45 минут тәэсир иткәннән соң 1,0 - 3,8 бүрәнә арасында.
Микробиаль пычрану - патоген яки аларның токсиннары ашау аркасында килеп чыккан азык-төлек авыруларының төп сәбәбе.Кушма Штатларда гына ашау белән бәйле авырулар якынча 76 миллион авыру китерә, 325,000 больницага кабул ителә, һәм 5000 кеше үлә1.Моннан тыш, АКШ Авыл хуҗалыгы Департаменты (USDA) яңа продуктларны куллануны арттыру Америкадагы азык-төлек белән бәйле барлык авыруларның 48% өчен җаваплы дип саный2.Кушма Штатларда азык-төлек белән бәйле патогеннар китереп чыгарган авырулар һәм үлем бәясе бик югары, авыруларны контрольдә тоту һәм профилактикалау үзәкләре (CDC) елына 15,6 миллиард АКШ долларыннан артык бәяли.
Хәзерге вакытта химик4, нурланыш5 һәм термик6 антимикробиаль интервенцияләр, азык-төлек куркынычсызлыгын тәэмин итү өчен, чикләнгән критик контроль пунктларында (CCP) җитештерү чылбыры буенча (гадәттә урып-җыюдан соң һәм / яки төрү вакытында) өзлексез түгел.Шулай итеп, алар пычрануга мохтаҗ.7. Азык-төлек белән бәйле булган авыруларны һәм азык-төлекне бозуны яхшырак контрольдә тоту антимикробиаль интервенцияләр таләп итә, бу әйләнә-тирә мохиткә йогынты ясауны һәм чыгымнарны киметеп, ферма-өстәл дәвамында кулланылырга мөмкин.
Күптән түгел химиксыз, нанотехнология нигезендә антимикробиаль платформа эшләнде, ул ясалма су наноструктуралары (EWNS) ярдәмендә өслек һәм һавадагы бактерияләрне инактивлаштыра ала.EWNS ике параллель процесс ярдәмендә синтезланган, электроспрай һәм су ионизациясе (1а рәсем).Элеккеге тикшеренүләр күрсәткәнчә, EWNS уникаль физик һәм биологик үзенчәлекләр җыелмасы8,9,10.EWNS структурасына уртача 10 электрон һәм уртача наноскаль зурлыгы 25 нм (рәсем 1б, в) 8,9,10.Моннан тыш, электрон спин резонансы (ESR) күрсәтте, EWNS күп күләмдә реактив кислород төрләрен (ROS), нигездә гидроксил (OH •) һәм супероксид (O2-) радикалларын (1с рәсем) 8 күрсәтте.EVNS озак вакыт һавада тора һәм һавада асылган һәм өслектә булган микроорганизмнар белән бәрелешә ала, аларның ROS авырлыгын китерә һәм микроорганизмнарның инактивлашуына китерә (1-нче рәсем).Бу башлангыч тикшеренүләр шулай ук ​​күрсәтте: EWNS төрле грамм-тискәре һәм грамм-позитив бактерияләр, шул исәптән микобактерияләр, өслектә һәм һавада үзара бәйләнештә булырга мөмкин.Электрон микроскопия тапшыру инактивлаштыру күзәнәк мембранасының өзелүеннән килеп чыкканын күрсәтте.Моннан тыш, кискен ингаляция тикшеренүләре күрсәткәнчә, югары дозалар EWNS үпкә зарарына яки ялкынсынуга китерми 8.
а) Электроспрай сыеклык һәм счетчик электрод булган капилляр трубасы арасында югары көчәнеш кулланылганда барлыкка килә.б) pressureгары басымны куллану ике төрле күренешкә китерә: (i) суны электроспрайлау һәм (ii) EWNS тозагында реактив кислород төрләрен (ионнарын) формалаштыру.в) EWNSның уникаль структурасы.г) Наноскаль табигате аркасында, EWNS бик мобиль һәм һавада булган патогеннар белән үзара бәйләнештә булырга мөмкин.
