Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com. Tá tacaíocht theoranta do CSS sa leagan brabhsálaí atá in úsáid agat. Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer). Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, déanfaimid an suíomh a rindreáil gan stíleanna ná JavaScript.
Is fadhb thromchúiseach í creimeadh miocróbach (MIC) i go leor tionscal, toisc gur féidir léi caillteanais ollmhóra eacnamaíocha a bheith mar thoradh uirthi. Úsáidtear cruach dhosmálta sár-dhéphléacsach 2707 (2707 HDSS) i dtimpeallachtaí mara mar gheall ar a friotaíocht cheimiceach den scoth. Mar sin féin, níor léiríodh a friotaíocht in aghaidh MIC go turgnamhach. Rinne an staidéar seo scrúdú ar iompar MIC 2707 HDSS de bharr an bhaictéir aeróbaigh mhuirí Pseudomonas aeruginosa. Léirigh anailís leictriceimiceach go dtarlaíonn athrú dearfach ar an gcumas creimeadh agus méadú ar dhlús reatha creimeadh i láthair bithfhilm Pseudomonas aeruginosa sa mheán 2216E. Léirigh anailís ar speictreascópacht fhótaileictreon X-gha (XPS) laghdú ar an ábhar Cr ar dhromchla an tsampla faoin bithfhilm. Léirigh anailís amhairc ar na poill gur tháirg an bithfhilm P. aeruginosa doimhneacht uasta poill de 0.69 µm le linn 14 lá goradáin. Cé gur beag é seo, léiríonn sé nach bhfuil 2707 HDSS díolmhaithe go hiomlán ó MIC bithscannán P. aeruginosa.
Úsáidtear cruach dhosmálta déphléacsacha (DSS) go forleathan i dtionscail éagsúla mar gheall ar an meascán foirfe d'airíonna meicniúla den scoth agus friotaíocht creimeadh1,2. Mar sin féin, tarlaíonn poill áitiúla fós agus bíonn tionchar aige ar shláine na cruach seo3,4. Níl DSS frithsheasmhach in aghaidh creimeadh miocróbach (MIC)5,6. In ainneoin an raoin leathan feidhmeanna atá ag DSS, tá timpeallachtaí ann fós nach leor friotaíocht creimeadh DSS le haghaidh úsáide fadtéarmach. Ciallaíonn sé seo go bhfuil gá le hábhair níos costasaí a bhfuil friotaíocht creimeadh níos airde acu. Fuair ​​Jeon et al7 amach go bhfuil roinnt teorainneacha ag baint fiú le cruach dhosmálta sár-dhéphléacsacha (SDSS) i dtéarmaí friotaíochta creimeadh. Dá bhrí sin, i gcásanna áirithe, tá gá le cruach dhosmálta sár-dhéphléacsacha (HDSS) a bhfuil friotaíocht creimeadh níos airde acu. Mar thoradh air seo, forbraíodh HDSS ard-chóimhiotail.
Braitheann friotaíocht creimeadh DSS ar an gcóimheas idir céimeanna alfa agus gama agus ídítear iad i réigiúin Cr, Mo agus W 8, 9, 10 in aice leis an dara céim. Tá cion ard Cr, Mo agus N11 i HDSS, dá bhrí sin tá friotaíocht creimeadh den scoth aige agus luach ard (45-50) den uimhir fhriotaíochta pollta choibhéiseach (PREN) a chinntear de réir wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0.5 wt. .%W) + 16% wt. N12. Braitheann a fhriotaíocht creimeadh den scoth ar chomhdhéanamh cothrom ina bhfuil thart ar 50% céimeanna feiriteacha (α) agus 50% céimeanna austeníteacha (γ). Tá airíonna meicniúla níos fearr agus friotaíocht níos airde i gcoinne creimeadh clóiríde ag HDSS. Leathnaíonn friotaíocht fheabhsaithe creimeadh úsáid HDSS i dtimpeallachtaí clóiríde níos ionsaithí amhail timpeallachtaí mara.
Is fadhb mhór iad MICanna i go leor tionscal amhail tionscail an ola agus an gháis agus an uisce14. Is ionann MIC agus 20% den damáiste creimeadh go léir15. Is creimeadh bithleictriceimiceach é MIC is féidir a fheiceáil i go leor timpeallachtaí. Athraíonn bithscannáin a fhoirmíonn ar dhromchlaí miotail na coinníollacha leictriceimiceacha, rud a théann i bhfeidhm ar an bpróiseas creimeadh. Creidtear go forleathan gurb iad bithscannáin is cúis le creimeadh MIC. Itheann miocrorgánaigh leictreaigineacha miotail chun an fuinneamh a theastaíonn uathu a fháil le maireachtáil17. Léirigh staidéir MIC le déanaí gurb é EET (aistriú leictreon eachtarcheallach) an fachtóir teorannaithe ráta i MIC arna spreagadh ag miocrorgánaigh leictreaigineacha. Léirigh Zhang et al.18 go luasghéaraíonn idirghabhálaithe leictreon aistriú leictreon idir cealla Desulfovibrio sessificans agus cruach dhosmálta 304, rud a fhágann ionsaí MIC níos déine. Léirigh Anning et al.19 agus Wenzlaff et al.20 gur féidir le bithscannáin de bhaictéir laghdaithe sulfáit chreimneacha (SRBanna) leictreoin a ionsú go díreach ó foshraitheanna miotail, rud a fhágann go mbíonn claiseanna tromchúiseacha ann.
