Nature.com پر جانے کے لیے آپ کا شکریہ۔ آپ جو براؤزر ورژن استعمال کر رہے ہیں اسے CSS کے لیے محدود سپورٹ حاصل ہے۔ بہترین تجربہ کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں کمپیٹیبلٹی موڈ آف کر دیں)۔ اس دوران، مسلسل سپورٹ کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائلز اور جاوا اسکرپٹ کے ڈسپلے کریں گے۔
مائکروبیل سنکنرن (MIC) بہت سی صنعتوں میں ایک سنگین مسئلہ ہے کیونکہ اس سے بہت زیادہ معاشی نقصان ہو سکتا ہے۔ 2707 سپر ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (2707 HDSS) اپنی بہترین کیمیائی مزاحمت کی وجہ سے سمندری ماحول میں استعمال ہوتا رہا ہے۔ تاہم، MIC کے خلاف اس کی مزاحمت تجرباتی طور پر ظاہر نہیں کی گئی ہے۔ ایروبک بیکٹیریم سیوڈموناس ایروگینوسا کی تحقیق کی گئی۔ الیکٹرو کیمیکل تجزیہ سے معلوم ہوا کہ 2216E میڈیم میں سیوڈموناس ایروگینوسا بائیو فلم کی موجودگی میں سنکنرن کی صلاحیت میں مثبت تبدیلی آئی اور سنکنرن کی موجودہ کثافت میں اضافہ ہوا۔ بائیوفیلم کے نیچے نمونے کی سطح پر۔ گڑھوں کے امیجنگ تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ پی ایروگینوسا بائیوفیلم نے انکیوبیشن کے 14 دنوں کے دوران زیادہ سے زیادہ گڑھے کی گہرائی 0.69 μm پیدا کی ہے۔ اگرچہ یہ چھوٹا ہے، لیکن اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ 2707 HDSS مکمل طور پر بائیوفیلم کے لیے ایمونسائزیشن نہیں ہے۔
ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (DSS) مختلف صنعتوں میں ان کے بہترین مکینیکل خصوصیات اور سنکنرن مزاحمت کے مثالی امتزاج کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں 1,2۔ تاہم، لوکلائزڈ پٹنگ اب بھی ہوتی ہے اور یہ اس اسٹیل کی سالمیت کو متاثر کرتی ہے3,4۔DSS مائکروبیل سنکنرن کے خلاف مزاحم نہیں ہے۔ اب بھی ایسے ماحول ہیں جہاں DSS کی سنکنرن مزاحمت طویل مدتی استعمال کے لیے کافی نہیں ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ زیادہ سنکنرن مزاحمت کے ساتھ زیادہ مہنگے مواد کی ضرورت ہے۔ Jeon et al7 نے پایا کہ یہاں تک کہ سپر ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (SDSS) میں بھی سنکنرن مزاحمت کے لحاظ سے کچھ حدود ہیں۔ کچھ ایپلی کیشنز میں مزاحمت کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کی وجہ سے انتہائی ملاوٹ والے HDSS کی ترقی ہوئی۔
DSS کی سنکنرن مزاحمت کا انحصار الفا اور گاما مراحل کے تناسب پر ہوتا ہے اور دوسرے مرحلے سے ملحق Cr, Mo اور W ختم ہونے والے خطوں 8, 9, 10 پر ہوتا ہے۔ HDSS میں Cr, Mo اور N11 کا اعلیٰ مواد ہوتا ہے، اس لیے اس میں بہترین سنکنرن مزاحمت اور ایک اعلی قدر (45-ENPR) کا تعین کیا جاتا ہے۔ wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt% W) + 16 wt% N12۔ اس کی بہترین سنکنرن مزاحمت ایک متوازن ساخت پر منحصر ہے جس میں تقریباً 50% فیرائٹ (α) اور 50% austenite (γ) مراحل شامل ہیں، HDSS میں D13 سے زیادہ بہتر میکانکی خصوصیات ہیں۔ کلورائڈ سنکنرن خصوصیات۔ بہتر سنکنرن مزاحمت زیادہ سنکنرن کلورائد ماحول، جیسے سمندری ماحول میں HDSS کے استعمال کو بڑھاتی ہے۔
