Nature.com غا كىرگىنىڭىزگە رەھمەت. سىز چەكلىك CSS قوللىشى بار تور كۆرگۈچ نۇسخىسىنى ئىشلىتىۋاتىسىز. ئەڭ ياخشى تەجرىبە ئۈچۈن، يېڭىلانغان تور كۆرگۈچنى ئىشلىتىشىڭىزنى (ياكى Internet Explorer دا ماسلىشىشچانلىق ھالىتىنى چەكلىشىڭىزنى) تەۋسىيە قىلىمىز. بۇنىڭدىن باشقا، داۋاملىق قوللاشنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن، بىز تور بېكەتنى ئۇسلۇبسىز ۋە JavaScriptسىز كۆرسىتىمىز.
يېقىندا، سۈنئىي سۇ نانو قۇرۇلمىسى (EWNS) ئارقىلىق نانوتېخنىكىغا ئاساسلانغان خىمىيىلىك ماددىلارسىز مىكروبقا قارشى تۇرۇش سۇپىسى تەرەققىي قىلدۇرۇلدى. EWNS نىڭ يۈزەكى توك مىقدارى يۇقىرى بولۇپ، يېمەكلىك ئارقىلىق تارقىلىدىغان كېسەللىك قوزغاتقۇچى مىكروبلار قاتارلىق بىر قاتار مىكرو ئورگانىزملار بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىپ، ئۇلارنى ئاكتىپسىزلاندۇرالايدىغان ئاكتىپ ئوكسىگېن تۈرلىرى (ROS) مول. بۇ يەردە ئۇلارنىڭ بىرىكتۈرۈش جەريانىدىكى خۇسۇسىيەتلىرىنى تەڭشەش ۋە ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق ئۇلارنىڭ باكتېرىيەگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى تېخىمۇ ئاشۇرۇشقا بولىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. EWNS تەجرىبىخانا سۇپىسى بىرىكتۈرۈش پارامېتىرلىرىنى ئۆزگەرتىش ئارقىلىق EWNS نىڭ خۇسۇسىيەتلىرىنى تەڭشەش ئۈچۈن لايىھەلەنگەن. EWNS خۇسۇسىيەتلىرىنىڭ خاراكتېرى (توك مىقدارى، چوڭلۇقى ۋە ROS مىقدارى) زامانىۋى ئانالىز ئۇسۇللىرى ئارقىلىق ئىپادىلەنگەن. بۇنىڭدىن باشقا، ئورگانىك ئۈزۈم پەمىدۇرىنىڭ يۈزىگە Escherichia coli، Salmonella enterica، Listeria innocua، Mycobacterium para fortium ۋە Saccharomyces cerevisiae قاتارلىق يېمەكلىك مىكرو ئورگانىزملىرى ئوكۇل قىلىنىپ، ئۇلارنىڭ مىكرو ئورگانىزملىق ئاكتىپسىزلاندۇرۇش پوتېنسىيالى باھالانغان. بۇ يەردە كۆرسىتىلگەن نەتىجىلەر EWNS نىڭ خۇسۇسىيەتلىرىنى بىرىكتۈرۈش جەريانىدا تەڭشەشكە بولىدىغانلىقىنى، بۇنىڭ بىلەن ئاكتىپسىزلاندۇرۇش ئۈنۈمىنىڭ ئېكىسپونېنتسىيەلىك ئېشىشىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ. بولۇپمۇ يۈزەكى زەرەت تۆت ھەسسە ئاشتى، ROS مىقدارىمۇ ئاشتى. مىكروبلارنىڭ چىقىرىلىش سۈرئىتى مىكروبلارغا باغلىق بولۇپ، 40،000 #/cm3 EWNS مىقدارىدىكى ئايروزولغا 45 مىنۇت ئۇچرىغاندىن كېيىن 1.0 دىن 3.8 log غىچە بولدى.
مىكروبلارنىڭ بۇلغىنىشى يېمەكلىك ئارقىلىق يۇقۇملىنىشنىڭ ئاساسلىق سەۋەبى بولۇپ، كېسەللىك قوزغاتقۇچى مىكروبلار ياكى ئۇلارنىڭ زەھەرلىك ماددىلارنى يۇتۇشتىن كېلىپ چىقىدۇ. پەقەت ئامېرىكىدا ھەر يىلى يېمەكلىك ئارقىلىق يۇقۇملىنىش تەخمىنەن 76 مىليون كېسەللىك، 325 مىڭ ئادەم دوختۇرخانىغا ياتقۇزۇلۇش ۋە 5000 ئادەمنىڭ ئۆلۈمىگە سەۋەب بولىدۇ1. بۇنىڭدىن باشقا، ئامېرىكا يېزا ئىگىلىك مىنىستىرلىكى (USDA) ئامېرىكىدا دوكلات قىلىنغان يېمەكلىك ئارقىلىق يۇقۇملىنىشنىڭ %48 نى يېڭى مەھسۇلاتلارنى كۆپ ئىستېمال قىلىش كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغانلىقىنى مۆلچەرلىدى2. ئامېرىكىدا يېمەكلىك ئارقىلىق يۇقۇملىنىشنىڭ كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان كېسەللىك ۋە ئۆلۈمنىڭ چىقىمى ناھايىتى يۇقىرى بولۇپ، كېسەللىكلەرنى كونترول قىلىش ۋە ئالدىنى ئېلىش مەركىزى (CDC) نىڭ مۆلچەرلىشىچە، ھەر يىلى 15 مىليارد 600 مىليون ئامېرىكا دوللىرىدىن ئاشىدۇ3.
ھازىر، يېمەكلىك بىخەتەرلىكىنى كاپالەتلەندۈرۈش ئۈچۈن خىمىيىلىك 4، رادىئاتسىيە 5 ۋە ئىسسىقلىق 6 مىكروبلارغا قارشى ئارىلىشىشلار ئاساسلىقى ئىشلەپچىقىرىش زەنجىرىدىكى چەكلىك مۇھىم كونترول نۇقتىلىرىدا (CCP) (ئادەتتە يىغىۋېلىنغاندىن كېيىن ۋە/ياكى ئوراپ قاچىلاش جەريانىدا) قوللىنىلىۋاتىدۇ، يېڭى مەھسۇلاتلارنىڭ ئۆزئارا بۇلغىنىشقا ئۇچرىشىغا سەۋەب بولىدىغان ئۇسۇلدا ئۈزلۈكسىز قوللىنىلمايدۇ. 7. يېمەكلىكتىن كېلىپ چىقىدىغان كېسەللىكلەر ۋە يېمەكلىكنىڭ بۇزۇلۇشىنى ياخشى كونترول قىلىش ئۈچۈن مىكروبلارغا قارشى ئارىلىشىشلار زۆرۈر بولۇپ، دېھقانچىلىق مەيدانىدىن داستىخانغىچە بولغان ئۈزلۈكسىزلىكتە قوللىنىلىش ئېھتىماللىقى بار. تەسىرى ۋە تەننەرخى تۆۋەن.
