דאנק איר פֿאַר באזוכן Nature.com.דער בלעטערער ווערסיע איר נוצן האט לימיטעד CSS שטיצן.פֿאַר דער בעסטער דערפאַרונג, מיר רעקאָמענדירן אַז איר נוצן אַ דערהייַנטיקט בלעטערער (אָדער דיסייבאַל קאַמפּאַטאַבילאַטי מאָדע אין Internet Explorer).אין דער דערווייל, צו ענשור פארבליבן שטיצן, מיר וועלן מאַכן דעם פּלאַץ אָן סטיילז און דזשאַוואַסקריפּט.
א קעראַסעל וואָס ווייזט דריי סליידז אין דער זעלביקער צייט.ניצן די פריערדיקע און ווייַטער קנעפּלעך צו מאַך דורך דריי סליידז אין אַ צייט, אָדער נוצן די סליידער קנעפּלעך אין די סוף צו מאַך דורך דריי סליידז אין אַ צייט.
לעצטנס, אַ כעמישער-פריי אַנטימיקראָביאַל פּלאַטפאָרמע באזירט אויף נאַנאָטעטשנאָלאָגי ניצן קינסטלעך וואַסער נאַנאָסטרוקטורעס (EWNS) איז דעוועלאָפּעד.EWNS האָבן אַ הויך ייבערפלאַך אָפּצאָל און זענען סאַטשערייטאַד מיט ריאַקטיוו זויערשטאָף מינים (ROS) וואָס קענען ינטעראַקט מיט און ינאַקטיווייט אַ נומער פון מייקראָואָרגאַניזאַמז, אַרייַנגערעכנט פוד-באָרנע פּאַטאַדזשאַנז.דאָ עס איז געוויזן אַז זייער פּראָפּערטיעס בעשאַס סינטעז קענען זיין פיין-טונד און אָפּטימיזעד צו פאַרבעסערן זייער אַנטיבאַקטיריאַל פּאָטענציעל.די EWNS לאַבאָראַטאָריע פּלאַטפאָרמע איז דיזיינד צו פיין-טון די פּראָפּערטיעס פון EWNS דורך טשאַנגינג די סינטעז פּאַראַמעטערס.קעראַקטעריסטיקס פון EWNS פּראָפּערטיעס (באַשולדיקונג, גרייס און אינהאַלט פון ROS) ניצן מאָדערן אַנאַליטיקאַל מעטהאָדס.אין אַדישאַן, זיי זענען עוואַלואַטעד פֿאַר זייער מיקראָביאַל ינאַקטיוויישאַן פּאָטענציעל קעגן פוד-באָרנע מייקראָואָרגאַניזאַמז אַזאַ ווי Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum און Saccharomyces cerevisiae.די רעזולטאַטן דערלאנגט דאָ באַווייַזן אַז די פּראָפּערטיעס פון EWNS קענען זיין פיין-טונד בעשאַס סינטעז, ריזאַלטינג אין אַ עקספּאָונענשאַל פאַרגרעסערן אין ינאַקטיוויישאַן עפעקטיווקייַט.אין באַזונדער, די ייבערפלאַך אָפּצאָל געוואקסן מיט אַ פאַקטאָר פון פיר און די ריאַקטיוו זויערשטאָף מינים געוואקסן.די מיקראָביאַל באַזייַטיקונג קורס איז געווען מייקראָוביאַל אָפענגיק און ריינדזשד פון 1.0 צו 3.8 קלאָץ נאָך אַ 45 מינוט ויסשטעלן צו אַ עראַסאַל דאָזע פון ​​40,000 #/cc EWNS.
מיקראָביאַל קאַנטאַמאַניישאַן איז די הויפּט סיבה פון עסנוואַרג-באָרנע קראַנקייַט געפֿירט דורך די ינדזשעסטשאַן פון פּאַטאַדזשאַנז אָדער זייער טאַקסאַנז.אין די פאַרייניקטע שטאַטן אַליין, פוד-באָרנע קראַנקייַט ז וועגן 76 מיליאָן ילנאַסיז, ​​325,000 שפּיטאָל אַדמישאַנז און 5,000 דעטס יעדער יאָר.אין אַדישאַן, די פאַרייניקטע שטאַטן דעפּאַרטמענט פון אַגריקולטורע (וסדאַ) עסטאַמאַץ אַז געוואקסן קאַנסאַמשאַן פון פריש פּראָדוקטן איז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר 48% פון אַלע רעפּאָרטעד עסנוואַרג-באָרנע ילנאַסיז אין די יו.די קאָס פון קרענק און טויט געפֿירט דורך פוד-באָרנע פּאַטאַדזשאַנז אין די יו.
דערווייַל, כעמישער 4, ראַדיאַציע 5 און טערמאַל 6 אַנטימיקראָביאַל ינטערווענטשאַנז צו ענשור עסנוואַרג זיכערקייַט זענען מערסטנס דורכגעקאָכט ביי לימיטעד קריטיש קאָנטראָל פונקטן (קקפּס) צוזאמען די פּראָדוקציע קייט (יוזשאַוואַלי נאָך שניט און / אָדער בעשאַס פּאַקקאַגינג) אלא ווי קאַנטיניואַסלי.אַזוי, זיי זענען פּראָנע צו קרייַז-קאַנטאַמאַניישאַן.7. בעסער קאָנטראָל פון פוד-באָרנע קראַנקייַט און עסנוואַרג ספּוילז ריקווייערז אַנטימיקראָביאַל ינטערווענטשאַנז וואָס קענען פּאַטענטשאַלי זיין געווענדט אַריבער די פאַרם-צו-טיש קאָנטינוום בשעת רידוסינג ינווייראַנמענאַל פּראַל און קאָס.