MICs بہت سی صنعتوں جیسے تیل اور گیس اور پانی کی افادیت میں ایک بڑا مسئلہ ہیں14۔ MIC تمام سنکنرن نقصان کا 20% ہے15۔ MIC بائیو الیکٹرو کیمیکل سنکنرن ہے جسے بہت سے ماحول میں دیکھا جا سکتا ہے۔ بایوفلمز جو دھات کی سطحوں پر بنتی ہیں وہ الیکٹرو کیمیکل حالات کو تبدیل کرتی ہیں، اس طرح یہ یقین ہے کہ MIC کو وسیع پیمانے پر اثر انداز ہوتا ہے۔ بائیو فلمز کے ذریعے۔ الیکٹروجینک مائکروجنزم زندہ رہنے کے لیے پائیدار توانائی حاصل کرنے کے لیے دھاتوں کو خراب کرتے ہیں 18 نے یہ ظاہر کیا کہ الیکٹران ثالث Desulfovibrio sessificans خلیات اور 304 سٹینلیس سٹیل کے درمیان الیکٹران کی منتقلی کو تیز کرتے ہیں، جس سے MIC کا زیادہ شدید حملہ ہوتا ہے۔ Enning et al. 19 اور وینزلف وغیرہ۔ 20 سے پتہ چلتا ہے کہ سنکنرن سلفیٹ کو کم کرنے والے بیکٹیریا (SRB) بائیو فلم براہ راست دھاتی ذیلی جگہوں سے الیکٹران کو جذب کر سکتے ہیں، جس کے نتیجے میں شدید پٹنگ سنکنرن ہوتی ہے۔
DSS SRB، آئرن کم کرنے والے بیکٹیریا (IRB) وغیرہ پر مشتمل ماحول میں MIC کے لیے حساس ہونے کے لیے جانا جاتا ہے۔ 21 .یہ بیکٹیریا بائیو فلم 22,23 کے تحت DSS کی سطحوں پر مقامی پٹنگ کا باعث بنتے ہیں۔ DSS کے برعکس، HDSS24 کا MIC ناقص طور پر جانا جاتا ہے۔
Pseudomonas aeruginosa ایک گرام منفی حرکت کرنے والی چھڑی کی شکل کا بیکٹیریم ہے جو کہ فطرت میں وسیع پیمانے پر تقسیم ہوتا ہے وغیرہ 28 اور یوآن وغیرہ۔ 29 نے یہ ظاہر کیا کہ Pseudomonas aeruginosa میں پانی کے ماحول میں ہلکے سٹیل اور مرکب دھاتوں کے سنکنرن کی شرح کو بڑھانے کا رجحان ہے۔
اس کام کا بنیادی مقصد الیکٹرو کیمیکل طریقوں، سطحی تجزیاتی تکنیکوں اور سنکنرن مصنوعات کے تجزیہ کا استعمال کرتے ہوئے سمندری ایروبک بیکٹیریم Pseudomonas aeruginosa کی وجہ سے ہونے والی 2707 HDSS کی MIC خصوصیات کی چھان بین کرنا تھا۔ الیکٹرو کیمیکل اسٹڈیز بشمول اوپن سرکٹ پوٹینشل (OCP)، Linanceist Political Improvection (OCP) سپیکٹروسکوپی (EIS)، اور ممکنہ متحرک پولرائزیشن 2707 HDSS کے MIC رویے کا مطالعہ کرنے کے لیے کی گئی تھی۔ انرجی ڈسپرسیو اسپیکٹرو میٹر (EDS) کا تجزیہ خستہ حال سطح پر کیمیائی عناصر کو تلاش کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ Pseudomonas aeruginosa پر مشتمل ماحول۔ گڑھے کی گہرائی کو کنفوکل لیزر اسکیننگ مائکروسکوپ (CLSM) کے تحت ماپا گیا۔
جدول 1 میں 2707 HDSS کی کیمیائی ساخت کی فہرست دی گئی ہے۔ جدول 2 سے پتہ چلتا ہے کہ 2707 HDSS میں 650 MPa کی پیداواری طاقت کے ساتھ بہترین مکینیکل خصوصیات ہیں۔ شکل 1 میں حل ہیٹ ٹریٹڈ 2707 HDSS کا آپٹیکل مائیکرو سٹرکچر دکھایا گیا ہے۔ آسٹنائٹ کے لمبے بینڈ کو دوسرے مرحلے میں مائیکرو سٹرکچر کے بغیر دیکھا جا سکتا ہے۔ 50% آسٹنائٹ اور 50% فیرائٹ فیز۔
شکل 2a ابیوٹک 2216E میڈیم میں 2707 HDSS کے لیے اوپن سرکٹ پوٹینشل (Eocp) بمقابلہ نمائش کے وقت کا ڈیٹا دکھاتا ہے اور P. aeruginosa broth 14 دن کے لیے 37 °C پر۔ یہ ظاہر کرتا ہے کہ Eocp میں سب سے بڑی اور اہم تبدیلی پہلے 24 گھنٹوں کے اندر اندر واقع ہوتی ہے۔ (بمقابلہ SCE) تقریباً 16 گھنٹے اور پھر تیزی سے گرا، بالترتیب ابیوٹک نمونے اور P کے لیے -477 mV (بمقابلہ SCE) اور -236 mV (بمقابلہ SCE) تک پہنچ گیا۔ Pseudomonas aeruginosa coupons، بالترتیب۔ 24 گھنٹے کے بعد، P. aeruginosa کے لیے 2707 HDSS کی Eocp ویلیو -228 mV (بمقابلہ SCE) پر نسبتاً مستحکم تھی، جب کہ غیر حیاتیاتی نمونوں کے لیے متعلقہ قدر تقریباً -442 mV تھی۔ P. aeruginosa کی موجودگی میں SCE (v.442 mV) تھی۔ بلکہ کم.