يېقىندا سۈنئىي سۇ نانو قۇرۇلمىسى (EWNS) ئارقىلىق يۈزلەردىكى ۋە ھاۋادىكى باكتېرىيەلەرنى ئاكتىپسىزلاشتۇرۇش ئۈچۈن نانوتېخنىكىغا ئاساسلانغان خىمىيىلىك ماددىلارسىز مىكروبقا قارشى تۇرۇش سۇپىسى تەرەققىي قىلدۇرۇلدى. EVNS نى بىرىكتۈرۈش ئۈچۈن ئىككى پاراللېل جەريان ئىشلىتىلدى: ئېلېكترو پۈركۈش ۋە سۇ ئىئونلاشتۇرۇش (1a-رەسىم). ئىلگىرى EWNS نىڭ ئۆزگىچە فىزىكىلىق ۋە بىئولوگىيىلىك خۇسۇسىيەتلىرى بارلىقى ئىسپاتلانغان8,9,10. EWNS نىڭ ھەر بىر قۇرۇلمىسىدا ئوتتۇرا ھېساب بىلەن 10 ئېلېكترون بار، ئوتتۇرىچە نانومېتىر چوڭلۇقى 25 نانومېتىر (1b,c-رەسىم)8,9,10. بۇنىڭدىن باشقا، ئېلېكترون ئايلىنىش رېزونانسى (ESR) EWNS دا كۆپ مىقداردا ئاكتىپ ئوكسىگېن تۈرى (ROS) بارلىقىنى، ئاساسلىقى گىدروكسىل (OH•) ۋە سۇپېرئوكسىد (O2-) رادىكاللىرىنى (1c-رەسىم) 8 ئۆز ئىچىگە ئالىدىغانلىقىنى كۆرسەتتى. EWNS ھاۋادا ئۇزۇن ۋاقىت تۇرۇپ، ھاۋادا توختاپ قالغان ۋە يۈزلەردە مەۋجۇت بولغان مىكروبلار بىلەن سوقۇلۇپ، ئۇلارنىڭ ROS يۈكىنى يەتكۈزۈپ، مىكروبلارنىڭ ئاكتىپسىزلىنىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن (1d-رەسىم). بۇ ئىلگىرىكى تەتقىقاتلار يەنە EWNS نىڭ يۈزە ۋە ھاۋادا مىكوباكتېرىيە قاتارلىق ئاممىۋى ساغلاملىققا ئەھمىيەت بېرىدىغان ھەر خىل گرام-مەنپىي ۋە گرام-مۇسبەت باكتېرىيەلەر بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىپ، ئۇلارنى ئاكتىپسىزلاندۇرالايدىغانلىقىنى كۆرسەتتى8،9. ئېلېكترونلۇق مىكروسكوپ ئارقىلىق ئىسپاتلىنىشىچە، ئاكتىپسىزلاندۇرۇش ھۈجەيرە پەردىسىنىڭ بۇزۇلۇشىدىن كېلىپ چىققان. بۇنىڭدىن باشقا، ئۆتكۈر نەپەس يولى تەتقىقاتلىرى EWNS نىڭ يۇقىرى مىقدارى ئۆپكىگە زىيان يەتكۈزمەيدىغانلىقىنى ياكى ياللۇغلىنىش پەيدا قىلمايدىغانلىقىنى كۆرسەتتى8.
(a) ئېلېكترو پۈركۈش سۇيۇقلۇق قاچىلانغان كاپىللا بىلەن قارشى ئېلېكترود ئارىسىغا يۇقىرى توك بېسىمى بېرىلگەندە يۈز بېرىدۇ. (b) يۇقىرى توك بېسىمى قوللىنىلغاندا ئىككى خىل ھادىسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ: (i) سۇنىڭ ئېلېكترو پۈركۈش ۋە (ii) EWNS دا قاپسىلىپ قالغان ئاكتىپ ئوكسىگېن تۈرلىرى (ئىئونلىرى) نىڭ ھاسىل بولۇشى. (c) EWNS نىڭ ئۆزگىچە قۇرۇلمىسى. (d) EWNS نانو كۆلەملىك تەبىئىتى سەۋەبىدىن يۇقىرى دەرىجىدە ھەرىكەتچان بولۇپ، ھاۋادىكى كېسەللىك قوزغاتقۇچىلار بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتەلەيدۇ.
يېقىندا EWNS مىكروبقا قارشى تۇرۇش سۇپىسىنىڭ يېڭى يېمەكلىكلەرنىڭ يۈزىدىكى يېمەكلىك ئارقىلىق تارقىلىدىغان مىكرو ئورگانىزملارنى ئاكتىپسىزلاندۇرۇش ئىقتىدارىمۇ كۆرسىتىلدى. شۇنداقلا، EWNS يۈزەكى زەرەتنى نىشانلىق يەتكۈزۈش ئۈچۈن ئېلېكتر مەيدانى بىلەن بىرلەشتۈرۈپ ئىشلىتىشكە بولىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى. ئەڭ مۇھىمى، تەخمىنەن 50،000#/cm311 قويۇقلۇقىدا EWNS بىلەن ئۇچراشقاندىن كېيىن 90 مىنۇت ئىچىدە، E. coli ۋە Listeria قاتارلىق ھەر خىل يېمەكلىك مىكرو ئورگانىزملىرىغا قارشى ئورگانىك پەمىدۇرنىڭ ئاكتىپلىقى تەخمىنەن 1.4 log تۆۋەنلىتىلگەن دەسلەپكى ئۈمىدۋار نەتىجە كۆرۈلدى. بۇنىڭدىن باشقا، دەسلەپكى ئورگانولىپتىك باھالاش سىناقلىرىدا كونترول پەمىدۇرىغا سېلىشتۇرغاندا ھېچقانداق ئورگانولىپتىك تەسىر كۆرسىتىلمىدى. بۇ دەسلەپكى ئاكتىپسىزلاندۇرۇش نەتىجىلىرى، ھەتتا 50،000#/cc EWNS مىقدارىنىڭ ئىنتايىن تۆۋەن بولۇشىدىمۇ، يېمەكلىك بىخەتەرلىكىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ. قاراڭ، يۇقىرى ئاكتىپسىزلاندۇرۇش پوتېنسىيالى يۇقۇملىنىش ۋە بۇزۇلۇش خەۋپىنى تېخىمۇ ئازايتىش ئۈچۈن تېخىمۇ پايدىلىق بولىدىغانلىقى ئېنىق.
بۇ يەردە، بىز تەتقىقاتىمىزنى EWNS ئىشلەپچىقىرىش سۇپىسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا مەركەزلەشتۈرىمىز، بۇ سۇپا EWNS نىڭ سىنتېز پارامېتىرلىرىنى تەڭشەش ۋە فىزىكىلىق-خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلىرىنى ئەلالاشتۇرۇش ئارقىلىق ئۇلارنىڭ باكتېرىيەگە قارشى تۇرۇش ئىقتىدارىنى ئاشۇرىمىز. بولۇپمۇ ئەلالاشتۇرۇش ئۇلارنىڭ يۈزەكى زەرەتلىنىشىنى (نىشانلىق يەتكۈزۈشنى ياخشىلاش ئۈچۈن) ۋە ROS مىقدارىنى (ئىجابىيسىزلاندۇرۇش ئۈنۈمىنى ياخشىلاش ئۈچۈن) ئاشۇرۇشقا مەركەزلەشكەن. زامانىۋى ئانالىز ئۇسۇللىرىنى قوللىنىپ ۋە E. coli، S. enterica، L. innocua، S. cerevisiae ۋە M. parafortuitum قاتارلىق كۆپ ئۇچرايدىغان يېمەكلىك مىكروئورگانىزملىرىنى ئىشلىتىپ، ئەلالاشتۇرۇلغان فىزىكىلىق-خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلەرنى (چوڭلۇقى، زەرەتلىنىشى ۋە ROS مىقدارى) خاراكتېرلەندۈرۈش.