לעצטנס, אַ כעמישער-פריי, נאַנאָטעטשנאָלאָגי-באזירט אַנטימיקראָביאַל פּלאַטפאָרמע איז דעוועלאָפּעד וואָס קענען ינאַקטיווייט ייבערפלאַך און לופט-באָרן באַקטיריאַ מיט קינסטלעך וואַסער נאַנאָסטרוקטורעס (EWNS).EWNS איז געווען סינטאַסייזד ניצן צוויי פּאַראַלעל פּראַסעסאַז, עלעקטראָספּרייַ און וואַסער ייאַנאַזיישאַן (Fig. 1 אַ).פריער שטודיום האָבן געוויזן אַז EWNS האָבן אַ יינציק גאַנג פון גשמיות און בייאַלאַדזשיקאַל פּראָפּערטיעס8,9,10.EWNS האָבן אַ דורכשניטלעך פון 10 עלעקטראָנס פּער סטרוקטור און אַ דורכשניטלעך נאַנאָסקאַלע גרייס פון 25 נם (Fig. 1b,c)8,9,10.אין דערצו, עלעקטראָן ספּין רעזאַנאַנס (ESR) געוויזן אַז EWNS כּולל אַ גרויס סומע פון ​​ריאַקטיוו זויערשטאָף מינים (ROS), דער הויפּט הידראָקסיל (אָה•) און סופּעראַקסייד (אָ2-) ראַדאַקאַלז (פיג. 1ק)8.EVNS איז אין די לופט פֿאַר אַ לאַנג צייַט און קענען קאַלייד מיט מייקראָואָרגאַניזאַמז סוספּענדעד אין די לופט און פאָרשטעלן אויף די ייבערפלאַך, דעליווערינג זייער ראָס פּיילאָוד און קאָזינג ינאַקטיוויישאַן פון מייקראָואָרגאַניזאַמז (Fig. קסנומקסד).די פרי שטודיום אויך געוויזן אַז EWNS קענען ינטעראַקט מיט און ינאַקטיווייט פאַרשידן גראַם-נעגאַטיוו און גראַם-positive באַקטיריאַ, אַרייַנגערעכנט מיקאָבאַקטעריאַ, אויף סערפאַסיז און אין די לופט.טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּי געוויזן אַז די ינאַקטיוויישאַן איז געפֿירט דורך דיסראַפּשאַן פון די צעל מעמבראַנע.אין דערצו, אַקוטע ינאַליישאַן שטודיום האָבן געוויזן אַז הויך דאָסעס פון EWNS טאָן ניט פאַרשאַפן לונג שעדיקן אָדער אָנצינדונג 8 .
(אַ) עלעקטראָספּרייַ אַקערז ווען אַ הויך וואָולטידזש איז געווענדט צווישן אַ קאַפּאַלערי רער מיט פליסיק און אַ טאָמבאַנק ילעקטראָוד.(ב) די אַפּלאַקיישאַן פון הויך דרוק רעזולטאטן אין צוויי פאַרשידענע דערשיינונגען: (איך) עלעקטראָספּרייינג פון וואַסער און (ii) פאָרמירונג פון ריאַקטיוו זויערשטאָף מינים (יאַנז) טראַפּט אין די EWNS.(c) די יינציק סטרוקטור פון EWNS.(ד) רעכט צו זייער נאַנאָסקאַלע נאַטור, EWNS זענען העכסט רירעוודיק און קענען ינטעראַקט מיט ערבאָרנע פּאַטאַדזשאַנז.
די פיייקייט פון די EWNS אַנטימיקראָביאַל פּלאַטפאָרמע צו ינאַקטיווייט פוד-באָרנע מייקראָואָרגאַניזאַמז אויף די ייבערפלאַך פון פריש עסנוואַרג איז אויך לעצטנס דעמאַנסטרייטיד.עס איז אויך געוויזן אַז די ייבערפלאַך אָפּצאָל פון EWNS אין קאָמבינאַציע מיט אַן עלעקטריש פעלד קענען זיין געוויינט צו דערגרייכן טאַרגעטעד עקספּרעס.דערצו, פּרילימאַנערי רעזולטאַטן פֿאַר אָרגאַניק טאַמאַטאָוז נאָך 90 מינוט ויסשטעלן אין אַן EWNS פון וועגן 50,000 #/cm3 זענען ינקעראַדזשינג, מיט פאַרשידן פוד-באָרנע מייקראָואָרגאַניזאַמז אַזאַ ווי E. קאָלי און ליסטעריאַ 11 באמערקט.אין דערצו, פּרילימאַנערי אָרגאַנאָלעפּטיק טעסץ געוויזן קיין סענסערי יפעקץ קאַמפּערד מיט קאָנטראָל טאַמאַטאָוז.כאָטש די ערשט ינאַקטיוויישאַן רעזולטאַטן זענען ינקעראַדזשינג פֿאַר עסנוואַרג זיכערקייַט אַפּלאַקיישאַנז אפילו אין זייער נידעריק EWNS דאָסעס פון 50,000 # / סיסי.זען, עס איז קלאָר אַז אַ העכער ינאַקטיוויישאַן פּאָטענציעל וואָלט זיין מער וווילטויק צו ווייַטער רעדוצירן די ריזיקירן פון ינפעקציע און ספּוילז.
דאָ, מיר וועלן פאָקוס אונדזער פאָרשונג אויף דער אַנטוויקלונג פון אַן EWNS דור פּלאַטפאָרמע צו געבן פיין טונינג פון סינטעז פּאַראַמעטערס און אַפּטאַמאַזיישאַן פון די פיזיקאָטשעמיקאַל פּראָפּערטיעס פון EWNS צו פאַרבעסערן זייער אַנטיבאַקטיריאַל פּאָטענציעל.אין באַזונדער, אַפּטאַמאַזיישאַן איז פאָוקיסט אויף ינקריסינג זייער ייבערפלאַך אָפּצאָל (צו פֿאַרבעסערן טאַרגעטעד עקספּרעס) און ROS אינהאַלט (צו פֿאַרבעסערן ינאַקטיוויישאַן עפעקטיווקייַט).קעראַקטערייז אָפּטימיזעד פיזיקאָ-כעמיש פּראָפּערטיעס (גרייס, אָפּצאָל און ראָס אינהאַלט) ניצן מאָדערן אַנאַליטיקאַל מעטהאָדס און נוצן פּראָסט עסנוואַרג מייקראָואָרגאַניזאַמז אַזאַ ווי E.