Күптән түгел EWNS антимикробиаль платформаның яңа азык өслегендә булган микроорганизмнарны инактивлаштыру сәләте күрсәтелде.Моннан тыш, EWNS өслегенең корылмасы электр кыры белән берлектә максатчан китерүгә ирешү өчен кулланылуы күрсәтелде.Моннан тыш, якынча 50,000 # / см3 EWNSда 90 минутлык тәэсирдән соң органик помидор өчен башлангыч нәтиҗәләр дәртләндергеч булды, Э.Коли һәм Листерия 11 кебек төрле азык-төлек микроорганизмнары күзәтелде.Моннан тыш, башлангыч органолептик тестлар помидор белән идарә итү белән чагыштырганда бернинди сизү эффектын күрсәтмәделәр.Бу башлангыч инактивлаштыру нәтиҗәләре азык-төлек куркынычсызлыгы кушымталары өчен бик аз EWNS дозасы 50,000 # / cc булса да дәртләндерә.карагыз, аңлашыла, югары инактивлаштыру потенциалы инфекция һәм бозылу куркынычын тагын да киметү өчен файдалы булыр.
Монда без үз тикшеренүләребезне EWNS буын платформасын эшкәртүгә юнәлтәчәкбез, синтез параметрларын яхшы көйләү һәм EWNS физикохимик үзлекләрен оптимизацияләү, аларның антибактериаль потенциалын арттыру өчен.Аерым алганда, оптимизация аларның өслек корылмаларын арттыруга юнәлтелгән (максатчан китерүне яхшырту өчен) һәм ROS эчтәлеген (инактивлаштыру эффективлыгын күтәрү).Заманча аналитик ысуллар кулланып оптимальләштерелгән физико-химик үзлекләргә (зурлык, корылма һәм ROS эчтәлеге) характеристика бирегез һәм Е кебек гомуми азык микроорганизмнарын кулланыгыз.
EVNS бер үк вакытта электроспрайинг һәм югары чисталык суын ионлаштыру белән синтезланган (18 МΩ см - 1).Электр небулизаторы 12 гадәттә сыеклыкларны атомизацияләү һәм полимер һәм керамик кисәкчәләр синтезы өчен һәм контроль зурлыктагы 14 җепселләр өчен кулланыла.
Алдагы басмаларда күрсәтелгәнчә, 8, 9, 10, 11, гадәти экспериментта, металл капилляр белән җир асты счетчик электроды арасында югары көчәнеш кулланылды.Бу процесс вакытында ике төрле күренеш барлыкка килә: i) электроспрай һәм ii) су ионизациясе.Ике электрод арасында көчле электр кыры конденсацияләнгән су өслегендә тискәре корылмалар барлыкка китерә, нәтиҗәдә Тейлор конуслары барлыкка килә.Нәтиҗәдә, Райлей теориясендәге кебек, кечкенә зарядлы кисәкләргә бүленүне дәвам иткән югары зарядлы су тамчылары барлыкка килә16.Шул ук вакытта көчле электр кырлары кайбер су молекулаларының электроннарны (ионлаштыру) ярылуына һәм өзелүенә китерә, бу күп күләмдә реактив кислород төрләренең (ROS) барлыкка килүенә китерә.Бер үк вакытта ясалган ROS18 EWNS эчендә тупланган (1с рәсем).
Инҗирдә.2а бу тикшерүдә EWNS синтезында эшләнгән һәм кулланылган EWNS буын системасын күрсәтә.Ябык шешәдә сакланган чистартылган су Teflon трубасы аша (2 мм эчке диаметр) 30G дат басмас корыч энәгә (металл капилляр) ашатылды.Су агымы, 2б рәсемдә күрсәтелгәнчә, шешә эчендәге һава басымы белән идарә ителә.Энҗә Тефлон консолына куелган һәм счетчик электродыннан билгеле бер ераклыкка кул белән көйләнергә мөмкин.Счетчик электроды - үрнәк алу өчен үзәктә тишекле алюминий диск.Счетчик электроды астында алюминий сайлау функциясе урнашкан, ул эксперименталь көйләүнең калган өлешенә сайлау порты аша тоташтырылган (2б рәсем).Samрнәк җыюны бозырга мөмкин корылма төзүдән саклану өчен, барлык үрнәк компонентлар электр белән җиргә салынган.
а) инженерлы су наноструктурасы системасы (EWNS).б) иң мөһим параметрларны күрсәтеп, үрнәк һәм электроспрайның кисемтәсе.в) бактерияләрне инактивлаштыру өчен эксперименталь көйләү.