EVNS يۇقىرى ساپلىقتىكى سۇ (18 MΩ cm–1) نى بىرلا ۋاقىتتا ئېلېكترو پۈركۈش ۋە ئىئونلاشتۇرۇش ئارقىلىق بىرىكتۈرۈلدى. ئېلېكتر ئاتوملاشتۇرغۇچ 12 ئادەتتە سۇيۇقلۇقلارنى، سۈنئىي پولىمېر ۋە كېرامىكا زەررىچىلىرى 13 ۋە كونترول قىلىنىدىغان چوڭلۇقتىكى تالالارنى 14 ئاتوملاشتۇرۇشقا ئىشلىتىلىدۇ.
ئىلگىرىكى نەشر بۇيۇملىرىنىڭ 8، 9، 10، 11-بەتلىرىدە تەپسىلىي بايان قىلىنغاندەك، ئادەتتىكى بىر تەجرىبىدە، مېتال كاپىللا بىلەن يەرگە ئۇلانغان قارشى ئېلېكترود ئارىسىغا يۇقىرى توك بېسىمى بېرىلىدۇ. بۇ جەرياندا ئىككى خىل ھادىسە يۈز بېرىدۇ: 1) ئېلېكترو پۈركۈش ۋە 2) سۇنىڭ ئىئونلىشىشى. ئىككى ئېلېكترود ئوتتۇرىسىدىكى كۈچلۈك ئېلېكتر مەيدانى قويۇق سۇ يۈزىدە مەنپىي زەرەتلەرنىڭ يىغىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ، نەتىجىدە تېيلور كونۇسلىرى شەكىللىنىدۇ. نەتىجىدە، رېيلېي نەزەرىيىسىگە ئاساسلانغاندا، يۇقىرى زەرەتلىك سۇ تامچىلىرى شەكىللىنىدۇ، بۇ تامچىلار داۋاملىق كىچىك زەررىچىلەرگە پارچىلىنىدۇ16. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، كۈچلۈك ئېلېكتر مەيدانى بەزى سۇ مولېكۇلالىرىنىڭ پارچىلىنىشىغا ۋە ئېلېكترونلارنى ئايرىۋېتىشىگە (ئىئونلىشىشىغا) سەۋەب بولىدۇ، بۇنىڭ بىلەن كۆپ مىقداردا ئاكتىپ ئوكسىگېن تۈرلىرى (ROS) ھاسىل بولىدۇ17. بىرلا ۋاقىتتا ھاسىل بولغان ROS18 بولاقلىرى EWNS غا قاپلانغان (1c-رەسىم).
2a-رەسىمدە بۇ تەتقىقاتتىكى EWNS سىنتېزىدا تەرەققىي قىلدۇرۇلغان ۋە ئىشلىتىلگەن EWNS ھاسىل قىلىش سىستېمىسى كۆرسىتىلگەن. يېپىق بوتۇلكىدا ساقلانغان تازىلانغان سۇ تېفلون تۇرۇبىسى (ئىچكى دىئامېتىرى 2 مىللىمېتىر) ئارقىلىق 30G داتلاشماس پولات ئىگنىگە (مېتال كاپىللا) يەتكۈزۈلگەن. 2b-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، سۇ ئېقىمى بوتۇلكىنىڭ ئىچىدىكى ھاۋا بېسىمى تەرىپىدىن كونترول قىلىنىدۇ. ئىگنە قارشى ئېلېكترودتىن بەلگىلىك ئارىلىقتا قولدا تەڭشىگىلى بولىدىغان تېفلون كونترول تاختىسىغا ئۇلانغان. قارشى ئېلېكترود ئەۋرىشكە ئېلىش ئۈچۈن ئوتتۇرىسىدا تۆشۈك بار پارقىراق ئاليۇمىن دىسكا. قارشى ئېلېكترودنىڭ ئاستىدا ئاليۇمىن ئەۋرىشكە ئېلىش قۇۋۇرى بار، ئۇ ئەۋرىشكە ئېغىزى ئارقىلىق تەجرىبە قۇرۇلمىسىنىڭ قالغان قىسمىغا ئۇلىنىدۇ (2b-رەسىم). ئەۋرىشكە ئېلىش ئۈسكۈنىسىنىڭ بارلىق زاپچاسلىرى زەررىچە ئەۋرىشكە ئېلىشنى تۆۋەنلىتىدىغان زەرەت يىغىلىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن ئېلېكترلىك يەرگە ئۇلانغان.
(a) قۇرۇلۇش سۇ نانو قۇرۇلمىسى ھاسىل قىلىش سىستېمىسى (EWNS). (b) ئەڭ مۇھىم پارامېتىرلارنى كۆرسىتىدىغان ئەۋرىشكە ئالغۇچ ۋە ئېلېكترو پۈركۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ كېسىشمە كېسىشمىسى. (c) باكتېرىيەنىڭ ئاكتىپسىزلىنىشى ئۈچۈن تەجرىبە قۇرۇلمىسى.
يۇقىرىدا تەسۋىرلەنگەن EWNS ئىشلەپچىقىرىش سىستېمىسى EWNS خۇسۇسىيەتلىرىنى ئىنچىكە تەڭشەش ئۈچۈن ئاساسلىق مەشغۇلات پارامېتىرلىرىنى ئۆزگەرتەلەيدۇ. قوللىنىلغان توك بېسىمى (V)، ئىگنە بىلەن قارشى ئېلېكترود ئوتتۇرىسىدىكى ئارىلىق (L) ۋە كاپىللا ئارقىلىق سۇ ئېقىمىنى (φ) تەڭشەپ، EWNS خۇسۇسىيەتلىرىنى ئىنچىكە تەڭشەڭ. [V (kV)، L (cm)] بەلگىلىرى ھەر خىل بىرىكمىلەرنى كۆرسىتىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. بەلگىلىك بىر يۈرۈشلۈكتىكى مۇقىم تېيلور كونۇسىغا ئېرىشىش ئۈچۈن سۇ ئېقىمىنى تەڭشەڭ [V, L]. بۇ تەتقىقاتنىڭ مەقسىتى ئۈچۈن، قارشى ئېلېكترودنىڭ (D) ئېغىزى 0.5 دىيۇم (1.29 cm) قىلىپ بېكىتىلدى.
چەكلىك گېئومېتىرىيە ۋە ئاسسىمېترىيە سەۋەبىدىن، ئېلېكتر مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكىنى دەسلەپكى پىرىنسىپلار بويىچە ھېسابلىغىلى بولمايدۇ. ئەكسىچە، ئېلېكتر مەيدانىنى ھېسابلاش ئۈچۈن QuickField™ يۇمشاق دېتالى (Svendborg, Daniya)19 ئىشلىتىلدى. ئېلېكتر مەيدانى بىردەك ئەمەس، شۇڭا كاپىللا ئۇچىدىكى ئېلېكتر مەيدانىنىڭ قىممىتى ھەر خىل سەپلىمىلەر ئۈچۈن پايدىلىنىش قىممىتى سۈپىتىدە ئىشلىتىلدى.