Is eol go bhfuil DSS so-ghabhálach i leith MIC i meáin ina bhfuil SRBanna, baictéir laghdaithe iarainn (IRBanna), etc. 21. Is cúis le poill áitiúla ar dhromchla DSS faoi bhióscannáin na baictéir seo 22,23. Murab ionann agus DSS, níl an HDSS24 MIC aitheanta go maith.
Is baictéar Gram-dhiúltach, soghluaiste, slatchruthach é Pseudomonas aeruginosa atá scaipthe go forleathan sa nádúr25. Is grúpa mór miocróbach é Pseudomonas aeruginosa sa timpeallacht mhuirí freisin, rud a fhágann go bhfuil tiúchain ardaithe MIC mar thoradh air. Tá Pseudomonas páirteach go gníomhach sa phróiseas creimeadh agus aithnítear é mar choilínitheoir ceannródaíoch le linn foirmiú bithfhilm. Léirigh Mahat et al.28 agus Yuan et al.29 go mbíonn claonadh ag Pseudomonas aeruginosa ráta creimeadh cruach éadrom agus cóimhiotail i dtimpeallachtaí uisceacha a mhéadú.
Ba é príomhchuspóir na hoibre seo imscrúdú a dhéanamh ar airíonna MIC 2707 HDSS de bharr an bhaictéir aeróbaigh mhuirí Pseudomonas aeruginosa ag baint úsáide as modhanna leictriceimiceacha, modhanna anailíse dromchla agus anailís táirgí creimeadh. Rinneadh staidéir leictriceimiceacha, lena n-áirítear poitéinseal ciorcaid oscailte (OCP), friotaíocht polaraithe líneach (LPR), speictreascópacht impedance leictriceimiceach (EIS), agus polarú dinimiciúil poitéinsil, chun iompar an MIC 2707 HDSS a staidéar. Rinneadh anailís speictriméadrach scaipthe fuinnimh (EDS) chun dúile ceimiceacha a bhrath ar dhromchla creimthe. Ina theannta sin, úsáideadh speictreascópacht fótaileictreon X-gha (XPS) chun cobhsaíocht pasivation scannáin ocsaíde faoi thionchar timpeallacht mhuirí ina bhfuil Pseudomonas aeruginosa a chinneadh. Tomhaiseadh doimhneacht na bpoll faoi mhicreascóp scanadh léasair comhfhócasach (CLSM).
Taispeánann Tábla 1 comhdhéanamh ceimiceach 2707 HDSS. Léiríonn Tábla 2 go bhfuil airíonna meicniúla den scoth ag 2707 HDSS le neart toraidh de 650 MPa. Ar Fíor 1, taispeántar micreastruchtúr optúil 2707 HDSS atá cóireáilte le teas i dtuaslagán. Sa mhicreastruchtúr ina bhfuil thart ar 50% céim austeníte agus 50% céim ferrite, tá bandaí fadaithe de chéimeanna austeníte agus ferrite gan céimeanna tánaisteacha le feiceáil.
Ar fhigiúr 2a, taispeántar an poitéinseal ciorcaid oscailte (Eocp) i gcoinne am nochta do 2707 HDSS i meán aibíotach 2216E agus brat P. aeruginosa ar feadh 14 lá ag 37°C. Taispeánann sé go dtarlaíonn an t-athrú is mó agus is suntasaí in Eocp laistigh den chéad 24 uair an chloig. Shroich luachanna Eocp buaicphointe sa dá chás ag -145 mV (i gcomparáid le SCE) thart ar 16 uair an chloig agus ansin thit siad go géar, ag sroicheadh ​​-477 mV (i gcomparáid le SCE) agus -236 mV (i gcomparáid le SCE) don sampla aibíotach. Agus cúpóin P. Pseudomonas aeruginosa, faoi seach). Tar éis 24 uair an chloig, bhí luach Eocp 2707 HDSS do P. aeruginosa réasúnta cobhsaí ag -228 mV (i gcomparáid le SCE), agus bhí an luach comhfhreagrach do shamplaí neamh-bhitheolaíocha thart ar -442 mV (i gcomparáid le SCE). Bhí Eocp i láthair P. aeruginosa sách íseal.
Staidéar leictriceimiceach ar 2707 sampla HDSS i meán aibíteach agus brat Pseudomonas aeruginosa ag 37 °C:
(a) Eocp mar fheidhm den am nochta, (b) cuar polaraithe ag lá 14, (c) Rp mar fheidhm den am nochta, agus (d) icorr mar fheidhm den am nochta.
Taispeánann Tábla 3 paraiméadair chreimeadh leictriceimiceacha 2707 sampla HDSS a nochtadh do mheáin aibíteacha agus Pseudomonas aeruginosa a ionaclú thar thréimhse 14 lá. Rinneadh tadhlaithe cuar anóid agus catóide a eastóscadh chun trasnaíochtaí a fháil a thugann dlús reatha creimeadh (icorr), acmhainneacht creimeadh (Ecorr) agus fána Tafel (βα agus βc) de réir modhanna caighdeánacha30,31.