ابیوٹک میڈیم میں 2707 ایچ ڈی ایس ایس نمونوں کی الیکٹرو کیمیکل جانچ اور 37 ° C پر سیوڈموناس ایروگینوسا شوربے:
(a) نمائش کے وقت کے فنکشن کے طور پر Eocp، (b) دن 14 پر پولرائزیشن منحنی خطوط، (c) Rp نمائش کے وقت کے فنکشن کے طور پر اور (d) نمائش کے وقت کے فنکشن کے طور پر icorr۔
جدول 3 میں 2707 ایچ ڈی ایس ایس نمونوں کی الیکٹرو کیمیکل سنکنرن پیرامیٹر اقدار کی فہرست دی گئی ہے جو 14 دنوں کے لیے ابیوٹک میڈیم اور سیوڈموناس ایروگینوسا انوکولیٹڈ میڈیم کے سامنے ہیں۔ معیاری طریقوں کے مطابق (Ecorr) اور Tafel slopes (βα اور βc) 30,31۔
جیسا کہ شکل 2b میں دکھایا گیا ہے، P. aeruginosa منحنی کی اوپر کی طرف شفٹ کے نتیجے میں Ecorr میں ابیوٹک وکر کے مقابلے میں اضافہ ہوا۔ icorr کی قدر، جو سنکنرن کی شرح کے متناسب ہے، Pseudomonas aeruginosa میں 0.328 μA cm-2 تک بڑھ گئی (نمونہ 0.07 سے چار گنا زیادہ۔ cm-2)۔
ایل پی آر تیز رفتار سنکنرن کے تجزیہ کے لیے ایک کلاسک غیر تباہ کن الیکٹرو کیمیکل طریقہ ہے۔ اسے MIC32 کا مطالعہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا گیا تھا۔ شکل 2c پولرائزیشن ریزسٹنس (Rp) کو نمائش کے وقت کے ایک فنکشن کے طور پر دکھاتا ہے۔ زیادہ Rp ویلیو کا مطلب کم سنکنرن ہے۔ پہلے 24 گھنٹوں کے اندر، Rp HDSS کی زیادہ سے زیادہ قیمت 275 275 سینٹی میٹر تک پہنچ گئی۔ ابیوٹک نمونوں کے لیے اور Pseudomonas aeruginosa کے نمونوں کے لیے 1429 kΩ cm2۔ شکل 2c یہ بھی ظاہر کرتا ہے کہ Rp کی قدر میں ایک دن کے بعد تیزی سے کمی آئی اور پھر اگلے 13 دنوں تک نسبتاً کوئی تبدیلی نہیں ہوئی۔ Pseudomonas aeruginosa نمونے کی Rp قدر تقریباً 40 kΩ2cm ہے، جس کی قدر kΩ20 سینٹی میٹر سے بہت کم ہے۔ غیر حیاتیاتی نمونے کا۔
icorr کی قدر یکساں سنکنرن کی شرح کے متناسب ہے۔ اس کی قدر کا تخمینہ درج ذیل Stern-Geary مساوات سے لگایا جا سکتا ہے،
Zou et al کے بعد. 33، اس کام میں Tafel Slope B کی ایک عام قدر 26 mV/dec فرض کی گئی تھی۔ شکل 2d سے پتہ چلتا ہے کہ غیر حیاتیاتی 2707 نمونے کا آئیکور نسبتاً مستحکم رہا، جب کہ P. aeruginosa نمونے میں پہلے 24 گھنٹوں کے بعد بہت زیادہ اتار چڑھاؤ آیا۔ غیر حیاتیاتی کنٹرول سے زیادہ شدت۔ یہ رجحان پولرائزیشن مزاحمت کے نتائج سے مطابقت رکھتا ہے۔
ای آئی ایس ایک اور غیر تباہ کن تکنیک ہے جو خستہ حال انٹرفیس پر الیکٹرو کیمیکل رد عمل کو نمایاں کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے۔ ابیوٹک میڈیا اور سیوڈموناس ایروگینوسا سلوشن کے سامنے آنے والے نمونوں کی امپیڈینس سپیکٹرا اور کیلکولیٹڈ کیپیسیٹینس ویلیوز، غیر فعال فلم/بائیو فلم کی Rb مزاحمت، Rb ریزسٹنس کی سطح پر بننے والی الیکٹرک ٹرانسفر چارج، Rb کی سطح پر ڈبل ٹرانسفر چارج۔ capacitance (EDL ) اور QCPE Constant Phase Element (CPE) پیرامیٹرز۔ ان پیرامیٹرز کا مزید تجزیہ ایک مساوی سرکٹ (EEC) ماڈل کا استعمال کرتے ہوئے ڈیٹا کو فٹ کر کے کیا گیا۔
شکل 3 مختلف انکیوبیشن اوقات کے لیے ابیوٹک میڈیم اور P. ایروگینوسا شوربے میں 2707 HDSS نمونوں کے عام Nyquist پلاٹس (a اور b) اور Bode پلاٹ (a' اور b') دکھاتا ہے۔ Pseudomonasa (Bodemonaser) کی موجودگی میں Nyquist رنگ کا قطر کم ہو جاتا ہے۔ کل رکاوٹ کی شدت میں اضافہ کو ظاہر کرتا ہے۔ آرام کے وقت مستقل کے بارے میں معلومات فیز میکسما کے ذریعہ فراہم کی جاسکتی ہے۔ شکل 4 monolayer (a) اور bilayer (b) پر مبنی جسمانی ساخت اور ان کے متعلقہ EECs کو دکھاتا ہے۔ CPE کو EEC ماڈل میں متعارف کرایا گیا ہے۔