تەتقىقات جەريانىدا، تايلور كونۇس شەكىللىنىشى، تايلور كونۇس مۇقىملىقى، EWNS ئىشلەپچىقىرىش مۇقىملىقى ۋە قايتا ئىشلەپچىقىرىشچانلىقى قاتارلىق جەھەتلەردە توك بېسىمى ۋە ئىگنە بىلەن قارشى ئېلېكترود ئوتتۇرىسىدىكى ئارىلىقنىڭ بىر قانچە خىل بىرىكمىسى باھالاندى. ھەر خىل بىرىكمىلەر قوشۇمچە جەدۋەل S1 دا كۆرسىتىلدى.
EWNS ئىشلەپچىقىرىش سىستېمىسىنىڭ چىقىرىش ئېغىزى زەررىچە سانىنىڭ قويۇقلۇقىنى ئۆلچەش ئۈچۈن بىۋاسىتە سىكانىرلاش ھەرىكەتچان زەررىچە چوڭايتقۇچ (SMPS, مودېل 3936, TSI, Shoreview, مىننېسوتا) غا ئۇلانغان ۋە ئالدىنقى ماقالىمىزدا بايان قىلىنغاندەك، ئائېروزول ئېقىمىنى ئۆلچەش ئۈچۈن Faraday ئائېروزول ئېلېكترومېتىرى (TSI, مودېل 3068B, Shoreview, USA). MN) بىلەن ئىشلىتىلگەن. SMPS ۋە ئائېروزول ئېلېكترومېتىرىنىڭ ھەر ئىككىسى 0.5 L/min ئېقىم سۈرئىتىدە ئەۋرىشكە ئېلىنغان (ئومۇمىي ئەۋرىشكە ئېقىمى 1 L/min). زەررىچە قويۇقلۇقى ۋە ئائېروزول ئېقىمى 120 سېكۇنت ئۆلچەنگەن. ئۆلچەشنى 30 قېتىم تەكرارلاڭ. ئومۇمىي ئائېروزول زەررىچىسى توك ئۆلچەشلىرىدىن ھېسابلىنىدۇ، ئوتتۇرىچە EWNS زەررىچىسى ئەۋرىشكە ئېلىنغان EWNS زەررىچىلىرىنىڭ ئومۇمىي سانىدىن مۆلچەرلىنىدۇ. EWNS نىڭ ئوتتۇرىچە تەننەرخىنى (1) فورمۇلا ئارقىلىق ھېسابلىغىلى بولىدۇ:
بۇ يەردە IEl ئۆلچەنگەن توك مىقدارى، NSMPS SMPS بىلەن ئۆلچەنگەن سان قويۇقلۇقى، φEl بولسا ئېلېكترومېتىرغا بارىدىغان ئېقىم سۈرئىتى.
نىسپىي نەملىك (RH) يۈزەكى زەرەتكە تەسىر كۆرسىتىدىغان بولغاچقا، تەجرىبە جەريانىدا تېمپېراتۇرا ۋە (RH) ئايرىم-ئايرىم ھالدا 21 سېلسىيە گرادۇس ۋە 45% تە مۇقىم ساقلانغان.
EWNS نىڭ چوڭلۇقى ۋە ئۆمرىنى ئۆلچەش ئۈچۈن ئاتوم كۈچ مىكروسكوپى (AFM)، Asylum MFP-3D (Asylum تەتقىقاتى، سانتا باربارا، كالىفورنىيە) ۋە AC260T زوندى (Olympus، توكيو، ياپونىيە) ئىشلىتىلدى. AFM سىكانىرلاش سۈرئىتى 1 گېرتس، سىكانىرلاش دائىرىسى 5 µm×5 µm بولۇپ، 256 سىكانىرلاش سىزىقى بار. بارلىق رەسىملەر Asylum يۇمشاق دېتالى (100 nm دائىرىسى ۋە 100 pm چېكى بولغان ماسكا) ئارقىلىق بىرىنچى دەرىجىلىك رەسىم ماسلاشتۇرۇشقا دۇچ كەلدى.
ئەۋرىشكە ئېلىش قۇۋۇرىنى چىقىرىۋېتىڭ ۋە سمىكا يۈزىنى قارشى ئېلېكترودتىن 2.0 سانتىمېتىر ئارىلىقتا قويۇپ، زەررىچىلەرنىڭ بىرلىشىشى ۋە سمىكا يۈزىدە قالايمىقان تامچىلارنىڭ شەكىللىنىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىڭ. EWNS بىۋاسىتە يېڭى كېسىلگەن سمىكا يۈزىگە (Ted Pella, Redding, CA) سۈرتۈلدى. پۈركۈپ بولغاندىن كېيىن دەرھال، سمىكا يۈزى AFM ئارقىلىق كۆرسىتىلدى. يېڭى كېسىلگەن ئۆزگەرتىلمىگەن سمىكا يۈزىنىڭ ئۇچرىشىش بۇلۇڭى 0° غا يېقىن، شۇڭا EWNS سمىكا يۈزىدە گۈمبەز شەكلىدە تارقىلىدۇ20. تارقىلىدىغان تامچىلارنىڭ دىئامېتىرى (a) ۋە ئېگىزلىكى (h) بىۋاسىتە AFM توپوگرافىيەسىدىن ئۆلچەندى ۋە ئىلگىرى دەلىللەنگەن ئۇسۇلىمىز8 ئارقىلىق گۈمبەز شەكىللىك تارقىلىش ھەجىمى EWNS نى ھېسابلاشقا ئىشلىتىلدى. پاراخوتتىكى EVNS نىڭ ھەجىمى ئوخشاش دەپ پەرەز قىلساق، ئېكۋىۋالېنت دىئامېتىرنى (2) فورمۇلا ئارقىلىق ھېسابلاشقا بولىدۇ:
بىز ئىلگىرى تەرەققىي قىلدۇرغان ئۇسۇلغا ئاساسەن، ئېلېكترون ئايلىنىش رېزونانسى (ESR) ئايلىنىش تۇزىقى EWNS دا قىسقا مۇددەتلىك رادىكال ئارىلىق ماددىلارنىڭ بارلىقىنى بايقاش ئۈچۈن ئىشلىتىلدى. ئايروسوللار 235 mM DEPMPO (5-(دىئېتوكسىفوسفورىل)-5-مېتىل-1-پىررولىن-N-ئوكسىد) (Oxis International Inc., پورتلاند, ئورېگون) بار ئېرىتمىدىن ئۆتكۈزۈلدى. بارلىق EPR ئۆلچەشلىرى Bruker EMX سپېكترومېتىرى (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ۋە ياپىلاق ھۈجەيرە قاتارلىرى ئارقىلىق ئېلىپ بېرىلدى. سانلىق مەلۇماتلارنى توپلاش ۋە تەھلىل قىلىش ئۈچۈن Acquisit يۇمشاق دېتالى (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ئىشلىتىلدى. ROS خاراكتېرى پەقەت بىر يۈرۈش ئىشلىتىش شارائىتى [-6.5 kV, 4.0 cm] ئۈچۈن ئېلىپ بېرىلدى. EWNS قويۇقلۇقى سوقۇلۇش كۈچىدىكى EWNS نىڭ يوقىلىشىنى ئويلاشقاندىن كېيىن SMPS ئارقىلىق ئۆلچەندى.