Aboveгарыда тасвирланган EWNS буын системасы EWNS үзлекләрен яхшы көйләү өчен төп эш параметрларын үзгәртә ала.EWNS характеристикаларын яхшы көйләү өчен кулланылган көчәнешне (V), энә белән счетчик электрод (L), һәм су агымы (φ) капилляр аша көйләгез.Төрле комбинацияләрне күрсәтү өчен кулланылган символ: [V (kV), L (см)].Билгеле бер комплектның тотрыклы Тейлор конусын алу өчен су агымын көйләгез [V, L].Бу тикшерү максатыннан, счетчик электродның (D) диаметры 0,5 дюймда (1,29 см) сакланган.
Геометрия һәм асимметрия чикләнгәнлектән, электр кырының көчен беренче принциплардан исәпләп булмый.Моның урынына QuickField ™ программа тәэминаты (Свендборг, Дания) 19 электр кырын исәпләү өчен кулланылды.Электр кыры бертөрле түгел, шуңа күрә капилляр очындагы электр кырының бәясе төрле конфигурацияләр өчен белешмә кыйммәт буларак кулланылды.
Тикшеренү барышында берничә көчәнеш һәм энә белән счетчик электрод арасындагы комбинация Тейлор конусының формалашуы, Тейлор конусының тотрыклылыгы, EWNS җитештерү тотрыклылыгы һәм репродуктивлыгы ягыннан бәяләнде.Төрле комбинацияләр өстәмә таблицада S1 күрсәтелгән.
EWNS буын системасы чыгару кисәкчәләр саны концентрациясен үлчәү өчен, шулай ук ​​Аэрозол Фарадай Электрометрына (TSI, 3068B, Shoreview, MN) сканерлау мобиль кисәкчәләр размерына турыдан-туры тоташтырылды.) аэрозол агымнары өчен алдагы басмада күрсәтелгәнчә үлчәнде.СМПС та, аэрозол электрометры да агым тизлегендә 0,5 Л / мин (гомуми үрнәк агымы 1 Л / мин).Кисәкчәләр саны һәм аэрозол агымы 120 секундка үлчәнде.Measлчәү 30 тапкыр кабатлана.Агымдагы үлчәүләргә нигезләнеп, гомуми аэрозол корылмасы исәпләнә һәм EWNS кисәкчәләренең гомуми саны өчен уртача EWNS корылмасы бәяләнә.EWNSның уртача бәясе (1) тигезләмәсе ярдәмендә исәпләнергә мөмкин:
монда IEl үлчәнгән ток, NSMPS - SMPS белән үлчәнгән санлы концентрация, һәм lEl - электрометрга агым тизлеге.
Чагыштырма дым (RH) өслек корылмасына тәэсир иткәнгә, температура һәм (RH) эксперимент вакытында тиешенчә 21 ° C һәм 45% сакланган.
EWNS күләмен һәм гомерен үлчәү өчен атом көче микроскопиясе (AFM), сыену MFP-3D (сыену тикшеренүләре, Санта Барбара, Калифорния) һәм AC260T зонасы (Олимп, Токио, Япония) кулланылды.AFM сканерлау ешлыгы 1 Гц, сканер мәйданы 5 μm × 5 μm, һәм 256 сканер сызыгы.Барлык рәсемнәр дә сыену программасын кулланып 1-нче заказ рәсемнәрен тигезләүгә дучар ителделәр (маска диапазоны 100 нм, бусага 100).