Mar a thaispeántar i bhfíor 2b, mar thoradh ar athrú suas i gcuar P. aeruginosa, tháinig méadú ar Ecorr i gcomparáid leis an gcuar abhíotach. Mhéadaigh luach icorr, atá comhréireach leis an ráta creimeadh, go 0.328 µA cm-2 sa sampla Pseudomonas aeruginosa, atá ceithre huaire níos mó ná sa sampla neamhbhitheolaíoch (0.087 µA cm-2).
Is modh leictriceimiceach clasaiceach neamh-millteach é LPR le haghaidh anailíse tapa creimeadh. Baineadh úsáid as freisin chun staidéar a dhéanamh ar MIC32. Taispeánann figiúr 2c an fhriotaíocht pholaraithe (Rp) mar fheidhm den am nochta. Ciallaíonn luach Rp níos airde níos lú creimeadh. Laistigh den chéad 24 uair an chloig, shroich Rp 2707 HDSS buaicphointe ag 1955 kΩ cm2 d'eiseamail aibíteacha agus 1429 kΩ cm2 d'eiseamail Pseudomonas aeruginosa. Taispeánann Figiúr 2c freisin gur laghdaigh an luach Rp go tapa tar éis lá amháin agus ansin gur fhan sé gan athrú go mór thar na 13 lá ina dhiaidh sin. Tá luach Rp sampla Pseudomonas aeruginosa thart ar 40 kΩ cm2, atá i bhfad níos ísle ná luach 450 kΩ cm2 sampla neamhbhitheolaíoch.
Tá luach icorr comhréireach leis an ráta creimeadh aonfhoirmeach. Is féidir a luach a ríomh ón gcothromóid Stern-Giri seo a leanas:
De réir Zoe et al. 33, glacadh leis gurbh é 26 mV/dec luach tipiciúil fána Tafel B sa saothar seo. Léiríonn Fíor 2d gur fhan icorr an tsampla neamh-bhitheolaíoch 2707 réasúnta cobhsaí, agus gur luainigh an sampla P. aeruginosa go mór tar éis na chéad 24 uair an chloig. Bhí luachanna icorr na samplaí P. aeruginosa ord méide níos airde ná luachanna na rialuithe neamh-bhitheolaíocha. Tá an treocht seo comhsheasmhach le torthaí na friotaíochta polaraithe.
Is modh neamh-millteach eile é EIS a úsáidtear chun imoibrithe leictriceimiceacha ar dhromchlaí creimthe a thréithriú. Speictrim impedance agus luachanna toilleas ríofa samplaí nochtaithe do thimpeallacht aibíotach agus tuaslagán Pseudomonas aeruginosa, friotaíocht scannáin éighníomhaigh/bithfhilm Rb atá foirmithe ar dhromchla an tsampla, friotaíocht aistrithe luchta Rct, toilleas leictreach dúbailte ciseal Cdl (EDL) agus paraiméadair eilimint chéime tairiseacha QCPE (CPE). Rinneadh anailís bhreise ar na paraiméadair seo trí na sonraí a fheistiú ag baint úsáide as samhail chiorcaid choibhéiseach (EEC).
Ar Fíor 3 taispeántar plotaí tipiciúla Nyquist (a agus b) agus plotaí Bode (a' agus b') do 2707 sampla HDSS i meáin aibíteacha agus brat P. aeruginosa le haghaidh amanna goradáin éagsúla. Laghdaíonn trastomhas an fháinne Nyquist i láthair Pseudomonas aeruginosa. Taispeánann plota Bode (Fíor 3b') an méadú ar an impedance iomlán. Is féidir faisnéis faoin tairiseach ama scíthe a fháil ó uasmhéideanna céime. Ar Fíor 4 taispeántar na struchtúir fhisiceacha bunaithe ar mhonachiseal (a) agus déchiseal (b) agus na EECanna comhfhreagracha. Tugtar CPE isteach sa mhúnla EEC. Léirítear a ligean isteach agus a impedance mar seo a leanas:
Dhá mhúnla fhisiceacha agus ciorcaid choibhéiseacha chomhfhreagracha chun speictream impedance an tsampla 2707 HDSS a fheistiú:
áit a seasann Y0 don luach KPI, seasann j don uimhir shamhailteach nó (-1)1/2, seasann ω don mhinicíocht uilleach, agus seasann n don innéacs cumhachta KPI atá níos lú ná aon35. Freagraíonn inbhéartú na friotaíochta aistrithe luchta (i.e. 1/Rct) don ráta creimeadh. Dá lú an Rct, is airde an ráta creimeadh27. Tar éis 14 lá goradáin, shroich Rct na samplaí Pseudomonas aeruginosa 32 kΩ cm2, atá i bhfad níos lú ná na 489 kΩ cm2 de shamplaí neamh-bhitheolaíocha (Tábla 4).