ئوزون سەۋىيىسى 205 قوش نۇرلۇق ئوزون كۆزىتىش ئۈسكۈنىسى (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10 ئارقىلىق كۆزىتىلدى.
بارلىق EWNS خۇسۇسىيەتلىرى ئۈچۈن، ئۆلچەش قىممىتى ئۆلچەشلەرنىڭ ئوتتۇرىچە قىممىتى، ئۆلچەش خاتالىقى بولسا ئۆلچەملىك چەتنىش. ئەلالاشتۇرۇلغان EWNS خۇسۇسىيىتىنىڭ قىممىتىنى ئاساسىي EWNS نىڭ ماس كېلىدىغان قىممىتى بىلەن سېلىشتۇرۇش ئۈچۈن t سىنىقى ئېلىپ بېرىلدى.
2c-رەسىمدە ئىلگىرى تەرەققىي قىلدۇرۇلغان ۋە خاراكتېرلەنگەن ئېلېكتروستاتىك يامغۇر ئۆتكۈزۈش سىستېمىسى (EPES) كۆرسىتىلگەن بولۇپ، EWNS11 نى يۈزلەرگە نىشانلاش ئۈچۈن ئىشلىتىشكە بولىدۇ. EPES نىشاننىڭ يۈزىگە بىۋاسىتە «كۆرسىتىش» ئۈچۈن كۈچلۈك ئېلېكتر مەيدانى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن EWNS زەرەتلىرىنى ئىشلىتىدۇ. EPES سىستېمىسىنىڭ تەپسىلاتلىرى Pyrgiotakis قاتارلىقلارنىڭ يېقىندا ئېلان قىلغان ماقالىسىدە كۆرسىتىلدى. شۇڭا، EPES ئوتتۇرىسىغا 15.24 سانتىمېتىر ئارىلىقتىكى ئىككى پاراللېل داتلاشماس پولات (304 داتلاشماس پولات، ئەينەك سىلىقلانغان) مېتال تاختىلارنى ئۆز ئىچىگە ئالغان كونۇسسىمان ئۇچى بار 3D بېسىلغان PVC كامېرادىن تەركىب تاپقان. تاختىلار سىرتقى يۇقىرى توك مەنبەسىگە (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY) ئۇلانغان، ئاستىنقى تاختى ھەمىشە مۇسبەت توك بىلەن، ئۈستۈنكى تاختى ھەمىشە يەرگە ئۇلانغان (سۇ ئۈستىدە). كامېرانىڭ تاملىرى ئاليۇمىن يوپۇق بىلەن قاپلانغان بولۇپ، زەررىچە يوقىلىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن ئېلېكترلىك يەرگە ئۇلانغان. كامېرانىڭ ئالدى يۈكلەش ئىشىكى پېچەتلەنگەن بولۇپ، سىناق يۈزلىرىنى سۇلياۋ رامكىلارغا قويۇشقا يول قويىدۇ، ئۇلارنى ئاستىنقى مېتال تاختىدىن كۆتۈرۈپ، يۇقىرى توك بېسىمىنىڭ تەسىرىدىن ساقلىنىشقا بولىدۇ.
EPES دىكى EWNS نىڭ چۆكمە ئۈنۈمى S111 قوشۇمچە رەسىمدە تەپسىلىي بايان قىلىنغان ئىلگىرى تۈزۈلگەن كېلىشىمگە ئاساسەن ھېسابلىنىدۇ.
كونترول كامېراسى سۈپىتىدە، سىلىندىر شەكىللىك كامېرادىن ئۆتىدىغان ئىككىنچى ئېقىم ئارىلىق HEPA سۈزگۈچ ئارقىلىق EPES سىستېمىسىغا تىزىلغان ھالدا ئۇلىنىپ، EWNS نى چىقىرىۋېتىدۇ. 2c-رەسىمدە كۆرسىتىلگەندەك، EWNS ئايروزول تىزىلغان ھالدا ئۇلانغان ئىككى كامېرا ئارقىلىق پومپىلانغان. كونترول ئۆيى بىلەن EPES ئوتتۇرىسىدىكى سۈزگۈچ قالغان EWNS نى چىقىرىۋېتىپ، تېمپېراتۇرا (T)، نىسپىي نەملىك (RH) ۋە ئوزون سەۋىيەسىنى ئوخشاش قىلىدۇ.
مۇھىم يېمەكلىك ئارقىلىق تارقىلىدىغان مىكرو ئورگانىزملارنىڭ يېڭى مەھسۇلاتلارنى بۇلغىغانلىقى بايقالغان، مەسىلەن، تەرەت كۆرسەتكۈچى Escherichia coli (ATCC #27325)، يېمەكلىك ئارقىلىق تارقىلىدىغان كېسەللىك قوزغاتقۇچى Salmonella enterica (ATCC #53647)، كېسەللىك قوزغاتقۇچى Listeria monocytogenes نىڭ ئورنىنى ئالىدىغان Listeria innocua (ATCC #33090).، بۇزۇلغان خېمىرنىڭ ئورنىنى ئالىدىغان Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098) ۋە تېخىمۇ چىداملىق تىرىك باكتېرىيە Mycobacterium parafortuitous (ATCC #19686) ATCC دىن (ماناسساس، ۋىرگىنىيە) سېتىۋېلىندى.
يەرلىك بازاردىن ئورگانىك ئۈزۈم پەمىدۇر قۇتىلىرىنى تاسادىپىي سېتىۋېلىپ، 4 سېلسىيە گرادۇسلۇق توڭلاتقۇدا ئىشلەتكۈچە ساقلاڭ (ئەڭ كۆپ بولغاندا 3 كۈن). بىر چوڭلۇقتىكى، دىئامېتىرى تەخمىنەن 1/2 دىيۇم كېلىدىغان پەمىدۇرلارنى تاللاپ سىناق قىلىڭ.
ئىنكۇباتسىيە، ئوكۇل قىلىش، ئاشكارىلاش ۋە كولونىيە سانىش قائىدىلىرى ئىلگىرىكى نەشرلىرىمىزدە تەپسىلىي بايان قىلىنغان ۋە قوشۇمچە سانلىق مەلۇماتلار 11 دە تەپسىلىي چۈشەندۈرۈلگەن. EWNS ئىقتىدارى ئوكۇل قىلىنغان پەمىدۇرنى 40،000 #/cm3 غا 45 مىنۇت قويۇپ بېرىش ئارقىلىق باھالانغان. قىسقىسى، t = 0 مىنۇت ۋاقىت ئىچىدە، ھايات قالغان مىكرو ئورگانىزملارنى باھالاش ئۈچۈن ئۈچ پەمىدۇر ئىشلىتىلگەن. ئۈچ پەمىدۇر EPES غا قويۇلۇپ، EWNS غا 40،000 #/cc (EWNS ئاشكارىلانغان پەمىدۇر) ۋە يەنە ئۈچ پەمىدۇر كونترول كامېراسىغا قويۇلغان (كونترول پەمىدۇر). پەمىدۇر گۇرۇپپىلىرىنىڭ ھېچقايسىسى قوشۇمچە پىششىقلاپ ئىشلەنمىگەن. EWNS ئاشكارىلانغان پەمىدۇر ۋە كونتروللار EWNS نىڭ تەسىرىنى باھالاش ئۈچۈن 45 مىنۇتتىن كېيىن ئېلىۋېتىلگەن.