2707 HDSS نمونے کے مائبادی سپیکٹرم کو فٹ کرنے کے لیے دو فزیکل ماڈلز اور متعلقہ مساوی سرکٹس:
جہاں Y0 CPE کی شدت ہے، j خیالی نمبر ہے یا (-1)1/2، ω کونیی فریکوئنسی ہے، اور n یونٹی35 سے کم CPE پاور انڈیکس ہے۔ چارج ٹرانسفر ریزسٹنس کا الٹا (یعنی 1/Rct) سنکنرن کی شرح سے مماثل ہے۔ انکیوبیشن کے دوران، Pseudomonas aeruginosa کے نمونوں کا Rct 32 kΩ cm2 تک پہنچ گیا، جو کہ غیر حیاتیاتی نمونوں کے 489 kΩ cm2 سے بہت چھوٹا ہے (ٹیبل 4)۔
شکل 5 میں CLSM امیجز اور SEM امیجز واضح طور پر ظاہر کرتی ہیں کہ 7 دن کے بعد 2707 HDSS نمونے کی سطح پر بائیو فلم کی کوریج گھنی ہے۔ تاہم، 14 دنوں کے بعد، بائیو فلم کی کوریج کم تھی اور کچھ مردہ خلیے نمودار ہوئے۔ اور 14 دن۔ بائیو فلم کی زیادہ سے زیادہ موٹائی 7 دن کے بعد 23.4 μm سے 14 دن کے بعد 18.9 μm میں تبدیل ہوگئی۔ اوسط بائیو فلم کی موٹائی نے بھی اس رجحان کی تصدیق کی۔ یہ 7 دن کے بعد 22.2 ± 0.7 μm سے کم ہو کر 17.8 ± 1.0 μm ہو گئی۔
(a) 7 دن کے بعد 3-D CLSM تصویر، (b) 14 دن کے بعد 3-D CLSM تصویر، (c) SEM تصویر 7 دن بعد اور (d) SEM تصویر 14 دن بعد۔
EDS نے 14 دنوں تک P. aeruginosa کے سامنے آنے والے نمونوں پر بائیو فلموں اور سنکنرن مصنوعات میں کیمیائی عناصر کا انکشاف کیا۔ شکل 6 سے پتہ چلتا ہے کہ بائیو فلموں اور سنکنرن مصنوعات میں C، N، O، اور P کا مواد ننگی دھاتوں کے مقابلے میں بہت زیادہ ہے، کیونکہ یہ عناصر بائیو فلموں اور ان کے میٹابولائٹس سے منسلک ہوتے ہیں۔ مائکروبیس اور ٹرائیم کی سطح کی صرف مقدار کی ضرورت ہوتی ہے۔ بائیو فلم میں Cr اور Fe اور نمونوں کی سطح پر سنکنرن مصنوعات اس بات کی نشاندہی کرتی ہیں کہ دھاتی میٹرکس نے سنکنرن کی وجہ سے عناصر کو کھو دیا ہے۔
14 دن کے بعد، 2216E میڈیم میں P. aeruginosa کے ساتھ اور اس کے بغیر گڑھے کا مشاہدہ کیا گیا۔ انکیوبیشن سے پہلے، نمونہ کی سطح ہموار اور عیب سے پاک تھی (تصویر 7a)۔ بائیو فلم اور سنکنرن کی مصنوعات کو انکیوبیشن اور ہٹانے کے بعد، ایف سی ایل ایس ایم کی سطح پر سب سے گہرے گڑھے ایس پی سی ایل ایس ایم کے تحت دکھائے گئے تھے۔ 7b اور c. غیر حیاتیاتی کنٹرول کے نمونوں کی سطح پر کوئی واضح گڑھا نہیں پایا گیا (زیادہ سے زیادہ گڑھے کی گہرائی 0.02 μm)۔ Pseudomonas aeruginosa کی وجہ سے زیادہ سے زیادہ گڑھے کی گہرائی 7 دن کے بعد 0.52 μm اور 14 دن کے بعد 0.69 μm تھی، جس کی بنیاد پر زیادہ سے زیادہ pi3p پی 3 پی پی کے نمونے کی زیادہ سے زیادہ تعداد تھی۔ قدریں ہر نمونے کے لیے منتخب کی گئی تھیں) بالترتیب 0.42 ± 0.12 μm اور 0.52 ± 0.15 μm تک پہنچ گئیں (ٹیبل 5)۔ یہ گڑھے کی گہرائی کی قدریں چھوٹی لیکن اہم ہیں۔
(a) نمائش سے پہلے، (b) ابیوٹک میڈیم میں 14 دن اور (c) Pseudomonas aeruginosa broth میں 14 دن۔
شکل 8 مختلف نمونوں کی سطحوں کے XPS سپیکٹرا کو دکھاتا ہے، اور ہر سطح کے لیے تجزیہ کردہ کیمیائی مرکبات کا خلاصہ ٹیبل 6 میں دیا گیا ہے۔ جدول 6 میں، P. aeruginosa (نمونے A اور B) کی موجودگی میں Fe اور Cr کے جوہری فیصد غیر حیاتیاتی کنٹرول کے نمونے اور C. 2p کور لیول اسپیکٹرل وکر کو 574.4، 576.6، 578.3 اور 586.8 eV کی بائنڈنگ انرجی (BE) اقدار کے ساتھ چار چوٹی کے اجزاء پر لگایا گیا تھا، جس کو بالترتیب Cr، Cr2O3، CrO3 اور Cr(OH)3، b-9-ig-9 سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ نمونوں میں، Cr 2p کور لیول سپیکٹرم تصویر 9c اور d میں بالترتیب Cr (BE کے لیے 573.80 eV) اور Cr2O3 (BE کے لیے 575.90 eV) کے لیے دو اہم چوٹیوں پر مشتمل ہے۔ ابیوٹک اور P کے درمیان سب سے زیادہ نمایاں فرق۔ aeruginosa کے اعلیٰ نمونوں کی موجودگی اور C+6 کی نسبت زیادہ نمایاں فرق تھا۔ بائیو فلم کے نیچے Cr(OH)3 (BE of 586.8 eV)۔