Léiríonn na híomhánna CLSM agus na híomhánna SEM i bhFíor 5 go soiléir go bhfuil an sciath bithfhilm ar dhromchla shampla HDSS 2707 dlúth tar éis 7 lá. Mar sin féin, tar éis 14 lá, bhí clúdach bithfhilm lag agus bhí roinnt cealla marbha le feiceáil. Taispeánann Tábla 5 tiús an bhithfhilm ar 2707 sampla HDSS tar éis nochtadh do P. aeruginosa ar feadh 7 agus 14 lá. D'athraigh an tiús uasta bithfhilm ó 23.4 µm tar éis 7 lá go 18.9 µm tar éis 14 lá. Dheimhnigh an meántiús bithfhilm an treocht seo freisin. Laghdaigh sé ó 22.2 ± 0.7 μm tar éis 7 lá go 17.8 ± 1.0 μm tar éis 14 lá.
(a) Íomhá 3-T CLSM ag 7 lá, (b) Íomhá 3-T CLSM ag 14 lá, (c) Íomhá SEM ag 7 lá, agus (d) Íomhá SEM ag 14 lá.
Léirigh EMF dúile ceimiceacha i mbithscannáin agus i dtáirgí creimeadh ar shamplaí a nochtadh do P. aeruginosa ar feadh 14 lá. Léiríonn Fíor 6 go bhfuil cion C, N, O, agus P i mbithscannáin agus i dtáirgí creimeadh i bhfad níos airde ná i miotail íona, ós rud é go bhfuil na dúile seo bainteach le bithscannáin agus a meitibilítí. Ní theastaíonn ach rianmhéideanna cróimiam agus iarainn ó mhiocróib. Léiríonn leibhéil arda Cr agus Fe sa bhithscannán agus i dtáirgí creimeadh ar dhromchla na samplaí gur chaill maitrís an miotail dúile mar gheall ar chreimeadh.
Tar éis 14 lá, breathnaíodh poill le agus gan P. aeruginosa i meán 2216E. Roimh an ngorradh, bhí dromchla na samplaí réidh agus saor ó lochtanna (Fíor 7a). Tar éis goradh agus baint bithfhilm agus táirgí creimeadh, rinneadh scrúdú ar na poill is doimhne ar dhromchla na samplaí ag baint úsáide as CLSM, mar a thaispeántar i bhFíor 7b agus c. Ní bhfuarthas aon phoill shoiléir ar dhromchla na rialuithe neamh-bhitheolaíocha (doimhneacht uasta phoill 0.02 µm). Ba é 0.52 µm ag 7 lá agus 0.69 µm ag 14 lá an doimhneacht uasta poill de bharr P. aeruginosa, bunaithe ar an meán-dhoimhneacht uasta poill ó 3 shampla (roghnaíodh 10 ndoimhneacht uasta poill do gach sampla). Baineadh amach 0.42 ± 0.12 µm agus 0.52 ± 0.15 µm, faoi seach (Tábla 5). Tá na luachanna doimhneachta poill seo beag ach tábhachtach.
(a) roimh nochtadh, (b) 14 lá i dtimpeallacht abhíotach, agus (c) 14 lá i mbrú Pseudomonas aeruginosa.
Ar Fíor 8, taispeánann Tábla 8 speictrim XPS dhromchlaí samplacha éagsúla, agus tá achoimre i dTábla 6 ar an gcomhdhéanamh ceimiceach a ndearnadh anailís air do gach dromchla. I dTábla 6, bhí na céatadáin adamhacha de Fe agus Cr i láthair P. aeruginosa (samplaí A agus B) i bhfad níos ísle ná céatadáin na rialuithe neamh-bhitheolaíocha (samplaí C agus D). I gcás sampla P. aeruginosa, rinneadh an cuar speictreach ag leibhéal núicléas Cr 2p a fheistiú le ceithre chomhpháirt bhuaice le fuinnimh cheangailteach (BE) de 574.4, 576.6, 578.3 agus 586.8 eV, ar féidir iad a chur i leith Cr, Cr2O3, CrO3 agus Cr(OH)3, faoi seach (Fíor 9a agus b). I gcás samplaí neamh-bhitheolaíocha, tá dhá phríomhbhuaic i speictream phríomhleibhéal Cr 2p do Cr (573.80 eV do BE) agus Cr2O3 (575.90 eV do BE) i bhFíoranna. 9c agus d, faoi seach. Ba é an difríocht ba shuntasaí idir samplaí abhíotacha agus samplaí P. aeruginosa ná láithreacht Cr6+ agus cion coibhneasta níos airde de Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) faoin mbithfhilm.
Is iad na speictrim XPS leathana de dhromchla shampla 2707 HDSS i ndá mheán ná 7 agus 14 lá, faoi seach.
(a) 7 lá nochtadh do P. aeruginosa, (b) 14 lá nochtadh do P. aeruginosa, (c) 7 lá i dtimpeallacht abhíotach, agus (d) 14 lá i dtimpeallacht abhíotach.
Léiríonn HDSS ardleibhéal friotaíochta creimeadh i bhformhór na dtimpeallachtaí. Thuairiscigh Kim et al.2 gur aithníodh HDSS UNS S32707 mar DSS ard-chóimhiotail le PREN níos mó ná 45. Ba é 49 luach PREN shampla 2707 HDSS sa saothar seo. Tá sé seo mar gheall ar an cion ard cróimiam agus an cion ard moluibdín agus nicil, atá úsáideach i dtimpeallachtaí aigéadacha agus i dtimpeallachtaí a bhfuil cion ard clóiríde iontu. Ina theannta sin, tá comhdhéanamh cothrom agus micreastruchtúr saor ó lochtanna tairbheach do chobhsaíocht struchtúrach agus do fhriotaíocht creimeadh. Mar sin féin, in ainneoin a fhriotaíochta ceimiceach den scoth, tugann na sonraí turgnamhacha san saothar seo le fios nach bhfuil 2707 HDSS go hiomlán díolmhaithe ó MICanna bithfhilm P. aeruginosa.