EVNS איז סינטאַסייזד דורך סיימאַלטייניאַס ילעקטראָוספּרייינג און ייאַנאַזיישאַן פון הויך ריינקייַט וואַסער (18 MΩ סענטימעטער-1).די עלעקטריש נעביאַלייזער 12 איז טיפּיקלי געניצט פֿאַר די אַטאָמיזיישאַן פון ליקווידס און די סינטעז פון פּאָלימער און סעראַמיק פּאַרטיקאַלז 13 און פייבערז 14 פון קאַנטראָולד גרייס.
ווי דיטיילד אין די פריערדיקע אויסגאבעס 8, 9, 10, 11, אין אַ טיפּיש עקספּערימענט, אַ הויך וואָולטידזש איז געווען געווענדט צווישן אַ מעטאַל קאַפּאַלערי און אַ גראָונדעד טאָמבאַנק ילעקטראָוד.בעשאַס דעם פּראָצעס, צוויי פאַרשידענע דערשיינונגען פאַלן: i) עלעקטראָספּריי און וו) וואַסער ייאַנאַזיישאַן.א שטארקע עלעקטרישע פעלד צווישן די צוויי ילעקטראדעס מאכט זיך אויפבויען נעגאטיווע טשאַרדזשיז אויפן אויבערפלאך פון די קאנדענסט וואסער, וואס ריזאַלטינג אין די פאָרמירונג פון טיילער קאָנעס.אלס רעזולטאט, ווערן געשאפן הויך באלאנגען וואסער טראפנס, וועלכע ווערן ווייטער צעבראכן אין קלענערע פּאַרטיקאַלז, ווי אין דער ריילע טעאריע16.אין דער זעלביקער צייט, שטאַרק עלעקטריק פעלדער פאַרשאַפן עטלעכע וואַסער מאַלאַקיולז צו שפּאַלטן און אַוועק די עלעקטראָנס (יאָניזירן), וואָס פירט צו די פאָרמירונג פון אַ גרויס סומע פון ​​ריאַקטיוו זויערשטאָף מינים (ROS)17.סיימאַלטייניאַסלי דזשענערייטאַד ROS18 איז געווען ענקאַפּסאַלייטיד אין EWNS (Fig. 1c).
אויף פ.2a ווייזט די EWNS דור סיסטעם דעוועלאָפּעד און געוויינט אין די EWNS סינטעז אין דעם לערנען.פּיוראַפייד וואַסער סטאָרד אין אַ פארמאכט פלאַש איז געווען פאסטעכער דורך אַ טעפלאָן רער (2 מם ינער דיאַמעטער) אין אַ 30 ג ומבאַפלעקט שטאָל נאָדל (מעטאַל קאַפּאַלערי).די לויפן פון וואַסער איז קאַנטראָולד דורך די לופט דרוק ין די פלאַש, ווי געוויזן אין פיגורע 2ב.די נאָדל איז מאָונטעד אויף אַ טעפלאָן קאַנסאָול און קענען זיין מאַניואַלי אַדזשאַסטיד צו אַ זיכער ווייַטקייט פון די טאָמבאַנק ילעקטראָוד.די טאָמבאַנק ילעקטראָוד איז אַ פּאַלישט אַלומינום דיסק מיט אַ לאָך אין דעם צענטער פֿאַר מוסטערונג.ונטער דער טאָמבאַנק ילעקטראָוד איז אַן אַלומינום מוסטערונג לייקע, וואָס איז פארבונדן צו די רעשט פון די יקספּערמענאַל סעטאַפּ דורך אַ מוסטערונג פּאָרט (Fig. 2b).כּדי צו ויסמיידן טשאַרדזשיז וואָס קען צעשטערן די סאַמפּלער אָפּעראַציע, אַלע סאַמפּלער קאַמפּאָונאַנץ זענען עלעקטריק גראָונדעד.
(אַ) ענדזשאַנירד וואַסער נאַנאָסטרוקטורע גענעראַטיאָן סיסטעם (EWNS).(ב) קרייַז-אָפּטיילונג פון די סאַמפּלער און עלעקטראָספּריי, ווייַזונג די מערסט וויכטיק פּאַראַמעטערס.(C) עקספּערימענטאַל סעטאַפּ פֿאַר ינאַקטיוויישאַן פון באַקטיריאַ.
די EWNS דור סיסטעם דיסקרייבד אויבן איז טויגעוודיק פון טשאַנגינג שליסל אַפּערייטינג פּאַראַמעטערס צו פאַסילאַטייט די פיין טונינג פון די EWNS פּראָפּערטיעס.סטרויערן די געווענדט וואָולטידזש (V), די דיסטאַנסע צווישן די נאָדל און די טאָמבאַנק ילעקטראָוד (ל) און די וואַסער לויפן (φ) דורך די קאַפּאַלערי צו פיין-טון די EWNS קעראַקטעריסטיקס.סימבאָל געניצט צו פאָרשטעלן פאַרשידענע קאַמבאַניישאַנז: [V (קוו), ל (סענטימעטער)].סטרויערן די וואַסער לויפן צו באַקומען אַ סטאַביל טיילער שישקע פון ​​אַ זיכער גאַנג [V, L].פֿאַר די צילן פון דעם לערנען, די עפענונג דיאַמעטער פון די טאָמבאַנק ילעקטראָוד (ד) איז געהאלטן בייַ 0.5 אינטשעס (1.29 סענטימעטער).
צוליב דער באגרעניצטער געאמעטריע און אסיממעטריע קען מען נישט אויסרעכענען די עלעקטרישע פעלד שטארקייט פון ערשטע פרינציפן.אַנשטאָט, די QuickField ™ ווייכווארג (Svendborg, דענמאַרק)19 איז געניצט צו רעכענען די עלעקטריק פעלד.די עלעקטריש פעלד איז נישט מונדיר, אַזוי די ווערט פון די עלעקטריק פעלד אין די שפּיץ פון די קאַפּאַלערי איז געניצט ווי אַ רעפֿערענץ ווערט פֿאַר פאַרשידן קאַנפיגיעריישאַנז.