Сынау функциясе алынды һәм мика өслеге счетчик электродыннан 2,0 см ераклыкта урнашты, уртача 120 с вакыт эчендә кисәкчәләр агломерациясе һәм мика өслегендә тәртипсез тамчылар барлыкка килмәсен өчен.EWNS яңа киселгән мика өслегенә турыдан-туры сиптерелде (Тед Пелла, Реддинг, Калифорния).AFM чәчкәннән соң мика өслегенең рәсеме.Яңа киселгән модификацияләнмәгән мика өслегенең контакт почмагы 0 ° ка якын, шуңа күрә EVNS мика өслегендә гөмбәз рәвешендә таратыла.Таралучы тамчыларның диаметры (а) һәм биеклеге (h) турыдан-туры AFM топографиясеннән үлчәнде һәм элек расланган ысул ярдәмендә EWNS гөмбәзле диффузия күләмен исәпләү өчен кулланылды.EWNS бортында бер үк күләм бар дип уйласак, эквивалент диаметр Тигезләмә (2) ярдәмендә исәпләнергә мөмкин:
Элегерәк эшләнгән ысулыбызга нигезләнеп, EWNSда кыска гомерле радикал арадашчыларның булуын ачыклау өчен электрон спин резонансы (ESR) әйләнү тозагы кулланылды.Аэрозоллар 650 мм Миджет спаргеры (Ace Glass, Vineland, NJ) белән 235 мм DEPMPO эремәсе (5- (диетоксифосфорил) -5-метил-1-пирролин-N-оксид) (Oxis International Inc.) аша күмелде.Портланд, Орегон).Барлык ESR үлчәүләре Bruker EMX спектрометры (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, АКШ) һәм яссы панель күзәнәге ярдәмендә башкарылды.Acquisit программа тәэминаты (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, АКШ) мәгълүмат җыю һәм анализлау өчен кулланылды.ROS характеристикаларын ачыклау эш шартлары җыелмасы өчен генә башкарылды [-6,5 кВ, 4,0 см].EWNS концентрацияләре SMPS ярдәмендә үлчәнде, эффектордагы EWNS югалтуларын исәпкә алгач.
Озон дәрәҗәсе 205 Dual Beam Ozone Monitor ™ (2B Technologies, Boulder, Co) 8,9,10 ярдәмендә күзәтелде.
Барлык EWNS үзлекләре өчен уртача кыйммәт үлчәү бәясе буларак кулланыла, һәм стандарт тайпылыш үлчәү хата буларак кулланыла.Т-тестлар оптимальләштерелгән EWNS атрибутларының кыйммәтләрен EWNS базасының тиешле кыйммәтләре белән чагыштыру өчен үткәрелде.
2c рәсемдә элек эшләнгән һәм характерланган электростатик явым-төшем (EPES) "тарту" системасы күрсәтелә, алар EWNSны максатчан китерү өчен кулланыла ала.EPES көчле электр кыры тәэсирендә турыдан-туры максат өслегенә "юл күрсәтә" торган EVNS корылмаларын куллана.EPES системасының детальләре күптән түгел Пиргиотакис һәм башкалар тарафыннан бастырылган.11.Шулай итеп, EPES 3D басма ПВХ камерасыннан тора, очлары очлы һәм ике параллель дат басмаган корыч (304 дат басмас корыч, көзге белән капланган) металл тәлинкәләр үзәгендә 15,24 см ераклыкта.Такталар тышкы югары көчәнеш чыганагына тоташтырылган (Бертран 205Б-10Р, Спелман, Хауппау, Нью-Йорк), аскы тәлинкә һәрвакыт уңай көчәнешкә тоташтырылган, һәм өске тәлинкә һәрвакыт җиргә (йөзүче җир) тоташтырылган.Палата диварлары алюминий фольга белән капланган, ул кисәкчәләр югалмасын өчен электр белән җирләнгән.Палатаның мөһерләнгән алгы йөкләү ишеге бар, ул сынау өслекләрен пластик трибуналарга урнаштырырга мөмкинлек бирә, аларны югары көчәнеш комачауламас өчен аскы металл тәлинкә өстендә күтәрә.
EPES-та EWNS-ның чүпләү эффективлыгы S111 өстәмә рәсемдә җентекләп алдан эшләнгән протокол буенча исәпләнде.
Контроль камера буларак, икенче цилиндрик агым камерасы EPES системасына бер-бер артлы тоташтырылды, анда EWNSны бетерү өчен арадаш HEPA фильтры кулланылды.2c рәсемдә күрсәтелгәнчә, EWNS аэрозолы ике урнаштырылган палата аша суыртылган.Контроль бүлмә белән EPES арасындагы фильтр шул ук температура (T), чагыштырмача дым (RH) һәм озон дәрәҗәсенә китергән калган EWNSны бетерә.
Азык-төлек белән бәйле мөһим микроорганизмнар Э.Коли (ATCC 27 27325), фекаль индикатор, Сальмонелла энтерика (ATCC # 53647), азык-төлек патогены, зарарсыз Листерия (ATCC 33 33090), патогеник Листерия моноцитогеннары өчен суррогат, АТСС (Manassas, VA) чүпрә, һәм тагын да чыдамрак инакивацияләнмәгән бактерия, Микобактерия паралуклы (ATCC # 19686).