Léirigh torthaí leictriceimiceacha gur mhéadaigh ráta creimeadh 2707 HDSS i mbrat P. aeruginosa go suntasach tar éis 14 lá i gcomparáid leis an timpeallacht neamhbhitheolaíoch. I bhFíor 2a, breathnaíodh laghdú ar Eocp sa mheán abhíotach agus i mbrat P. aeruginosa le linn na chéad 24 uair an chloig. Ina dhiaidh sin, clúdaíonn an bithscannán dromchla an tsampla go hiomlán, agus éiríonn Eocp réasúnta cobhsaí36. Mar sin féin, bhí an leibhéal Eocp bitheolaíoch i bhfad níos airde ná an leibhéal Eocp neamhbhitheolaíoch. Tá cúiseanna ann lena chreidiúint go bhfuil an difríocht seo bainteach le foirmiú bithscannán P. aeruginosa. Ar fhigiúr 2d i láthair P. aeruginosa, shroich luach icorr 2707 HDSS 0.627 μA cm-2, atá ord méide níos airde ná luach an rialaithe abhíotaigh (0.063 μA cm-2), rud a bhí comhsheasmhach leis an luach Rct a tomhaiseadh le EIS. Le linn na chéad chúpla lá, mhéadaigh luachanna an fhriotaíochta sa bhrat P. aeruginosa mar gheall ar cheangal cealla P. aeruginosa agus foirmiú bithscannán. Mar sin féin, nuair a chlúdaíonn an bithscannán dromchla an tsampla go hiomlán, laghdaíonn an fhriotaíocht. Déantar ionsaí ar an gciseal cosanta go príomha mar gheall ar fhoirmiú bithscannán agus meitibilítí bithscannán. Dá bhrí sin, laghdaigh an fhriotaíocht creimeadh le himeacht ama agus ba chúis le ceangal P. aeruginosa creimeadh áitiúil. Bhí na treochtaí i dtimpeallachtaí aibíteacha difriúil. Bhí friotaíocht creimeadh an rialaithe neamhbhitheolaíoch i bhfad níos airde ná an luach comhfhreagrach de na samplaí a nochtadh do bhrat P. aeruginosa. Ina theannta sin, i gcás gabhálacha aibíteacha, shroich luach Rct 2707 HDSS 489 kΩ cm2 ar lá 14, atá 15 huaire níos airde ná an luach Rct (32 kΩ cm2) i láthair P. aeruginosa. Dá bhrí sin, tá friotaíocht creimeadh den scoth ag 2707 HDSS i dtimpeallacht steiriúil, ach níl sé frithsheasmhach in aghaidh MICanna ó bhithscannáin P. aeruginosa.
Is féidir na torthaí seo a fheiceáil freisin ó na cuartha polaraithe i bhFíor 2b. Tá craobhú anóideach bainteach le foirmiú bithscannán Pseudomonas aeruginosa agus imoibrithe ocsaídiúcháin miotail. Sa chás seo, is é an t-imoibriú catóideach laghdú ocsaigine. Mhéadaigh láithreacht P. aeruginosa dlús reatha an chreimeadh go suntasach, thart ar ord méide níos airde ná sa rialú abhíotach. Léiríonn sé seo go bhfeabhsaíonn bithscannán P. aeruginosa creimeadh áitiúil 2707 HDSS. Fuair ​​Yuan et al.29 amach gur mhéadaigh dlús reatha chreimeadh an chóimhiotail Cu-Ni 70/30 faoi ghníomhaíocht bithscannán P. aeruginosa. D’fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar bhithchatalaíocht laghdú ocsaigine ag bithscannáin Pseudomonas aeruginosa. Féadfaidh an bhreathnóireacht seo míniú a thabhairt freisin ar an MIC 2707 HDSS sa saothar seo. D’fhéadfadh níos lú ocsaigine a bheith faoi bhithscannáin aeróbach freisin. Dá bhrí sin, d’fhéadfadh an diúltú dromchla an mhiotail a athphasiviú le hocsaigin a bheith ina fhachtóir a chuireann le MIC sa saothar seo.
Mhol Dickinson et al. 38 gur féidir le gníomhaíocht meitibileach baictéir neamhghasta ar dhromchla an tsampla agus cineál na dtáirgí creimeadh tionchar díreach a imirt ar ráta imoibrithe ceimiceacha agus leictriceimiceacha. Mar a thaispeántar i bhFíor 5 agus i dTábla 5, laghdaigh líon na gcealla agus tiús an bhithfhilm tar éis 14 lá. Is féidir é seo a mhíniú go réasúnta leis an bhfíric gur bhásaigh formhór na gcealla neamhghasta ar dhromchla 2707 HDSS tar éis 14 lá mar gheall ar ídiú cothaitheach sa mheán 2216E nó scaoileadh ian miotail tocsaineacha ón maitrís 2707 HDSS. Is teorannú é seo ar thurgnaimh bhaisc.