ھەر بىر تەجرىبە ئۈچ نۇسخا ئېلىپ بېرىلدى. سانلىق مەلۇماتلارنى تەھلىل قىلىش قوشۇمچە سانلىق مەلۇماتلاردا تەسۋىرلەنگەن ئۇسۇلغا ئاساسەن ئېلىپ بېرىلدى.
E. coli، Enterobacter ۋە L. innocua باكتېرىيە ئەۋرىشكىلىرى EWNS غا ئۇچرىغان (45 مىنۇت، EWNS ئائېروزول قويۇقلۇقى 40،000 #/cm3) ۋە ئاشكارىلانمىغان ھالەتتە ئاكتىپسىزلاندۇرۇش مېخانىزمىنى باھالاش ئۈچۈن دانچە قىلىندى. چۆكمە 2 سائەت ئۆي تېمپېراتۇرىسىدا 0.1 M ناترىي كاكودىلات ئېرىتمىسىدە (pH 7.4) 2.5% گلۇتارالدېھىد، 1.25% پارافورمالدېھىد ۋە 0.03% پىكرىك كىسلاتاسى قوشۇلغان بىر خىل فىكىسلاش دورىسى بىلەن فىكىسلاشتۇرۇلدى. يۇيۇلغاندىن كېيىن، ئۇلار 1% ئوسمىي تېتروكسىد (OsO4) / 1.5% كالىي فېرروسىئانىد (KFeCN6) بىلەن 2 سائەت فىكىسلاشتۇرۇلدى، 3 قېتىم سۇ بىلەن يۇيۇلدى ۋە 1% ئۇرانىل ئاتسېتاتتا 1 سائەت ئىنكۇباتسىيە قىلىندى، ئاندىن ئىككى قېتىم سۇ بىلەن يۇيۇلدى. كېيىن 50%، 70%، 90%، 100% ئىسپىرت بىلەن 10 مىنۇت سۇسىزلاندۇرۇلدى. ئاندىن ئەۋرىشكىلەر 1 سائەت پروپىلېن ئوكسىدقا سېلىنىپ، 1:1 نىسبەتتىكى پروپىلېن ئوكسىد ۋە TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA) ئارىلاشمىسى بىلەن چىلانغان. ئەۋرىشكىلەر TAAB Eponغا سېلىنىپ، 60 سېلسىيە گرادۇستا 48 سائەت پولىمېرلانغان. قاتقان دانچە شەكىللىك قالدۇق كېسىلىپ، TEM ئارقىلىق AMT 2k CCD كامېراسى (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, MA, USA) بىلەن تەمىنلەنگەن ئادەتتىكى ئېلېكترونلۇق مىكروسكوپ JEOL 1200EX (JEOL, توكيو, ياپونىيە) ئارقىلىق كۆرسىتىلدى.
بارلىق تەجرىبىلەر ئۈچ قېتىم ئېلىپ بېرىلدى. ھەر بىر ۋاقىت نۇقتىسى ئۈچۈن، باكتېرىيە يۇيۇش ئۈچ قېتىم يېزىلدى، نەتىجىدە ھەر بىر نۇقتىدا جەمئىي توققۇز سانلىق مەلۇمات نۇقتىسى ھاسىل بولدى، بۇنىڭ ئوتتۇرىچە قىممىتى شۇ ئورگانىزمنىڭ باكتېرىيە قويۇقلۇقى سۈپىتىدە ئىشلىتىلدى. ئۆلچەملىك چەتنىش ئۆلچەش خاتالىقى سۈپىتىدە ئىشلىتىلدى. بارلىق نۇقتىلار ھېسابلىنىدۇ.
باكتېرىيەلەرنىڭ قويۇقلۇقىنىڭ t = 0 مىنۇتقا سېلىشتۇرغاندا تۆۋەنلىشىنىڭ لوگارىفىمى تۆۋەندىكى فورمۇلا ئارقىلىق ھېسابلىنىدۇ:
بۇ يەردە C0 0 ۋاقىتتىكى كونترول ئەۋرىشكىسىدىكى باكتېرىيەنىڭ قويۇقلۇقى (يەنى يۈزەكى قۇرۇغاندىن كېيىن، ئەمما كامېراغا قويۇلۇشتىن بۇرۇن)، Cn بولسا n مىنۇت تەسىرگە ئۇچرىغاندىن كېيىنكى يۈزەكى باكتېرىيەنىڭ قويۇقلۇقى.
45 مىنۇتلۇق تەسىر قىلىش مەزگىلىدە باكتېرىيەنىڭ تەبىئىي پارچىلىنىشىنى ھېسابلاش ئۈچۈن، 45 مىنۇتلۇق كونترول گۇرۇپپىسى بىلەن سېلىشتۇرۇلغان Log-Reduction تۆۋەندىكىدەك ھېسابلاندى:
بۇ يەردە Cn n ۋاقىتتىكى كونترول ئەۋرىشكىسىدىكى باكتېرىيەنىڭ قويۇقلۇقى، Cn-Control بولسا n ۋاقىتتىكى كونترول باكتېرىيەسىنىڭ قويۇقلۇقى. سانلىق مەلۇماتلار كونترول ئەۋرىشكىسىگە سېلىشتۇرغاندا لوگارىكا قىسقارتىش شەكلىدە كۆرسىتىلدى (EWNS تەسىرى يوق).
تەتقىقات جەريانىدا، تايلور كونۇس شەكىللىنىشى، تايلور كونۇس مۇقىملىقى، EWNS ئىشلەپچىقىرىش مۇقىملىقى ۋە قايتا ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارى قاتارلىق جەھەتلەردە توك بېسىمى ۋە ئارىلىقنىڭ بىر قانچە بىرىكمىسى باھالاندى. ھەر خىل بىرىكمىلەر قوشۇمچە جەدۋەل S1 دا كۆرسىتىلدى. مۇقىم ۋە قايتا ئىشلەپچىقىرىش خۇسۇسىيەتلىرىنى كۆرسىتىدىغان تولۇق تەتقىقات ئۈچۈن ئىككى ئەھۋال تاللاندى (تايلور كونۇس، EWNS ئىشلەپچىقىرىش ۋە ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ مۇقىملىقى). 3-رەسىمدە ئىككى ئەھۋالنىڭ ROS نىڭ زەرەتلىنىشى، چوڭلۇقى ۋە مىقدارى توغرىسىدىكى نەتىجىلەر كۆرسىتىلدى. نەتىجىلەر 1-جەدۋەلدە خۇلاسىلەنگەن. پايدىلىنىش ئۈچۈن، 3-رەسىم ۋە 1-جەدۋەل ئىلگىرى سىنتېزلانغان ئەلالاشتۇرۇلمىغان EWNS8، 9، 10، 11 (ئاساسىي سىزىق-EWNS) نىڭ خۇسۇسىيەتلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئىككى قۇيرۇقلۇق t سىنىقى ئارقىلىق ستاتىستىكىلىق ئەھمىيەت ھېسابلاشلىرى قوشۇمچە جەدۋەل S2 دا قايتا ئېلان قىلىندى. بۇنىڭدىن باشقا، قوشۇمچە سانلىق مەلۇماتلارغا قارشى ئېلېكترود ئەۋرىشكە تۆشۈكىنىڭ دىئامېتىرى (D) ۋە يەر ئېلېكترودى بىلەن ئىينە ئۇچى ئوتتۇرىسىدىكى ئارىلىق (L) نىڭ تەسىرى توغرىسىدىكى تەتقىقاتلار كىرگۈزۈلگەن (قوشۇمچە رەسىملەر S2 ۋە S3).