دو میڈیا میں 2707 HDSS نمونے کی سطح کا وسیع XPS سپیکٹرا بالترتیب 7 دن اور 14 دن ہے۔
(a) P. aeruginosa کی نمائش کے 7 دن، (b) P. aeruginosa کے سامنے آنے کے 14 دن، (c) ابیوٹک میڈیم میں 7 دن اور (d) ابیوٹک میڈیم میں 14 دن۔
ایچ ڈی ایس ایس زیادہ تر ماحول میں سنکنرن مزاحمت کی اعلی سطح کی نمائش کرتا ہے۔ 2 نے رپورٹ کیا کہ UNS S32707 HDSS کو 45 سے زیادہ کے PREN کے ساتھ ایک انتہائی alloyed DSS کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔ اس کام میں 2707 HDSS نمونے کی PREN ویلیو 49 تھی۔ یہ اس کے اعلیٰ کرومیم مواد اور اعلی مولیبڈینم اور نی کی سطحوں کی وجہ سے ہے، جو کہ تیزابیت کے علاوہ ماحولیات میں فائدہ مند ہیں۔ ساخت اور خرابی سے پاک مائیکرو اسٹرکچر ساختی استحکام اور سنکنرن مزاحمت کے لیے مفید ہیں۔ تاہم، اس کی بہترین کیمیائی مزاحمت کے باوجود، اس کام میں تجرباتی اعداد و شمار بتاتے ہیں کہ 2707 HDSS P. aeruginosa biofilms کے MIC سے مکمل طور پر محفوظ نہیں ہے۔
الیکٹرو کیمیکل نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ P. aeruginosa شوربے میں 2707 HDSS کی سنکنرن کی شرح غیر حیاتیاتی میڈیم کے مقابلے میں 14 دنوں کے بعد نمایاں طور پر بڑھ گئی تھی۔ شکل 2a میں، Eocp میں کمی ابیوٹک میڈیم اور P. ایروگینوسا شوربے دونوں میں دیکھی گئی۔ نمونہ اور Eocp نسبتاً مستحکم ہو جاتا ہے36۔ تاہم، حیاتیاتی Eocp کی سطح غیر حیاتیاتی Eocp کے مقابلے میں بہت زیادہ تھی۔ یہ ماننے کی وجہ ہے کہ یہ فرق P. aeruginosa biofilm کی تشکیل کی وجہ سے ہے۔ تصویر 2d میں، P. aeruginosa کی موجودگی میں، icorr کی HD2072070 کی قدر ہو گئی۔ cm-2، جو ابیوٹک کنٹرول (0.063 μA cm-2) سے زیادہ شدت کا حکم تھا، جو EIS کے ذریعے ماپی گئی Rct قدر سے مطابقت رکھتا تھا۔ پہلے چند دنوں کے دوران، P. aeruginosa شوربے میں P. aeruginosa کے شوربے میں رکاوٹ کی قدریں بڑھ جاتی ہیں، جب بائیوفیلم سیلز کی مکمل طور پر احاطہ کرتا ہے اور بائیوفیلم کی سطح کا احاطہ کرتا ہے۔ نمونہ، رکاوٹ کم ہو جاتی ہے۔ بائیو فلمز اور بائیو فلم میٹابولائٹس کی تشکیل کی وجہ سے سب سے پہلے حفاظتی تہہ پر حملہ ہوتا ہے۔ اس لیے وقت کے ساتھ سنکنرن مزاحمت میں کمی واقع ہوئی، اور P. ایروگینوسا کے منسلک ہونے کی وجہ سے مقامی سنکنرن ہوا۔ ابیوٹک میڈیا میں رجحانات مختلف تھے۔ سنکنرن کے کنٹرول کے مقابلے میں زیادہ سے زیادہ سنکنرن کنٹرول کی قدر تھی۔ P. aeruginosa broth کے سامنے آنے والے نمونے۔ مزید برآں، ابیوٹک نمونوں کے لیے، 2707 HDSS کی Rct ویلیو 14 دن کو 489 kΩ cm2 تک پہنچ گئی، جو P. aeruginosa کی موجودگی میں Rct ویلیو (32 kΩ cm2) سے 15 گنا زیادہ تھی۔ اس لیے HDSS7 میں بہترین کارکردگی ہے۔ ماحول، لیکن P. aeruginosa biofilms کے MIC حملے کے خلاف مزاحم نہیں ہے۔
ان نتائج کو تصویر 2b میں پولرائزیشن کے منحنی خطوط سے بھی دیکھا جا سکتا ہے۔ اینوڈک برانچنگ کو سیوڈموناس ایروگینوسا بائیو فلم کی تشکیل اور دھاتی آکسیڈیشن کے رد عمل سے منسوب کیا گیا تھا۔ اسی وقت کیتھوڈک رد عمل آکسیجن کی کمی ہے۔ P. ایروگینوسا کی موجودگی نے میگیٹومیٹیو کرنٹ کو بہت زیادہ بڑھایا۔ ابیوٹک کنٹرول کے مقابلے۔ یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ P. aeruginosa biofilm 2707 HDSS کے مقامی سنکنرن کو بڑھاتا ہے۔ Yuan et al29 نے پایا کہ P. aeruginosa biofilm کے چیلنج کے تحت 70/30 Cu-Ni مرکب کی سنکنرن موجودہ کثافت میں اضافہ ہوا۔ biofilms. یہ مشاہدہ اس کام میں 2707 HDSS کے MIC کی بھی وضاحت کر سکتا ہے۔ ایروبک بائیو فلموں کے نیچے آکسیجن بھی کم ہو سکتی ہے۔ لہٰذا، آکسیجن کے ذریعے دھات کی سطح کو دوبارہ غیر فعال کرنے میں ناکامی اس کام میں MIC کے لیے معاون عنصر ہو سکتی ہے۔