בעשאַס די לערנען, עטלעכע קאַמבאַניישאַנז פון וואָולטידזש און דיסטאַנסע צווישן די נאָדל און די טאָמבאַנק ילעקטראָוד זענען עוואַלואַטעד אין טערמינען פון טיילער שישקע פאָרמירונג, טיילער שישקע פעסטקייַט, EWNS פּראָדוקציע פעסטקייַט און רעפּראָדוסיביליטי.פאַרשידן קאַמבאַניישאַנז זענען געוויזן אין סאַפּלאַמענטערי טאַבלע ס 1.
דער רעזולטאַט פון די EWNS דור סיסטעם איז געווען קאָננעקטעד גלייַך צו אַ סקאַנינג מאָביליטי פּאַרטאַקאַל גרייס אַנאַליזער (SMPS, מאָדעל 3936, TSI, Shoreview, MN) פֿאַר מעזשערמאַנט פון פּאַרטאַקאַל נומער קאַנסאַנטריישאַן, ווי געזונט ווי צו אַן אַעראָסאָל פאַראַדייַ עלעקטראָמעטער (TSI, מאָדעל 3068B, Shoreview, MN).) פֿאַר אַעראָסאָל קעראַנץ איז געמאסטן ווי דיסקרייבד אין אונדזער פריערדיקן ויסגאַבע.ביידע די SMPS און די אַעראָסאָל עלעקטראָמעטער סאַמפּאַלד מיט אַ לויפן קורס פון 0.5 ל / מין (גאַנץ מוסטער לויפן 1 ל / מין).די נומער קאַנסאַנטריישאַן פון פּאַרטיקאַלז און די אַעראָסאָל לויפן זענען געמאסטן פֿאַר 120 סעקונדעס.די מעזשערמאַנט איז ריפּיטיד 30 מאל.באַזירט אויף קראַנט מעזשערמאַנץ, די גאַנץ אַעראָסאָל אָפּצאָל איז קאַלקיאַלייטיד און די דורכשניטלעך EWNS אָפּצאָל איז עסטימאַטעד פֿאַר אַ געגעבן גאַנץ נומער פון אויסגעקליבן EWNS פּאַרטיקאַלז.די דורכשניטלעך פּרייַז פון EWNS קענען זיין קאַלקיאַלייטיד ניצן יקווייזשאַן (1):
ווו IEl איז די געמאסטן קראַנט, NSMPS איז די דיגיטאַל קאַנסאַנטריישאַן געמאסטן מיט די SMPS, און φEl איז די לויפן קורס פּער עלעקטראָמעטער.
ווייַל קאָרעוו הומידיטי (רה) אַפעקץ ייבערפלאַך אָפּצאָל, טעמפּעראַטור און (רה) זענען געהאלטן קעסיידערדיק בעשאַס דער עקספּערימענט ביי 21 ° C און 45% ריספּעקטיוולי.
אַטאָמישע קראַפט מיקראָסקאָפּי (AFM), אַסילום MFP-3D (אַסילום פאָרשונג, סאַנטאַ באַרבאַראַ, CA) און AC260T זאָנד (אָלימפּוס, טאָקיאָ, יאַפּאַן) זענען געניצט צו מעסטן די גרייס און לעבן פון די EWNS.די AFM סקאַנינג אָפטקייַט איז געווען 1 הז, די סקאַנינג געגנט איז געווען 5 μm × 5 μm, און 256 יבערקוקן שורות.אַלע בילדער זענען אונטערטעניק צו דער ערשטער סדר בילד אַליינמאַנט מיט אַסילום ווייכווארג (מאַסקע קייט 100 נם, שוועל 100 PM).
די פּראָבע לייקע איז אַוועקגענומען און די מיקאַ ייבערפלאַך איז געשטעלט אין אַ ווייַטקייט פון 2.0 סענטימעטער פון די טאָמבאַנק ילעקטראָוד פֿאַר אַ דורכשניטלעך צייט פון 120 ס צו ויסמיידן פּאַרטאַקאַל אַגגלאָמעריישאַן און פאָרמירונג פון ירעגיאַלער דראַפּלאַץ אויף די מיקאַ ייבערפלאַך.EWNS איז ספּרייד גלייַך אַנטו די ייבערפלאַך פון פרעשלי שנייַדן מיקאַ (טעד פּעללאַ, רעדינג, CA).בילד פון די מיקאַ ייבערפלאַך מיד נאָך AFM ספּאַטערינג.דער קאָנטאַקט ווינקל פון די ייבערפלאַך פון פרעשלי שנייַדן אַנמאָדיפיעד מיקאַ איז נאָענט צו 0 °, אַזוי EVNS איז פונאנדערגעטיילט אויף די מיקאַ ייבערפלאַך אין די פאָרעם פון אַ קופּאָל.דער דיאַמעטער (אַ) און הייך (ה) פון די דיפיוזינג דראַפּלאַץ זענען געמאסטן גלייַך פֿון די AFM טאַפּאַגראַפי און געוויינט צו רעכענען די EWNS דאָומד דיפיוזשאַן באַנד מיט אונדזער פריער וואַלאַדייטאַד אופֿן.אַסומינג די אַנבאָרד EWNS האָבן די זעלבע באַנד, דער עקוויוואַלענט דיאַמעטער קענען זיין קאַלקיאַלייטיד ניצן יקווייזשאַן (2):
באַזירט אויף אונדזער פריער דעוועלאָפּעד אופֿן, אַן עלעקטראָן ספּין רעזאַנאַנס (ESR) ומדריי טראַפּ איז געניצט צו דעטעקט דעם בייַזייַן פון קורץ-געלעבט ראַדיקאַל ינטערמידיאַץ אין EWNS.אַעראָסאָלס זענען באַבאַלד דורך אַ 650 μם מידגעט ספּאַגער (Ace Glass, Vineland, NJ) מיט אַ 235 מם לייזונג פון DEPMPO (5-(דיעטהאָקסיפאָספאָריל) -5-מעטהיל-1-פּירראָלינע-ען-אַקסייד) (אָקסיס אינטערנאַציאָנאַלער ינק.).פּאָרטלאַנד, אָרעגאָן).אַלע ESR מעזשערמאַנץ זענען דורכגעקאָכט מיט אַ Bruker EMX ספּעקטראָמעטער (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) און אַ פלאַך טאַפליע צעל.די אַקוויסיט ווייכווארג (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) איז געניצט צו זאַמלען און אַנאַלייז די דאַטן.די באַשטימונג פון די קעראַקטעריסטיקס פון די ROS איז געפירט אויס בלויז פֿאַר אַ גאַנג פון אַפּערייטינג באדינגונגען [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער].EWNS קאַנסאַנטריישאַנז זענען געמאסטן מיט די SMPS נאָך אַקאַונטינג פֿאַר EWNS לאָססעס אין די ימפּאַקטאָר.