Sa saothar seo, chuir bithscannán P. aeruginosa le hídiú áitiúil Cr agus Fe faoin bithscannán ar dhromchla 2707 HDSS (Fíor 6). Taispeánann Tábla 6 an laghdú ar Fe agus Cr i sampla D i gcomparáid le sampla C, rud a léiríonn gur mhair an Fe agus an Cr tuaslagtha de bharr an bhithscannáin P. aeruginosa ar feadh na chéad 7 lá. Úsáidtear an timpeallacht 2216E chun an timpeallacht mhuirí a insamhladh. Tá 17700 ppm Cl- ann, atá inchomparáide lena ábhar in uisce farraige nádúrtha. Ba é láithreacht 17700 ppm Cl- an phríomhchúis leis an laghdú ar Cr i samplaí aibitheacha 7 agus 14 lá a ndearnadh anailís orthu le XPS. I gcomparáid le samplaí P. aeruginosa, bhí tuaslagadh Cr i samplaí aibitheacha i bhfad níos lú mar gheall ar fhriotaíocht láidir 2707 HDSS do chlóirín faoi dhálaí aibitheacha. Taispeánann fíor 9 láithreacht Cr6+ sa scannán éighníomhach. D’fhéadfadh sé a bheith páirteach i mbaint cróimiam de dhromchlaí cruach trí bhithscannáin P. aeruginosa, mar a mhol Chen agus Clayton.
Mar gheall ar fhás baictéarach, bhí luachanna pH an mheáin roimh agus tar éis an saothraithe 7.4 agus 8.2, faoi seach. Dá bhrí sin, faoi bhun an bhithfhilm P. aeruginosa, ní dócha go gcuirfidh creimeadh aigéid orgánaigh leis an obair seo mar gheall ar an pH réasúnta ard sa mheán mórchóir. Níor athraigh pH an mheáin rialaithe neamhbhitheolaíoch go suntasach (ó 7.4 tosaigh go 7.5 deiridh) le linn na tréimhse tástála 14 lá. Ba é gníomhaíocht meitibileach P. aeruginosa ba chúis leis an méadú ar pH sa mheán síl tar éis gorlainne agus fuarthas amach go raibh an éifeacht chéanna aige ar pH in éagmais stiallacha tástála.
Mar a thaispeántar i bhFíor 7, ba é 0.69 µm an doimhneacht uasta poill de bharr bithfhilm P. aeruginosa, atá i bhfad níos mó ná doimhneacht an mheáin abhíotaigh (0.02 µm). Tá sé seo ag teacht leis na sonraí leictriceimiceacha a thuairiscítear thuas. Tá doimhneacht an phoill de 0.69 µm níos mó ná deich n-uaire níos lú ná an luach 9.5 µm a tuairiscíodh do 2205 DSS faoi na coinníollacha céanna. Léiríonn na sonraí seo go bhfuil friotaíocht níos fearr ag 2707 HDSS in aghaidh MICanna ná 2205 DSS. Níor cheart go mbeadh iontas ort faoi seo ós rud é go bhfuil leibhéil Cr níos airde ag 2707 HDSS a sholáthraíonn pasiviú níos faide, go bhfuil sé níos deacra P. aeruginosa a dhípasiviú, agus mar gheall ar a struchtúr céime cothrom gan deascadh tánaisteach díobhálach is cúis le poilliú.
Mar fhocal scoir, fuarthas poill MIC ar dhromchla 2707 HDSS i mbrú P. aeruginosa i gcomparáid le poill neamhshuntasacha sa timpeallacht abhíotach. Léiríonn an obair seo go bhfuil friotaíocht níos fearr ag 2707 HDSS i gcoinne MIC ná 2205 DSS, ach nach bhfuil sé go hiomlán díolmhaithe ó MIC mar gheall ar bhithfhilm P. aeruginosa. Cuidíonn na torthaí seo le cruach dhosmálta oiriúnach agus le saolré oiriúnach a roghnú don timpeallacht mhuirí.
Cúpón le haghaidh 2707 HDSS arna sholáthar ag Scoil Mhiotalóireachta Ollscoil Northeastern (NEU) i Shenyang, an tSín. Taispeántar comhdhéanamh eiliminteach 2707 HDSS i dTábla 1, a rinne Roinn Anailíse agus Tástála Ábhar NEU anailís air. Rinneadh na samplaí go léir a chóireáil le haghaidh tuaslagáin sholadaigh ag 1180°C ar feadh 1 uair an chloig. Roimh an tástáil creimeadh, rinneadh 2707 HDSS cruth mona le hachar dromchla oscailte uachtarach de 1 cm2 a snasú go 2000 grit le páipéar gainimh sileacain charbaíde agus ansin snasadh é le sloda púdair Al2O3 0.05 µm. Tá na taobhanna agus an bun cosanta le péint támh. Tar éis a thriomú, nitear na samplaí le huisce dí-ianaithe steiriúil agus steiriliú le 75% (v/v) eatánól ar feadh 0.5 uair an chloig. Ansin triomaíodh san aer iad faoi sholas ultraivialait (UV) ar feadh 0.5 uair an chloig roimh úsáid.