Dickinson et al. 38 نے تجویز کیا کہ کیمیائی اور الیکٹرو کیمیکل رد عمل کی شرح نمونے کی سطح پر سیسائل بیکٹیریا کی میٹابولک سرگرمی اور سنکنرن مصنوعات کی نوعیت سے براہ راست متاثر ہو سکتی ہے۔ جیسا کہ شکل 5 اور جدول 5 میں دکھایا گیا ہے، سیل نمبر اور بائیو فلم کی موٹائی 14 دنوں کے بعد کم ہو گئی ہے۔ 2707 HDSS کی موت 2216E میڈیم میں غذائیت کی کمی یا 2707 HDSS میٹرکس سے زہریلے دھاتی آئنوں کے اخراج کی وجہ سے ہوئی۔ یہ بیچ کے تجربات کی ایک حد ہے۔
اس کام میں، P. aeruginosa biofilm نے 2707 HDSS سطح (تصویر 6) پر بائیو فلم کے نیچے Cr اور Fe کی مقامی کمی کو فروغ دیا۔ جدول 6 میں، نمونہ C کے مقابلے میں Fe اور Cr کی کمی، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ P. ایروگینوسا کی وجہ سے تحلیل ہونے والے Fe اور Cr کا بائیوفیلم فی 27 دن پہلے 27 دن تھا۔ میڈیم کا استعمال سمندری ماحول کی تقلید کے لیے کیا جاتا ہے۔ اس میں 17700 ppm Cl- ہوتا ہے، جو قدرتی سمندری پانی میں پائے جانے والے مقابلے کے برابر ہے۔ 17700 ppm Cl- کی موجودگی 7- اور 14 دن کے ابیوٹک نمونوں میں Cr میں کمی کی بنیادی وجہ تھی۔ ابیوٹک ماحول میں 2707 HDSS کی مضبوط Cl− ریزسٹنس کی وجہ سے ابیوٹک نمونے بہت کم تھے۔ شکل 9 P. aeruginosa biofilms کے ذریعے سٹیل کی سطحوں سے Cr کو ہٹانے میں ملوث ہو سکتی ہے، جیسا کہ چن اور کلیٹن نے تجویز کیا تھا۔
بیکٹیریا کی افزائش کی وجہ سے، کاشت سے پہلے اور بعد میں درمیانے درجے کی pH کی قدریں بالترتیب 7.4 اور 8.2 تھیں۔ اس لیے، P. aeruginosa biofilm کے نیچے، نامیاتی تیزاب کی سنکنرن اس کام میں معاون عنصر ہونے کا امکان نہیں ہے، کیونکہ pH میں نسبتاً زیادہ pH ہونے کی وجہ سے pH-میڈیم کے بلک میڈیم میں نمایاں تبدیلی نہیں آئی۔ (ابتدائی 7.4 سے آخری 7.5 تک) 14 دن کے ٹیسٹ کی مدت کے دوران۔ انکیوبیشن کے بعد ٹیکے کے درمیانے درجے میں pH میں اضافہ P. aeruginosa کی میٹابولک سرگرمی کی وجہ سے تھا اور ٹیسٹ سٹرپس کی عدم موجودگی میں pH پر وہی اثر پایا گیا۔
جیسا کہ شکل 7 میں دکھایا گیا ہے، P. aeruginosa biofilm کی وجہ سے زیادہ سے زیادہ گڑھے کی گہرائی 0.69 μm تھی، جو کہ ابیوٹک میڈیم (0.02 μm) سے بہت زیادہ تھی۔ یہ اوپر بیان کردہ الیکٹرو کیمیکل ڈیٹا سے مطابقت رکھتا ہے۔ 0.69 μm گڑھے کی گہرائی 0.69 μm گڑھے کی گہرائی 0.69 μm سے زیادہ ہے جس کی قدر 525m سے 59 گنا چھوٹی ہے۔ انہی حالات میں DSS۔ یہ اعداد و شمار ظاہر کرتے ہیں کہ 2707 HDSS 2205 DSS کے مقابلے میں بہتر MIC مزاحمت کا مظاہرہ کرتا ہے۔ اس میں کوئی تعجب کی بات نہیں ہونی چاہیے، کیونکہ 2707 HDSS میں کرومیم کا مواد زیادہ ہے، جو زیادہ دیر تک چلنے والا جذبہ فراہم کرتا ہے، بغیر کسی نقصان دہ ثانوی بحروں کے متوازن مرحلے کے ڈھانچے کی وجہ سے، یہ Passugate کے لیے مشکل تر بناتا ہے۔ چاند گرہن
آخر میں، ایم آئی سی پٹنگ P. ایروگینوسا شوربے میں 2707 ایچ ڈی ایس ایس کی سطح پر پائی گئی۔ ابیوٹک میڈیا میں نہ ہونے کے برابر پٹنگ کے مقابلے۔ یہ کام ظاہر کرتا ہے کہ 2707 ایچ ڈی ایس ایس میں 2205 ڈی ایس ایس کے مقابلے میں بہتر MIC مزاحمت ہے، لیکن یہ P. aeruginosa کے مناسب انتخاب کی وجہ سے MIC سے مکمل طور پر محفوظ نہیں ہے۔ اسٹیل اور سمندری ماحول کے لئے متوقع سروس کی زندگی.