אָזאָנע לעוועלס זענען מאָניטאָרעד מיט אַ 205 דואַל שטראַל אָזאָנע מאָניטאָר ™ (2 ב טעטשנאָלאָגיעס, באָולדער, קאָו) 8,9,10.
פֿאַר אַלע EWNS פּראָפּערטיעס, די דורכשניטלעך ווערט איז געניצט ווי די מעזשערמאַנט ווערט, און דער נאָרמאַל דיווייישאַן איז געניצט ווי די מעזשערמאַנט טעות.ט-טעסטס זענען דורכגעקאָכט צו פאַרגלייַכן די וואַלועס פון די אָפּטימיזעד EWNS אַטריביוץ מיט די קאָראַספּאַנדינג וואַלועס פון די באַזע EWNS.
פיגור 2c ווייזט אַ פריער דעוועלאָפּעד און קעראַקטערייזד ילעקטראָוסטאַטיק אָפּזאַץ (EPES) "ציען" סיסטעם וואָס קענען זיין געוויינט פֿאַר טאַרגעטעד עקספּרעס פון EWNS אויף די ייבערפלאַך.EPES ניצט EVNS טשאַרדזשיז וואָס קענען זיין "גיידיד" גלייַך צו די ייבערפלאַך פון די ציל אונטער דער השפּעה פון אַ שטאַרק עלעקטריק פעלד.דעטאַילס פון די EPES סיסטעם זענען דערלאנגט אין אַ פריש ויסגאַבע פון ​​Pyrgiotakis et al.11 .אזוי, EPES באשטייט פון אַ 3 ד געדרוקט פּווק קאַמער מיט טייפּערד ענדס און כּולל צוויי פּאַראַלעל ומבאַפלעקט שטאָל (304 ומבאַפלעקט שטאָל, שפּיגל קאָוטאַד) מעטאַל פּלאַטעס אין די צענטער 15.24 סענטימעטער באַזונדער.די באָרדז זענען פארבונדן צו אַ פונדרויסנדיק הויך וואָולטידזש מקור (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), די דנאָ טעלער איז שטענדיק פארבונדן צו positive וואָולטידזש, און די שפּיץ טעלער איז שטענדיק פארבונדן צו ערד (פלאָוטינג ערד).די קאַמער ווענט זענען באדעקט מיט אַלומינום שטער, וואָס איז עלעקטריק גראָונדעד צו פאַרמייַדן פּאַרטאַקאַל אָנווער.דער קאַמער האט אַ געחתמעט פראָנט לאָודינג טיר וואָס אַלאַוז פּרובירן סערפאַסיז צו זיין געשטעלט אויף פּלאַסטיק סטאַנדז וואָס הייבן זיי העכער די דנאָ מעטאַל טעלער צו ויסמיידן הויך וואָולטידזש ינטערפיראַנס.
די דעפּאַזישאַן עפעקטיווקייַט פון EWNS אין EPES איז קאַלקיאַלייטיד לויט אַ פריער דעוועלאָפּעד פּראָטאָקאָל דיטיילד אין סופּפּלעמענטאַרי פיגור ס111.
ווי אַ קאָנטראָל קאַמער, אַ צווייטע סילינדריקאַל לויפן קאַמער איז געווען קאָננעקטעד אין סעריע צו די EPES סיסטעם, אין וואָס אַ ינטערמידייט HEPA פילטער איז געניצט צו באַזייַטיקן EWNS.ווי געוויזן אין פיגורע 2c, די EWNS עראַסאַל איז פּאַמפּט דורך צוויי געבויט-אין טשיימבערז.דער פילטער צווישן די קאָנטראָל צימער און EPES רימוווז קיין רוען EWNS ריזאַלטינג אין דער זעלביקער טעמפּעראַטור (ה), קאָרעוו הומידיטי (רה) און אָזאָנע לעוועלס.
וויכטיק פוד-באָרנע מייקראָואָרגאַניזאַמז זענען געפֿונען צו קאַנטאַמאַנייט פריש פודז אַזאַ ווי E. קאָלי (ATCC #27325), פעקאַל גראדן, סאַלמאָנעללאַ ענטעריקאַ (ATCC #53647), פוד-באָרנע פּאַטאַדזשאַן, ליסטעריאַ ומשעדלעך (ATCC #33090), סעראַגאַט פֿאַר פּאַטאַדזשעניק ליסטעריאַ מאָנאָסיטאָגענעס, (CCAT) 4098), אַ פאַרטרעטער פֿאַר קאַליע הייוון, און אַ מער קעגנשטעליק ינאַקטיווייטיד באַקטיריאַ, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
קויפן טראַפ באָקסעס פון אָרגאַניק ווייַנטרויב טאַמאַטאָוז פון דיין היגע מאַרק און ריפרידזשערייט ביי 4 ° C ביז נוצן (אַרויף צו 3 טעג).די יקספּערמענאַל טאַמאַטאָוז זענען אַלע די זעלבע גרייס, וועגן 1/2 אינטש אין דיאַמעטער.