(a–c) AFM چوڭلۇقىنىڭ تەقسىملىنىشى. (d – f) يۈزەكى زەرەت خاراكتېرى. (g) ROS ۋە ESR نىڭ خاراكتېرى.
شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، يۇقىرىدىكى بارلىق ئەھۋاللاردا، ئۆلچەنگەن ئىئونلىشىش توكى 2-6 µA دائىرىسىدە، توك بېسىمى -3.8 دىن -6.5 كىلوۋولتقىچە بولغان ئارىلىقتا ئىكەنلىكىنى، بۇنىڭ نەتىجىسىدە بۇ يەككە تېرمىناللىق EWNS ئىشلەپچىقىرىش مودۇلىنىڭ توك سەرپىياتى 50 mW دىن تۆۋەن ئىكەنلىكىنى ئەسكەرتىش كېرەك. EWNS يۇقىرى بېسىم ئاستىدا بىرىكتۈرۈلگەن بولسىمۇ، ئوزون سەۋىيەسى ناھايىتى تۆۋەن بولۇپ، ھەرگىز 60 ppb دىن ئېشىپ كەتمىگەن.
قوشۇمچە رەسىم S4 ئايرىم-ئايرىم ھالدا [-6.5 kV، 4.0 cm] ۋە [-3.8 kV، 0.5 cm] ئەھۋاللىرى ئۈچۈن سىمۇلياتسىيە قىلىنغان ئېلېكتر مەيدانىنى كۆرسىتىدۇ. [-6.5 kV، 4.0 cm] ۋە [-3.8 kV، 0.5 cm] ئەھۋاللىرىغا ماس كېلىدىغان مەيدانلار ئايرىم-ئايرىم ھالدا 2 × 105 V/m ۋە 4.7 × 105 V/m دەپ ھېسابلىنىدۇ. بۇ مۆلچەرلىنىشى كېرەك، چۈنكى ئىككىنچى ئەھۋالدا توك بېسىمىنىڭ ئارىلىققا بولغان نىسبىتى خېلىلا يۇقىرى.
3a،b-رەسىمدە AFM8 ئارقىلىق ئۆلچەنگەن EWNS دىئامېتىرى كۆرسىتىلگەن. [-6.5 kV، 4.0 cm] ۋە [-3.8 kV، 0.5 cm] ئەھۋاللىرىنىڭ ئوتتۇرىچە EWNS دىئامېتىرى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 27 nm ۋە 19 nm دەپ ھېسابلانغان. [-6.5 kV، 4.0 cm] ۋە [-3.8 kV، 0.5 cm] ئەھۋاللىرىنىڭ تەقسىملىنىشىنىڭ گېئومېتىرىيەلىك ئۆلچەملىك چەتنىشى ئايرىم-ئايرىم ھالدا 1.41 ۋە 1.45 بولۇپ، تار چوڭلۇق تەقسىملىنىشىنى كۆرسىتىدۇ. ئوتتۇرىچە چوڭلۇق ۋە گېئومېتىرىيەلىك ئۆلچەملىك چەتنىشىنىڭ ھەر ئىككىسى ئاساسىي EWNS غا ئىنتايىن يېقىن بولۇپ، ئايرىم-ئايرىم ھالدا 25 nm ۋە 1.41. 3c-رەسىمدە ئوخشاش شارائىتتا ئوخشاش ئۇسۇل ئارقىلىق ئۆلچەنگەن ئاساسىي EWNS نىڭ چوڭلۇق تەقسىملىنىشى كۆرسىتىلگەن.
3d،e-رەسىمدە زەرەت خاراكتېرىنى بېكىتىش نەتىجىسى كۆرسىتىلدى. سانلىق مەلۇماتلار بىرلا ۋاقىتتا 30 قېتىم قىلىنغان قويۇقلۇق (#/cm3) ۋە توك (I) ئۆلچەشلىرىنىڭ ئوتتۇرىچە ئۆلچەش نەتىجىسى. تەھلىل شۇنى كۆرسىتىدۇكى، EWNS دىكى ئوتتۇرىچە زەرەت [-6.5 kV، 4.0 cm] ۋە [-3.8 kV، 0.5 cm] ئۈچۈن ئايرىم-ئايرىم ھالدا 22 ± 6 e- ۋە 44 ± 6 e- بولىدۇ. ئاساسىي EWNS (10 ± 2 e-) بىلەن سېلىشتۇرغاندا، ئۇلارنىڭ يۈزەكى زەرەت مىقدارى كۆرۈنەرلىك يۇقىرى بولۇپ، [-6.5 kV، 4.0 cm] سىنارىيەسىنىڭ ئىككى ھەسسىسى ۋە [-3 .8 kV، 0.5 cm] نىڭ تۆت ھەسسىسى. 3f ئاساسىي EWNS تۆلەم سانلىق مەلۇماتلىرىنى كۆرسىتىدۇ.
EWNS سانىنىڭ قويۇقلۇق خەرىتىسىدىن (قوشۇمچە رەسىملەر S5 ۋە S6)، [-6.5 kV، 4.0 cm] كۆرۈنۈشىدىكى زەررىچىلەرنىڭ سانى [-3.8 kV، 0.5 cm] كۆرۈنۈشىگە قارىغاندا كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە يۇقىرى ئىكەنلىكىنى كۆرۈۋالغىلى بولىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، EWNS سانىنىڭ قويۇقلۇقى 4 سائەتكىچە كۆزىتىلگەنلىكىنى (قوشۇمچە رەسىملەر S5 ۋە S6)، بۇ يەردە EWNS ھاسىل قىلىش مۇقىملىقى ھەر ئىككى ئەھۋالدا زەررىچە سانىنىڭ قويۇقلۇقىنىڭ ئوخشاش ئىكەنلىكىنى كۆرسىتىپ بەردى.
3g-رەسىمدە [-6.5 kV, 4.0 cm] دىكى ئەلالاشتۇرۇلغان EWNS نىڭ كونترول (ئارقا كۆرۈنۈش) چىقىرىۋېتىلگەندىن كېيىنكى EPR سپېكتىرى كۆرسىتىلدى. ROS سپېكتىرى ئىلگىرى ئېلان قىلىنغان بىر ماقالىدىكى EWNS ئاساسىي سىزىقى بىلەن سېلىشتۇرۇلغان. ھېسابلىغاندا، ئايلىنىش تۇزاق بىلەن رېئاكسىيە قىلىدىغان EWNS سانى 7.5 × 104 EWNS/s بولۇپ، بۇ ئىلگىرى ئېلان قىلىنغان Baseline-EWNS8 گە ئوخشايدۇ. EPR سپېكتىرى ئىككى خىل ROS نىڭ بارلىقىنى ئېنىق كۆرسىتىپ بەردى، بۇ يەردە O2- ئۈستۈنلۈكنى ئىگىلىگەن، OH• بولسا ئازراق مىقداردا مەۋجۇت ئىدى. بۇنىڭدىن باشقا، ئەڭ يۇقىرى كۈچلۈكلۈكنى بىۋاسىتە سېلىشتۇرۇش ئەلالاشتۇرۇلغان EWNS نىڭ ROS مىقدارىنىڭ ئاساسىي EWNS غا سېلىشتۇرغاندا كۆرۈنەرلىك يۇقىرى ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى.