Ceannaíodh an cineál MCCC 1A00099 de Pseudomonas aeruginosa mara ó Ionad Bailithe Cultúir Mara Xiamen (MCCC), an tSín. Fásadh Pseudomonas aeruginosa faoi dhálaí aeróbach ag 37°C i bhfleascáin 250 ml agus i gcealla leictriceimiceacha gloine 500 ml ag baint úsáide as meán leachtach Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, an tSín). Tá sa mheán (g/l): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, 0.08 SrBr2, 0.022 H3BO3, 0.004 NaSiO3, 0016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 peptóin, 1.0 sliocht giosta agus 0.1 citráit iarainn. Déan uathchlaobhú ag 121°C ar feadh 20 nóiméad roimh an ionaclú. Comhair cealla neamhghníomhacha agus planctónacha le hemocytometer faoi mhicreascóp solais ag formhéadú 400x. Ba é tiúchan tosaigh Pseudomonas aeruginosa planctónach díreach tar éis an ionaclú ná thart ar 106 cealla/ml.
Rinneadh tástálacha leictriceimiceacha i gcill ghloine clasaiceach trí-leictreoid le toirt mheánach de 500 ml. Ceanglaíodh an leathán platanam agus an leictreoid calomeil sáithithe (SAE) leis an imoibritheoir trí ribeadáin Luggin líonta le droichid salainn, a d'fheidhmigh mar leictreoidí fritháireamh agus tagartha, faoi seach. Chun leictreoidí oibre a mhonarú, ceanglaíodh sreang chopair rubaraithe le gach sampla agus clúdaíodh í le roisín eapocsa, ag fágáil thart ar 1 cm2 d'achar neamhchosanta don leictreoid oibre ar thaobh amháin. Le linn na dtomhas leictriceimiceach, cuireadh na samplaí sa mheán 2216E agus coinníodh iad ag teocht goradáin tairiseach (37°C) i ndabhach uisce. Tomhaiseadh OCP, LPR, EIS agus sonraí polaraithe dinimiciúla féideartha ag baint úsáide as poitéinséad Autolab (Tagairt 600TM, Gamry Instruments, Inc., SAM). Taifeadadh tástálacha LPR ag ráta scanadh de 0.125 mV s-1 sa raon -5 go 5 mV le Eocp agus ráta samplála de 1 Hz. Rinneadh EIS le tonn sine thar raon minicíochta 0.01 go 10,000 Hz ag baint úsáide as voltas feidhmeach de 5 mV ag Eocp staid sheasta. Roimh an scuabadh poitéinsil, bhí na leictreoidí i mód díomhaoin go dtí gur sroicheadh ​​luach cobhsaí den phoitéinseal creimeadh saor. Ansin tomhaiseadh na cuartha polaraithe ó -0.2 go 1.5 V mar fheidhm de Eocp ag ráta scanadh 0.166 mV/s. Rinneadh gach tástáil arís 3 huaire le agus gan P. aeruginosa.
Snasaíodh samplaí le haghaidh anailíse miotalagrafaíochta go meicniúil le páipéar SiC fliuch 2000 grit agus ansin snasaíodh tuilleadh iad le fionraí púdair Al2O3 0.05 µm le haghaidh breathnóireachta optúla. Rinneadh anailís miotalagrafaíochta ag baint úsáide as micreascóp optúil. Greanadh na samplaí le tuaslagán 10% de réir meáchain de hiodrocsaíd photaisiam 43.
Tar éis goradáin, nite na samplaí 3 huaire le sailéad maolaithe fosfáite (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) agus ansin socraíodh iad le 2.5% (v/v) glutaraldehyde ar feadh 10 n-uaire an chloig chun bithscannáin a shocrú. Ansin díhiodráitíodh iad le heatánól baisce (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% agus 100% de réir toirte) sular thriomú san aer iad. Ar deireadh, taisctear scannán óir ar dhromchla an tsampla chun seoltacht a sholáthar le haghaidh breathnóireachta SEM. Díríodh íomhánna SEM ar spotaí leis na cealla P. aeruginosa is neamhghníomhacha ar dhromchla gach sampla. Déan anailís EDS chun dúile ceimiceacha a aimsiú. Baineadh úsáid as micreascóp scanadh léasair comhfhócasach Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, an Ghearmáin) chun doimhneacht an phoill a thomhas. Chun poill chreimeadh faoin mbithfhilm a bhreathnú, glanadh an sampla tástála ar dtús de réir Chaighdeán Náisiúnta na Síne (CNS) GB/T4334.4-2000 chun táirgí creimeadh agus bithfhilm a bhaint de dhromchla an tsampla tástála.
Rinneadh anailís speictreascópacht fótaileictreon X-gha (XPS, córas anailíse dromchla ESCALAB250, Thermo VG, SAM) ag baint úsáide as foinse X-gha monacrómatach (líne Alúmanaim Kα le fuinneamh 1500 eV agus cumhacht 150 W) i raon leathan fuinnimh cheangailteach 0 faoi choinníollacha caighdeánacha de –1350 eV. Taifeadadh speictrim ardtaifigh ag baint úsáide as fuinneamh tarchuir 50 eV agus céim 0.2 eV.