די פּראָטאָקאָלס פֿאַר קולטור, ינאַקיאַליישאַן, ויסשטעלן און קאַלאַני ציילן זענען דיטיילד אין אונדזער פריערדיקן ויסגאַבע און דיטיילד אין די סאַפּלאַמענערי דאַטן.די יפעקטיוונאַס פון EWNS איז עוואַלואַטעד דורך יקספּאָוזינג ינאַקיאַלייטיד טאַמאַטאָוז צו 40,000 #/cm3 פֿאַר 45 מינוט.בעקיצער, דריי טאַמאַטאָוז זענען געניצט צו אָפּשאַצן די סערווייווינג מייקראָואָרגאַניזאַמז אין צייט ה = 0 מין.דריי טאַמאַטאָוז זענען געשטעלט אין EPES און יקספּאָוזד צו EWNS ביי 40,000 # / קק (EWNS יקספּאָוזד טאַמאַטאָוז) און די רוען דריי זענען געשטעלט אין די קאָנטראָל קאַמער (קאָנטראָל טאַמאַטאָוז).נאָך פּראַסעסינג פון טאַמאַטאָוז אין ביידע גרופּעס איז נישט דורכגעקאָכט.EWNS-יקספּאָוזד טאַמאַטאָוז און קאָנטראָל טאַמאַטאָוז זענען אַוועקגענומען נאָך 45 מינוט צו אָפּשאַצן די ווירקונג פון EWNS.
יעדער עקספּערימענט איז דורכגעקאָכט אין דרייַסיק.דאַטאַ אַנאַליסיס איז דורכגעקאָכט לויט די פּראָטאָקאָל דיסקרייבד אין סאַפּלאַמענטערי דאַטאַ.
ינאַקטיוואַטיאָן מעקאַניזאַמז זענען אַססעססעד דורך סעדאַמאַנטיישאַן פון יקספּאָוזד EWNS סאַמפּאַלז (45 מינוט ביי 40,000 #/cm3 EWNS עראַסאַל קאַנסאַנטריישאַן) און ניט-יריידיייטיד סאַמפּאַלז פון ומשעדלעך באַקטיריאַ E. קאָלי, סאַלמאָנעללאַ ענטעריקאַ און לאַקטאָבאַסיללוס.די פּאַרטיקאַלז זענען פאַרפעסטיקט אין 2.5% גלוטאַראַלדעהידע, 1.25% פּאַראַפאָרמאַלדעהידע און 0.03% פּיקריק זויער אין 0.1 ם סאָדיום קאַקאָדילאַטע באַפער (pH 7.4) פֿאַר 2 שעה אין צימער טעמפּעראַטור.נאָך וואַשינג, פּאָסט-פאַרריכטן מיט 1% אָסמיום טעטראָקסידע (אָסאָ4) / ​​1.5% פּאַטאַסיאַם פערראָסיאַנייד (KFeCN6) פֿאַר 2 שעה, וואַש 3 מאל אין וואַסער און ינגקיובייט אין 1% וראַניל אַסאַטייט פֿאַר 1 שעה, דעמאָלט וואַשן צוויי מאָל אין וואַסער, דעמאָלט דעכיידרירן אין פֿאַר 10%, 0%, 0% אַלקאָהאָל, 0%, 0% אַלקאָהאָל, 0%, 0%, 0% אַלקאָהאָל, 0% אַסעטאַטע פֿאַר 1 שעה.די סאַמפּאַלז זענען דעמאָלט געשטעלט אין פּראָפּילענע אַקסייד פֿאַר 1 שעה און ימפּרעגנייטאַד מיט אַ 1: 1 געמיש פון פּראָפּילענע אַקסייד און TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA).די סאַמפּאַלז זענען עמבעדיד אין TAAB Epon און פּאַלימערייזד ביי 60 ° C פֿאַר 48 שעה.די געהיילט גראַניאַלער סמאָלע איז שנייַדן און וויזשוואַלייזד דורך TEM ניצן אַ קאַנווענשאַנאַל טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּ JEOL 1200EX (JEOL, טאָקיאָ, יאַפּאַן) יקוויפּט מיט אַן AMT 2k CCD אַפּאַראַט (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, USA).
אַלע יקספּעראַמאַנץ זענען דורכגעקאָכט אין טריפּליקאַט.פֿאַר יעדער צייט פונט, באַקטיריאַל וואַשיז זענען סידעד אין טריפּליקאַט, ריזאַלטינג אין אַ גאַנץ פון נייַן דאַטן ווייזט פּער פונט, די דורכשניטלעך פון וואָס איז געניצט ווי די באַקטיריאַל קאַנסאַנטריישאַן פֿאַר דעם באַזונדער מייקראָואָרגאַניזאַם.דער נאָרמאַל דיווייישאַן איז געניצט ווי די מעזשערמאַנט טעות.אַלע פונקטן ציילן.
די לאָגאַריטהם פון די פאַרקלענערן אין די קאַנסאַנטריישאַן פון באַקטיריאַ קאַמפּערד צו t = 0 מין איז קאַלקיאַלייטיד מיט די פאלגענדע פאָרמולע:
ווו C0 איז די קאַנסאַנטריישאַן פון באַקטיריאַ אין די קאָנטראָל מוסטער אין צייט 0 (ד"ה נאָך די ייבערפלאַך איז דאַר אָבער איידער זיי שטעלן אין די קאַמער) און Cn איז די קאַנסאַנטריישאַן פון באַקטיריאַ אויף די ייבערפלאַך נאָך n מינוט פון ויסשטעלן.
צו רעכענען די נאַטירלעך דערנידעריקונג פון באַקטיריאַ בעשאַס די 45-מינוט ויסשטעלן, די קלאָץ רעדוקציע קאַמפּערד מיט די קאָנטראָל נאָך 45 מינוט איז אויך קאַלקיאַלייטיד ווי גייט:
ווו Cn איז די קאַנסאַנטריישאַן פון באַקטיריאַ אין די קאָנטראָל מוסטער אין צייט n און Cn-Control איז די קאַנסאַנטריישאַן פון קאָנטראָל באַקטיריאַ אין צייט n.דאַטן זענען דערלאנגט ווי אַ קלאָץ רעדוקציע קאַמפּערד מיט קאָנטראָל (קיין EWNS ויסשטעלן).