4-رەسىمدە EPES دىكى EWNS نىڭ چۆكمە ئۈنۈمى كۆرسىتىلدى. بۇ سانلىق مەلۇماتلار I جەدۋەلدە خۇلاسىلىنىپ، دەسلەپكى EWNS سانلىق مەلۇماتلىرى بىلەن سېلىشتۇرۇلدى. ھەر ئىككى EUNS ئەھۋالىدا، 3.0 kV تۆۋەن توك بېسىمىدىمۇ چۆكمە نىسبىتى %100 كە يېقىنلاشتى. ئادەتتە، يۈزەكى زەرەت ئۆزگىرىشىگە قارىماي، 3.0 kV 100% چۆكمە نىسبىتىگە ئېرىشىشكە يېتەرلىك. ئوخشاش شارائىتتا، ئاساسىي-EWNS نىڭ چۆكمە ئۈنۈمى تۆۋەن زەرەت (ھەر بىر EWNS دا ئوتتۇرا ھېساب بىلەن 10 ئېلېكترون) سەۋەبىدىن پەقەت %56 بولدى.
5-رەسىم ۋە 2-جەدۋەلدە، ئەڭ ياخشى سىنارىيە [-6.5 kV, 4.0 cm] ئاستىدا، تەخمىنەن 40،000 #/cm3 EWNS بىلەن 45 مىنۇت ئۇچراشقاندىن كېيىن، پەمىدۇر يۈزىگە ئوكۇل قىلىنغان مىكرو ئورگانىزملارنىڭ ئاكتىپسىزلىنىش دەرىجىسى قىسقىچە بايان قىلىنغان. ئوكۇل قىلىنغان E. coli ۋە L. innocua 45 مىنۇت ئۇچراشقاندىن كېيىن 3.8 لوگانت ئازايغان. ئوخشاش شارائىتتا، S. enterica نىڭ لوگانت ئازايغانلىقى 2.2 لوگانت ئازايغان، S. cerevisiae ۋە M. parafortuitum نىڭ لوگانت ئازايغانلىقى 1.0 لوگانت ئازايغان.
ئېلېكترون مىكروگرافلىرى (6-رەسىم) E. coli، Salmonella enterica ۋە L. innocua ھۈجەيرىلىرىدە EWNS كەلتۈرۈپ چىقارغان فىزىكىلىق ئۆزگىرىشلەرنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ ئۆزگىرىشلەر ئاكتىپسىزلىنىشقا ئېلىپ كېلىدۇ. كونترول باكتېرىيەلىرى ھۈجەيرە پەردىسىنىڭ بۇزۇلمىغانلىقىنى، ئاشكارىلانغان باكتېرىيەلەرنىڭ بولسا تاشقى پەردىسىنىڭ بۇزۇلغانلىقىنى كۆرسەتتى.
كونترول ۋە ئاشكارىلانغان باكتېرىيەلەرنىڭ ئېلېكترونلۇق مىكروسكوپ ئارقىلىق سۈرەتكە ئېلىنىشى پەردىنىڭ بۇزۇلۇشىنى كۆرسەتتى.
ئەلالاشتۇرۇلغان EWNS نىڭ فىزىكىلىق-خىمىيىلىك خۇسۇسىيەتلىرى توغرىسىدىكى سانلىق مەلۇماتلار EWNS خۇسۇسىيەتلىرىنىڭ (يۈزە زەررىجى ۋە ROS تەركىبى) ئىلگىرى ئېلان قىلىنغان EWNS ئاساسىي سانلىق مەلۇماتلىرىغا سېلىشتۇرغاندا كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ياخشىلانغانلىقىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ8،9،10،11. يەنە بىر تەرەپتىن، ئۇلارنىڭ چوڭلۇقى نانومېتىر دائىرىسىدە قالغان، بۇ ئىلگىرى ئېلان قىلىنغان نەتىجىلەرگە ئىنتايىن ئوخشايدۇ، بۇ ئۇلارنىڭ ھاۋادا ئۇزۇن ۋاقىت تۇرۇشىغا شارائىت ھازىرلايدۇ. كۆزىتىلگەن كۆپ تارقىلىشچانلىقنى يۈزە زەررىجىدىكى ئۆزگىرىشلەر بىلەن چۈشەندۈرۈشكە بولىدۇ، بۇلار رېيلېي ئېففېكتىنىڭ چوڭلۇقى، تاسادىپىيلىقى ۋە EWNS نىڭ بىرلىشىش ئېھتىماللىقىنى بەلگىلەيدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، نىلسېن قاتارلىقلار تەپسىلىي بايان قىلغىنىدەك22، يۇقىرى يۈزە زەررىجى سۇ تامچىسىنىڭ يۈزە ئېنېرگىيەسى/كۈچلۈكلۈكىنى ئۈنۈملۈك ئاشۇرۇش ئارقىلىق پارغا ئايلىنىشنى ئازايتىدۇ. بۇ نەزەرىيە ئالدىنقى نەشرىمىزدە مىكرو تامچىلار22 ۋە EWNS ئۈچۈن تەجرىبە ئارقىلىق دەلىللەنگەن8. ئارتۇق ۋاقىتنىڭ يوقىلىشى چوڭلۇققا تەسىر كۆرسىتىپ، كۆزىتىلگەن چوڭلۇق تەقسىملىنىشىغا تۆھپە قوشىدۇ.
بۇنىڭدىن باشقا، ھەر بىر قۇرۇلمىدىكى توك مىقدارى ئەھۋالغا ئاساسەن تەخمىنەن 22–44 e- بولۇپ، بۇ ئاساسىي EWNS غا سېلىشتۇرغاندا كۆرۈنەرلىك يۇقىرى، چۈنكى ئۇنىڭ ھەر بىر قۇرۇلمىدىكى ئوتتۇرىچە توك مىقدارى 10 ± 2 ئېلېكترون. قانداقلا بولمىسۇن، بۇنىڭ EWNS نىڭ ئوتتۇرىچە توك مىقدارى ئىكەنلىكىنى ئەسكەرتىش كېرەك. سېتو قاتارلىقلار. توك مىقدارىنىڭ بىردەك ئەمەسلىكى ۋە لوگارىفىك نورمال تەقسىملىنىشقا ئەگىشىدىغانلىقى ئىسپاتلاندى21. ئىلگىرىكى خىزمىتىمىز بىلەن سېلىشتۇرغاندا، يۈزەكى توك مىقدارىنىڭ ئىككى ھەسسىلىنىشى EPES سىستېمىسىدىكى چۆكمە ئۈنۈمىنى ئىككى ھەسسە ئاشۇرىدۇ، دېگۈدەك %100 گە يېتىدۇ11.