Organicирле базардан органик йөзем помидорының очраклы тартмаларын сатып алыгыз һәм кулланганчы 4 ° C суыткычта (3 көнгә кадәр).Эксперименталь помидорларның барысы да бер үк зурлыкта, диаметры якынча 1/2 дюйм.
Мәдәният, прививка, экспозиция һәм колония санау протоколлары безнең алдагы басмада җентекләп язылган һәм өстәмә мәгълүматларда җентекләп күрсәтелгән.EWNS эффективлыгы 45 минут эчендә прививкаланган помидорны 40,000 # / см3 тәэсирендә бәяләнде.Кыскасы, исән калган микроорганизмнарны бәяләү өчен өч помидор кулланылды t = 0 мин.Өч помидор EPES-ка урнаштырылды һәм EWNS тәэсиренә 40,000 # / cc (EWNS помидор), калган өчесе контроль палатасына урнаштырылды (контроль помидор).Ике төркемдә дә помидорны өстәмә эшкәртү үткәрелмәгән.EWNS тәэсирен бәяләү өчен EWNS помидоры һәм контроль помидор 45 минуттан соң алынды.
Eachәр эксперимент өчпочмакта үткәрелде.Мәгълүмат анализы өстәмә мәгълүматларда тасвирланган протокол нигезендә башкарылды.
Инактивлаштыру механизмнары ачыкланган EWNS үрнәкләрен (45 минутта 40,000 # / см3 EWNS аэрозол концентрациясендә) һәм зарарсыз бактерияләр Э.Коли, Сальмонелла Энтерика һәм Лактобациллларның нурланмаган үрнәкләре белән бәяләнде.Кисәкчәләр 2,5% глютаральдегидта, 1,25% параформалдегидта һәм 0,03% пикрик кислотасында 0,1 М натрий какодилат буферында (pH 7.4) 2 сәгать бүлмә температурасында торгызылды.Hingынганнан соң, 1% осмий тетроксиды (OsO4) /1.5% калий феррокяниды (KFeCN6) белән 2 сәгать торгызыгыз, 3 тапкыр суда юыгыз һәм 1% уранил ацетатында 1 сәгать инкубацияләгез, аннары ике тапкыр суда юыгыз, аннары 10 минут эчендә 50%, 70%, 90%, 100% алкогольдә дегидратлагыз.Аннары үрнәкләр 1 сәгать пропилен оксидына урнаштырылды һәм 1: 1 пропилен оксиды һәм TAAP Epon катнашмасы белән импреграцияләнде (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).Samрнәкләр TAAB Epon эченә урнаштырылган һәм 60 сәгать эчендә 48 сәгать полимерлаштырылган.Дәваланган гранул резинаны AMT 2k CCD камерасы белән җиһазландырылган JEOL 1200EX (JEOL, Токио, Япония) электрон микроскоп ярдәмендә TEM кисеп алды һәм визуальләштерде (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, АКШ).
Барлык экспериментлар да өчпочмакта үткәрелде.Timeәрбер вакыт өчен бактерия юу өчпочмакка чәчелде, нәтиҗәдә барлыгы тугыз мәгълүмат пункты барлыкка килде, аларның уртача күләме шул микроорганизм өчен бактерия концентрациясе буларак кулланылды.Стандарт тайпылыш үлчәү хата буларак кулланылды.Барлык пунктлар санала.
T = 0 мин белән чагыштырганда бактерияләр концентрациясенең кимү логарифмасы түбәндәге формула ярдәмендә исәпләнде:
монда C0 - контроль үрнәгендә бактерияләр концентрациясе 0 (ягъни өслек кипкәннән соң, ләкин палатага урнаштырылганчы) һәм Cn - n минутлык экспозициядән соң өслектә бактерияләр концентрациясе.
45 минутлык экспозиция вакытында бактерияләрнең табигый деградациясен исәпкә алу өчен, 45 минуттан соң контроль белән чагыштырганда бүрәнәнең кимүе шулай ук ​​исәпләнде:
монда Cn - контроль үрнәктә бактерияләр концентрациясе, ә Cn-Контроль - n вакытында контроль бактерияләр концентрациясе.Мәгълүмат контроль белән чагыштырганда бүрәнәне киметү рәвешендә күрсәтелә (EWNS экспозициясе юк).