2707 HDSS کے لیے کوپن سکول آف میٹلرجی آف نارتھ ایسٹرن یونیورسٹی (NEU) کے شینیانگ، چین کے ذریعے فراہم کیا گیا ہے۔ 2707 HDSS کی بنیادی ساخت کو جدول 1 میں دکھایا گیا ہے، جس کا تجزیہ NEU میٹریلز انالیسس اینڈ ٹیسٹنگ ڈیپارٹمنٹ نے کیا ہے۔ تمام نمونے °C سے 118 °C میں حل کیے گئے تھے۔ سکے کی شکل والے 2707 ایچ ڈی ایس ایس کو 1 سینٹی میٹر 2 کے اوپری بے نقاب سطح کے رقبے کے ساتھ سلکان کاربائیڈ پیپر کے ساتھ 2000 گرٹ پر پالش کیا گیا اور مزید 0.05 μm Al2O3 پاؤڈر سسپنشن کے ساتھ پالش کیا گیا۔ اطراف اور نچلے حصے کو انرٹ پینٹ سے محفوظ کیا گیا ہے۔ خشک ہونے کے بعد، نمونوں کو %7 کے ساتھ پانی سے صاف کیا گیا تھا۔ (v/v) ایتھنول 0.5 گھنٹے کے لیے۔ پھر انہیں استعمال سے پہلے 0.5 گھنٹے تک الٹرا وائلٹ (UV) روشنی میں ہوا سے خشک کیا گیا۔
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 سٹرین Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC)، چین سے خریدا گیا تھا۔ Pseudomonas aeruginosa کو 37°C پر 250 ملی لیٹر فلاسکس اور 500 ملی لیٹر الیکٹرو کیمیکل گلاس کا استعمال کرتے ہوئے ایروبک طریقے سے اگایا گیا تھا۔ Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China)۔میڈیم (g/L): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, S.20r, S.08 0.022 H3BO3، 0.004 NaSiO3، 0016 NH3، 0016 NH3، 0016 NaH2PO4، 5.0 پیپٹون، 1.0 خمیر کا عرق اور 0.1 فیرک سائٹریٹ۔ آٹوکلیو کو 121 ° C پر 121 ° C سے پہلے inocsesile 2010 ° C کا استعمال کرتے ہوئے inocsile 2015 ° C. 400X میگنیفیکیشن پر ہلکے خوردبین کے نیچے ہیمو سائیٹومیٹر۔ ٹیکہ لگانے کے فوراً بعد پلانکٹونک سیوڈموناس ایروگینوسا کی ابتدائی سیل کی حراستی تقریباً 106 خلیات/ملی لیٹر تھی۔
الیکٹرو کیمیکل ٹیسٹ ایک کلاسک تھری الیکٹروڈ شیشے کے سیل میں کیے گئے جس کا درمیانی حجم 500 ملی لیٹر تھا۔ پلاٹینم شیٹ اور ایک سیچوریٹڈ کیلومل الیکٹروڈ (SCE) کو نمک کے پلوں سے بھری لگن کیپلیریوں کے ذریعے ری ایکٹر سے جوڑا گیا، کاؤنٹر اور ریفرنس الیکٹروڈ کے طور پر کام کر رہے تھے، بالترتیب کام کرنے والے الیکٹروڈز کو ربڑ کے ساتھ منسلک کیا گیا تھا۔ ہر ایک نمونے کے ساتھ منسلک اور epoxy سے ڈھکا، کام کرنے والے الیکٹروڈ کے لیے تقریباً 1 cm2 کا واحد رخا سطح کا رقبہ چھوڑ کر۔ الیکٹرو کیمیکل پیمائش کے دوران، نمونے 2216E میڈیم میں رکھے گئے اور پانی کے غسل میں مستقل انکیوبیشن درجہ حرارت (37 °C) پر برقرار رکھا گیا۔ OCP، LPR، EPOMIC ڈیٹا کا استعمال کرتے ہوئے ممکنہ پیمائش کی گئی تھی۔ potentiostat (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA)۔ LPR ٹیسٹ Eocp کے ساتھ -5 اور 5 mV کی حد سے زیادہ 0.125 mV s-1 کی اسکین کی شرح پر ریکارڈ کیے گئے اور 1 Hz کے نمونے لینے کی فریکوئنسی۔ EIS کو ایک سائن ویو کے ساتھ استعمال کیا گیا جس میں فریکوئنسی H010 سے m000 کی حد میں لاگو کیا گیا تھا۔ وولٹیج مستحکم حالت میں Eocp۔ ممکنہ جھاڑو سے پہلے، الیکٹروڈز اوپن سرکٹ موڈ میں تھے جب تک کہ ایک مستحکم فری سنکنرن ممکنہ قدر تک پہنچ نہ جائے۔ پولرائزیشن کے منحنی خطوط پھر -0.2 سے 1.5 V بمقابلہ Eocp 0.166 mV/s اسکین کی شرح پر چلائے گئے۔
میٹالوگرافک تجزیہ کے نمونوں کو میکانکی طور پر 2000 گرٹ گیلے SiC پیپر سے پالش کیا گیا اور پھر آپٹیکل مشاہدے کے لیے 0.05 μm Al2O3 پاؤڈر سسپنشن کے ساتھ مزید پالش کیا گیا۔ آپٹیکل مائیکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے میٹالوگرافک تجزیہ کیا گیا۔