בעשאַס די לערנען, עטלעכע קאַמבאַניישאַנז פון וואָולטידזש און דיסטאַנסע צווישן די נאָדל און די טאָמבאַנק ילעקטראָוד זענען עוואַלואַטעד אין טערמינען פון טיילער שישקע פאָרמירונג, טיילער שישקע פעסטקייַט, EWNS פּראָדוקציע פעסטקייַט און רעפּראָדוסיביליטי.פאַרשידן קאַמבאַניישאַנז זענען געוויזן אין סאַפּלאַמענטערי טאַבלע ס 1.צוויי קאַסעס וואָס ווייַזן סטאַביל און רעפּראָדוסיבלע פּראָפּערטיעס (טיילער שישקע, EWNS דור, און פעסטקייַט איבער צייַט) זענען אויסגעקליבן פֿאַר פולשטענדיק לערנען.אויף פ.פיגורע 3 ווייזט די רעזולטאַטן פֿאַר די אָפּצאָל, גרייס און אינהאַלט פון ROS אין ביידע קאַסעס.די רעזולטאַטן זענען אויך געוויזן אין טאַבלע 1. פֿאַר דערמאָנען, ביידע פיגורע 3 און טיש 1 אַרייַננעמען די פּראָפּערטיעס פון די פריער סינטיסייזד ניט-אָפּטימיזעד EWNS8, 9, 10, 11 (באַסעלינע-עוונס).סטאַטיסטיש באַטייַט חשבונות מיט אַ צוויי-טיילד ה-פּרובירן זענען ריפּובלישאַנד אין סאַפּלאַמענטערי טאַבלע ס 2.אין אַדישאַן, נאָך דאַטן אַרייַננעמען שטודיום פון די ווירקונג פון טאָמבאַנק ילעקטראָוד מוסטערונג לאָך דיאַמעטער (ד) און די ווייַטקייט צווישן ערד ילעקטראָוד און שפּיץ (ל) (סופּפּלעמענטאַרי פיגיערז ס 2 און ס 3).
(אַק) גרייס פאַרשפּרייטונג געמאסטן דורך AFM.(דף) ייבערפלאַך אָפּצאָל קוואַליטעט.(ג) ראָס כאַראַקטעריזיישאַן פון די EPR.
עס איז אויך וויכטיק צו טאָן אַז פֿאַר אַלע די אויבן טנאָים, די געמאסטן ייאַנאַזיישאַן קראַנט איז געווען צווישן 2 און 6 μA און וואָולטידזש צווישן -3.8 און -6.5 קוו, ריזאַלטינג אין אַ מאַכט קאַנסאַמשאַן פון ווייניקער ווי 50 מוו פֿאַר דעם איין EWNS דור קאָנטאַקט מאָדולע.כאָטש EWNS איז געווען סינטאַסייזד אונטער הויך דרוק, אָזאָנע לעוועלס זענען זייער נידעריק, קיינמאָל יקסיד 60 פּפּב.
סופּפּלעמענטאַרי פיגור ס 4 ווייזט די סימיאַלייטיד עלעקטריק פעלדער פֿאַר די [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] און [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער] ריספּעקטיוולי.פֿאַר די [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] און [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער] סינעריאָוז, די פעלד חשבונות זענען ריספּעקטיוולי 2 × 105 וו/ם און 4.7 × 105 וו/ם.דאָס איז דערוואַרט, ווייַל אין די רגע פאַל די וואָולטידזש-ווייַטקייט פאַרהעלטעניש איז פיל העכער.
אויף פ.3 אַ, ב ווייזט די EWNS דיאַמעטער געמאסטן מיט די AFM8.די קאַלקיאַלייטיד דורכשניטלעך EWNS דיאַמעטערס זענען 27 נם און 19 נם פֿאַר די [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] און [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער] סקימז ריספּעקטיוולי.פֿאַר די [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] און [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער] סינעריאָוז, די דזשיאַמעטריק נאָרמאַל דיווייישאַנז פון די דיסטריביושאַנז זענען 1.41 און 1.45, ריספּעקטיוולי, ינדאַקייטינג אַ שמאָל גרייס פאַרשפּרייטונג.ביידע די דורכשניטלעך גרייס און די דזשיאַמעטריק נאָרמאַל דיווייישאַן זענען זייער נאָענט צו די באַסעלינע EWNS, ביי 25 נם און 1.41 ריספּעקטיוולי.אויף פ.3c ווייזט די גרייס פאַרשפּרייטונג פון די באַזע EWNS געמאסטן מיט דער זעלביקער אופֿן אונטער די זעלבע באדינגונגען.
אויף פ.3 ד, ע ווייזט די רעזולטאַטן פון באַשולדיקונג כאַראַקטעריזיישאַן.דאַטן זענען דורכשניטלעך מעזשערמאַנץ פון 30 סיימאַלטייניאַס מעזשערמאַנץ פון קאַנסאַנטריישאַן (#/cm3) און קראַנט (איך).די אַנאַליסיס ווייזט אַז די דורכשניטלעך אָפּצאָל אויף די EWNS איז 22 ± 6 E- און 44 ± 6 E- פֿאַר [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] און [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער], ריספּעקטיוולי.זיי האָבן באטייטיק העכער ייבערפלאַך טשאַרדזשיז קאַמפּערד מיט באַסעלינע EWNS (10 ± 2 E-), צוויי מאָל גרעסער ווי די [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] סצענאַר און פיר מאָל גרעסער ווי די [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער].פיגורע 3f ווייזט די אָפּצאָל.דאַטן פֿאַר Baseline-EWNS.