Тикшеренү барышында берничә көчәнеш һәм энә белән счетчик электрод арасындагы комбинация Тейлор конусының формалашуы, Тейлор конусының тотрыклылыгы, EWNS җитештерү тотрыклылыгы һәм репродуктивлыгы ягыннан бәяләнде.Төрле комбинацияләр өстәмә таблицада S1 күрсәтелгән.Тотрыклы һәм репродуктив үзлекләрне күрсәтүче ике очрак (Тейлор конусы, EWNS буыны, һәм вакыт узу белән тотрыклылык) комплекслы өйрәнү өчен сайланды.Инҗирдә.3 нче рәсемдә ике очракта да ROS корылмасы, күләме, эчтәлеге нәтиҗәләре күрсәтелгән.Нәтиҗәләр шулай ук ​​1-нче таблицада күрсәтелгән. Белешмә өчен, 3-нче рәсемдә дә, 1-нче таблицада да оптимизацияләнмәгән EWNS8, 9, 10, 11 (база-EWNS) үзләштерелгән.Ике койрыклы т-тест кулланып статистик әһәмияткә ия исәпләүләр өстәмә таблицада S2 бастырылды.Моннан тыш, өстәмә мәгълүмат счетчик электрод сайлау тишек диаметрының (D) эффектын һәм җир электроды белән оч (L) арасын өйрәнүне үз эченә ала (өстәмә рәсемнәр S2 һәм S3).
(ac) AFM белән үлчәнгән размер.(df) faceир өсте корылмасы характеристикасы.(g) EPRның ROS характеристикасы.
Шунысын да әйтергә кирәк, югарыда күрсәтелгән барлык шартлар өчен үлчәнгән ионлаштыру токы 2-6 μA һәм көчәнеш -3,8 белән -6,5 кВ арасында булган, нәтиҗәдә бу бердәнбер EWNS буын контакт модуле өчен 50 мВттан да азрак энергия куллану.EWNS югары басым астында синтезланган булса да, озон дәрәҗәсе бик түбән иде, беркайчан да 60 пб.
Өстәмә рәсем S4 [-6,5 кВ, 4,0 см] һәм [-3,8 кВ, 0,5 см] сценарийлары өчен симуляцияләнгән электр кырларын күрсәтә.[-6,5 кВ, 4,0 см] һәм [-3,8 кВ, 0,5 см] сценарийлар өчен кыр исәпләүләре тиешенчә 2 × 105 V / m һәм 4,7 × 105 V / m.Бу көтелә, чөнки икенче очракта көчәнеш-дистанция коэффициенты күпкә югарырак.
Инҗирдә.3а, b AFM8 белән үлчәнгән EWNS диаметрын күрсәтә.[-6,5 кВ, 4,0 см] һәм [-3,8 кВ, 0,5 см] схемалар өчен исәпләнгән уртача EWNS диаметрлары 27 нм һәм 19 нм булган.[-6,5 кВ, 4,0 см] һәм [-3,8 кВ, 0,5 см] сценарийлар өчен таратуның геометрик стандарт тайпылышлары тиешенчә 1,41 һәм 1,45, бу тар күләмнең таралуын күрсәтә.Урта зурлык та, геометрик стандарт тайпылыш та EWNS базасына бик якын, 25 нм һәм 1,41.Инҗирдә.3c бер үк шартларда бер үк ысул ярдәмендә үлчәнгән EWNS базасының зурлыгын күрсәтә.
Инҗирдә.3d, e корылма характеристика нәтиҗәләрен күрсәтә.Мәгълүматлар - бер үк вакытта 30 концентрациянең уртача үлчәве (# / см3) һәм ток (I).Анализ күрсәткәнчә, EWNS буенча уртача корылма 22 ± 6 e- һәм [-6,5 кВ, 4,0 см] һәм [-3,8 кВ, 0,5 см] өчен 44 ± 6 e-.Аларның EWNS (10 ± 2 e-) базасы белән чагыштырганда зуррак корылмалары бар, [-6,5 кВ, 4,0 см] сценарийдан ике тапкыр зуррак һәм [-3 .8 кВ, 0,5 см] дүрт тапкыр зуррак.3f рәсемдә корылма күрсәтелгән.Baseline-EWNS өчен мәгълүмат.