انکیوبیشن کے بعد، نمونوں کو فاسفیٹ بفرڈ نمکین (PBS) محلول (pH 7.4 ± 0.2) کے ساتھ 3 بار دھویا گیا اور پھر 2.5% (v/v) glutaraldehyde کے ساتھ 10 گھنٹے کے لیے بائیو فلمز کو ٹھیک کیا گیا۔ بعد ازاں اسے پانی کی کمی کے ساتھ %50، %6 gra (%50، %50 gra) ہوا کے خشک ہونے سے پہلے 80%، 90%، 95% اور 100% v/v) ایتھنول۔ آخر میں، SEM مشاہدے کے لیے چالکتا فراہم کرنے کے لیے نمونے کی سطح کو گولڈ فلم کے ساتھ پھوٹا جاتا ہے۔ SEM تصاویر کو ان دھبوں پر مرکوز کیا گیا تھا جن کی سطح پر سب سے زیادہ سیسائل P. aeruginosa خلیات تھے۔ کنفوکل لیزر سکیننگ مائیکروسکوپ (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany) گڑھے کی گہرائی کی پیمائش کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ بائیو فلم کے نیچے سنکنرن گڑھوں کا مشاہدہ کرنے کے لیے، ٹیسٹ پیس کو سب سے پہلے چائنیز نیشنل اسٹینڈرڈ (CNS) GB/T4334.4-2000 کے مطابق صاف کیا گیا تھا تاکہ سطح پر موجود سنکنرن کو ہٹایا جا سکے۔
ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS، ESCALAB250 سطحی تجزیہ کا نظام، تھرمو VG، USA) تجزیہ ایک یک رنگی ایکس رے سورس (1500 eV انرجی اور 150 W پاور پر ایلومینیم Kα لائن) کا استعمال کرتے ہوئے ایک وسیع پابند توانائی کی حد پر کیا گیا تھا جو کہ معیاری حالات کے تحت 0-3Vres کے معیار کے مطابق تھا۔ 50 eV پاس انرجی اور 0.2 eV سٹیپ سائز کا استعمال کرتے ہوئے
انکیوبیٹڈ نمونوں کو ہٹا دیا گیا تھا اور 15 s45 کے لیے PBS (pH 7.4 ± 0.2) کے ساتھ آہستہ سے دھویا گیا تھا۔ نمونوں پر بائیو فلموں کی بیکٹیریل قابل عملیت کا مشاہدہ کرنے کے لیے، بائیو فلموں کو LIVE/DEAD BacLight BacLight Bacterial Viability Kit (Invitro, The USA) کے ساتھ داغ دیا گیا تھا۔ فلوروسینٹ رنگ، ایک سبز فلوروسینٹ SYTO-9 ڈائی اور ایک سرخ فلوروسینٹ پروپیڈیم آئوڈائڈ (PI) ڈائی۔ CLSM کے تحت، فلوروسینٹ سبز اور سرخ کے ساتھ نقطے بالترتیب زندہ اور مردہ خلیات کی نمائندگی کرتے ہیں۔ داغ لگانے کے لیے، ایک 1 ملی لیٹر مرکب جس میں 3-3inc μlPI اور μl3 μl پی آئی کا محلول تھا۔ اندھیرے میں کمرے کے درجہ حرارت (23 oC) پر 20 منٹ۔ اس کے بعد، داغ والے نمونوں کو Nikon CLSM مشین (C2 Plus, Nikon, Japan) کا استعمال کرتے ہوئے دو طول موج (488 nm زندہ خلیات اور 559 nm مردہ خلیات) پر دیکھا گیا۔
اس مضمون کا حوالہ کیسے دیا جائے: Li, H. et al.Microbial corrosion of 2707 super duplex stainless steel by marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 6، 20190; doi: 10.1038/srep20190 (2016)۔
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. thiosulfate.coros.science.80, 205–212 کی موجودگی میں کلورائد محلول میں LDX 2101 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کا تناؤ سنکنرن کریکنگ (205–212)۔
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS سپر ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل ویلڈز کے سنکنرن مزاحمت پر شیلڈنگ گیس میں حل ہیٹ ٹریٹمنٹ اور نائٹروجن کا اثر welds.coros.science.53, 1939–1947 (2011)
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. A Comparative Chemical Study of Microbial and Electrochemically Induced Pitting Corrosion in 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003)۔
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. chloride.Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012) کی موجودگی میں مختلف pH کے الکلین محلول میں 2205 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کا الیکٹرو کیمیکل رویہ۔
لٹل، بی جے، لی، جے ایس اینڈ رے، آر آئی سنکنرن پر میرین بائیو فلموں کا اثر: ایک مختصر جائزہ۔