פֿון די קאַנסאַנטריישאַן מאַפּס פון די EWNS נומער (סופּפּלעמענטאַרי פיגיערז S5 און S6), עס קענען זיין געזען אַז די [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער] סצענאַר האט באטייטיק מער פּאַרטיקאַלז ווי די [-3.8 קוו, 0.5 סענטימעטער] סצענאַר.עס איז אויך כדאי צו באמערקן אַז די EWNS נומער קאַנסאַנטריישאַן איז מאָניטאָרעד אַרויף צו 4 שעה (סופּפּלעמענטאַרי פיגיערז S5 און S6), ווו די EWNS דור פעסטקייַט געוויזן די זעלבע לעוועלס פון פּאַרטאַקאַל נומער קאַנסאַנטריישאַן אין ביידע קאַסעס.
אויף פ.3g ווייזט די EPR ספּעקטרום נאָך כיסער פון די אָפּטימיזעד EWNS קאָנטראָל (הינטערגראָונד) ביי [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער].די ROS ספּעקטראַ זענען אויך קאַמפּערד מיט די באַסעלינע-EWNS סצענאַר אין אַ פריער ארויס ווערק.די נומער פון EWNS ריאַקטינג מיט ומדריי טראַפּס איז קאַלקיאַלייטיד צו זיין 7.5 × 104 EWNS / s, וואָס איז ענלעך צו די פריער ארויס באַסעלינע-EWNS8.די EPR ספּעקטראַ האט קלאר געוויזן די בייַזייַן פון צוויי טייפּס פון ראָס, מיט אָ2- זייַענדיק די פּרידאַמאַנאַנט מינים און OH• זייַענדיק ווייניקער שעפעדיק.אין אַדישאַן, אַ דירעקט פאַרגלייַך פון די שפּיץ ינטענסאַטיז געוויזן אַז די אָפּטימיזעד EWNS האט אַ באטייטיק העכער ROS אינהאַלט קאַמפּערד מיט די באַסעלינע EWNS.
אויף פ.4 ווייזט די דעפּאַזישאַן עפעקטיווקייַט פון EWNS אין EPES.די דאַטן זענען אויך סאַמערייזד אין טאַבלע איך און קאַמפּערד מיט די אָריגינעל EWNS דאַטן.פֿאַר ביידע קאַסעס פון EUNS, די דעפּאַזישאַן איז נאָענט צו 100% אפילו ביי אַ נידעריק וואָולטידזש פון 3.0 קוו.טיפּיקאַללי, 3.0 קוו איז גענוג פֿאַר 100% דעפּאַזישאַן, ראַגאַרדלאַס פון ייבערפלאַך אָפּצאָל ענדערונג.אונטער די זעלבע באדינגונגען, די דעפּאַזישאַן עפעקטיווקייַט פון באַסעלינע-EWNS איז בלויז 56% רעכט צו דער נידעריקער אָפּצאָל (דורכשניטלעך 10 עלעקטראָנס פּער EWNS).
אויף פ.5 און אין טיש.2 סאַמערייזיז די ינאַקטיוויישאַן ווערט פון מייקראָואָרגאַניזאַמז ינאַקיאַלייטיד אויף די ייבערפלאַך פון טאַמאַטאָוז נאָך ויסשטעלן צו וועגן 40,000 #/cm3 EWNS פֿאַר 45 מינוט אין די אָפּטימום מאָדע [-6.5 קוו, 4.0 סענטימעטער].ינאַקיאַלייטיד י קאָלי און לאַקטאָבאַסיללוס ינאַקיואַס געוויזן אַ באַטייטיק רעדוקציע פון ​​3.8 לאָגס בעשאַס די 45 מינוט ויסשטעלן.אונטער די זעלבע באדינגונגען, S. enterica האט אַ 2.2-לאָג פאַרקלענערן, בשעת S. cerevisiae און M. parafortutum האָבן אַ 1.0-לאָג פאַרקלענערן.
די עלעקטראָן מיקראָגראַפס (פיגורע 6) ויסמאָלן די גשמיות ענדערונגען ינדוסט דורך EWNS אויף ומשעדלעך Escherichia coli, Streptococcus און Lactobacillus סעלז וואָס פירן צו זייער ינאַקטיוויישאַן.די קאנטראל-באקטעריע האבן געהאט בעשנעלע צעל-מעמבארן, און די אויסגעשטעלטע באקטעריע האבן געשעדיגט די דרויסנדיקע מעמבארינען.
עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיק ימידזשינג פון קאָנטראָל און יקספּאָוזד באַקטיריאַ גילוי מעמבראַנע שעדיקן.
די דאַטן וועגן די פיזיקאָטשעמיקאַל פּראָפּערטיעס פון די אָפּטימיזעד EWNS קאַלעקטיוולי ווייַזן אַז די פּראָפּערטיעס (ייבערפלאַך אָפּצאָל און ROS אינהאַלט) פון די EWNS זענען באטייטיק ימפּרוווד קאַמפּערד מיט די פריער ארויס EWNS באַסעלינע דאַטן8,9,10,11.אויף די אנדערע האַנט, זייער גרייס איז געבליבן אין די נאַנאָמעטער קייט, זייער ענלעך צו די רעזולטאַטן פריער געמאלדן, אַלאַוינג זיי צו בלייַבן אין די לופט פֿאַר לאַנג פּיריאַדז.די באמערקט פּאָלידיספּערסיטי קענען זיין דערקלערט דורך ייבערפלאַך אָפּצאָל ענדערונגען וואָס באַשטימען די גרייס פון EWNS, די ראַנדאַמנאַס פון די Rayleigh ווירקונג און פּאָטענציעל קאָואַלעסאַנס.אָבער, ווי דיטיילד דורך Nielsen et al.22, הויך ייבערפלאַך אָפּצאָל ראַדוסאַז יוואַפּעריישאַן דורך יפעקטיוולי ינקריסינג די ייבערפלאַך ענערגיע / שפּאַנונג פון די וואַסער קאַפּ.אין אונדזער פריערדיקן ויסגאַבע 8 די טעאָריע איז יקספּערמענאַלי באשטעטיקט פֿאַר מיקראָדראַפּאַלז 22 און EWNS.אָנווער פון אָפּצאָל בעשאַס אָוווערטיים קענען אויך ווירקן די גרייס און ביישטייערן צו די באמערקט גרייס פאַרשפּרייטונג.