EWNS номерының концентрация карталарыннан (S5 һәм S6 өстәмә рәсемнәр), [-6,5 кВ, 4,0 см] сценарийның [-3,8 кВ, 0,5 см] сценарийына караганда кисәкчәләр күп булуын күрергә мөмкин.Шунысын да әйтергә кирәк, EWNS сан концентрациясе 4 сәгатькә кадәр күзәтелде (S5 һәм S6 өстәмә рәсемнәр), монда EWNS буын тотрыклылыгы ике очракта да кисәкчәләр саны концентрациясенең бер үк дәрәҗәсен күрсәтте.
Инҗирдә.3г оптимизацияләнгән EWNS контролен (фон) алгач, EPR спектрын күрсәтә [-6.5 кВ, 4,0 см].Алдан бастырылган әсәрдә ROS спектры Baseline-EWNS сценариясе белән чагыштырылды.Спин тозаклары белән реакцияләнгән EWNS саны 7,5 × 104 EWNS / s дип исәпләнде, бу элек бастырылган Baseline-EWNS8 белән охшаган.EPR спектры ике төр ROS булуын ачык күрсәтте, O2 - өстенлекле төрләр һәм OH • азрак.Моннан тыш, иң югары интенсивлыкны турыдан-туры чагыштыру күрсәтте, оптимальләштерелгән EWNS төп EWNS белән чагыштырганда ROS эчтәлеге шактый зур.
Инҗирдә.4 EPW-та EWNS-ның чүпләү эффективлыгын күрсәтә.Мәгълүматлар шулай ук ​​I таблицада ясала һәм оригиналь EWNS мәгълүматлары белән чагыштырыла.EUNSның ике очрагы өчен дә 3.0 кВ түбән көчәнештә дә 100% ка якын.Гадәттә, 3.0 кВ 100% чүпләү өчен җитә, өслек корылмасы үзгәрүенә карамастан.Шул ук шартларда, Baseline-EWNS-ның чүпләү эффективлыгы түбән корылма аркасында 56% тәшкил итте (EWNS өчен уртача 10 электрон).
Инҗирдә.5 һәм таблицада.2 оптималь режимда 45 минутка якынча 40,000 # / cm3 EWNS тәэсиреннән соң помидор өслегендә прививкаланган микроорганизмнарның инакивация кыйммәтенә йомгак ясый [-6.5 кВ, 4,0 см].Импульсланган Э.Коли һәм Лактобацилл 45 минутлык экспозиция вакытында 3,8 бүрәнәнең сизелерлек кимүен күрсәттеләр.Шул ук шартларда С.Энтерика 2,2-бүрәнә кимегән, С. церевисия һәм М. парафортутум 1,0-лог кимү булган.
Электрон микрографлар (6-нчы рәсем) зарарсыз Эшеричия коли, Стрептококк һәм Лактобацилл күзәнәкләренә EWNS китергән физик үзгәрешләрне күрсәтәләр.Контроль бактерияләрнең күзәнәк мембраналары булган, ачыкланган бактерияләр тышкы мембраналарга зыян китергән.
Электрон микроскопик контроль һәм ачыкланган бактерияләр мембрананың зарарлыгын ачыкладылар.
Оптимальләштерелгән EWNS физикохимик үзлекләре турындагы мәгълүматлар EWNSның үзлекләрен (өслек корылмасы һәм ROS эчтәлеге) алдан бастырылган EWNS база мәгълүматлары белән чагыштырганда сизелерлек яхшырганнарын күрсәтәләр8,9,10,11.Икенче яктан, аларның зурлыгы нанометр диапазонында калды, алдан хәбәр ителгән нәтиҗәләргә бик охшаган, бу аларга озак вакыт һавада калырга мөмкинлек биргән.Күзәтелгән полидисперсия EWNS күләмен, Райлей эффектының очраклы булуын һәм потенциаль берләшүне билгеләгән өслек корылмасы үзгәрүләре белән аңлатыла ала.Ләкин, Нильсен һ.б.22, өслек өслеге корылмасы су өслегенең энергиясен / киеренкелеген эффектив арттырып парлануны киметә.Безнең алдагы басмада8 бу теория эксперименталь рәвештә 22 һәм EWNS микродроплетлары өчен расланды.Эштән тыш эш вакытында зарядны югалту зурлыкка тәэсир итә һәм күзәтелгән зурлык бүленешенә ярдәм итә ала.