Baineadh na samplaí goraithe agus nite go réidh iad le PBS (pH 7.4 ± 0.2) ar feadh 15 s45. Chun inmharthanacht baictéarach bithscannán ar shamplaí a bhreathnú, rinneadh na bithscannáin a dhaite ag baint úsáide as an Kit Inmharthanachta Baictéarach BEO/MARBH BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, SAM). Tá dhá ruaim fhluaraiseacha sa trealamh: ruaim fhluaraiseach uaine SYTO-9 agus ruaim fhluaraiseach dearg iaidíd propidium (PI). I CLSM, seasann poncanna fluaraiseacha glasa agus dearga do chealla beo agus marbha, faoi seach. Chun ruaimniú a dhéanamh, goradh 1 ml de mheascán ina raibh 3 µl de SYTO-9 agus 3 µl de thuaslagán PI ar feadh 20 nóiméad ag teocht an tseomra (23°C) sa dorchadas. Ina dhiaidh sin, scrúdaíodh na samplaí daite ag dhá thonnfhad (488 nm do chealla beo agus 559 nm do chealla marbha) ag baint úsáide as fearas Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, an tSeapáin). Tomhaiseadh tiús an bhithscannáin i mód scanadh 3T.
Conas an t-alt seo a lua: Li, H. et al. Creimeadh miocróbach cruach dhosmálta sár-dhúbailte 2707 ag bithfhilm mhara Pseudomonas aeruginosa. an eolaíocht. 6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Scoilteadh creimeadh struis cruach dhosmálta déphléacsach LDX 2101 i dtuaslagáin clóiríde i láthair tiasulfáite. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Scoilteadh creimeadh struis cruach dhosmálta déphléacsach LDX 2101 i dtuaslagáin clóiríde i láthair tiasulfáite. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. C. Rastvorah khloridov agus priosúnaigh an tsiopa. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Scoilteadh creimeadh struis cruach dhosmálta déphléacsach LDX 2101 i dtuaslagáin clóiríde i láthair tiasulfáite. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物溶液中的应力腐蚀开裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 agus cruach dhosmálta Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. C. rasvore hlorida agus priosúnaigh an tsiopa. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Scoilteadh creimeadh struis cruach dhosmálta déphléacsach LDX 2101 i dtuaslagán clóiríde i láthair tiasulfáite.coros eolaíocht 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Éifeachtaí cóireála teasa tuaslagáin agus nítrigine i ngás sciath ar fhriotaíocht i gcoinne creimeadh pollta táthú cruach dhosmálta hipeardéphléacsach. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Éifeachtaí cóireála teasa tuaslagáin agus nítrigine i ngás sciath ar fhriotaíocht i gcoinne creimeadh pollta táthú cruach dhosmálta hipeardéphléacsach.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS agus Park, YS Éifeacht cóireála teasa tuaslagáin agus nítrigine i ngás sciath ar fhriotaíocht creimeadh pollta táthú cruach dhosmálta hipeardúplex. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS, YS Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS agus Park, YS Éifeacht na cóireála teasa tuaslagáin agus nítrigine i ngás sciath ar fhriotaíocht creimeadh pollta táthaithe cruach dhosmálta sár-dhúbailte.koros. an eolaíocht. 53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Staidéar comparáideach sa cheimic ar phitting a spreagadh go miocróbach agus go leictriceimiceach i cruach dhosmálta 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. Staidéar comparáideach sa cheimic ar phitting a spreagadh go miocróbach agus go leictriceimiceach i cruach dhosmálta 316L.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. agus Lewandowski, Z. Staidéar ceimiceach comparáideach ar phitting micribhitheolaíoch agus leictriceimiceach cruach dhosmálta 316L. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. agus Lewandowski, Z. Staidéar ceimiceach comparáideach ar phitting micribhitheolaíoch agus leictriceimiceach i cruach dhosmálta 316L.koros. an eolaíocht. 45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Iompar leictriceimiceach cruach dhosmálta déphléacsach 2205 i dtuaslagáin alcaileacha le pH difriúil i láthair clóiríde. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Iompar leictriceimiceach cruach dhosmálta déphléacsach 2205 i dtuaslagáin alcaileacha le pH difriúil i láthair clóiríde.Luo H., Dong KF, Lee HG agus Xiao K. Iompar leictriceimiceach cruach dhosmálta déphléacsach 2205 i dtuaslagáin alcaileacha le pH difriúil i láthair clóiríde. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的电㌖孀 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Iompar leictriceimiceach cruach dhosmálta i láthair clóiríde ag pH difriúil i dtuaslagán alcaileach.Luo H., Dong KF, Lee HG agus Xiao K. Iompar leictriceimiceach cruach dhosmálta déphléacsach 2205 i dtuaslagáin alcaileacha le pH difriúil i láthair clóiríde.Irisleabhar Electrochem. 64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Tionchar bithscannán mara ar chreimeadh: Athbhreithniú gonta. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI Tionchar bithscannán mara ar chreimeadh: Athbhreithniú gonta.Little, BJ, Lee, JS agus Ray, RI Éifeachtaí Bithscannán Mara ar Chreimeadh: Athbhreithniú Achomair. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI, RA Little, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS agus Ray, RI Éifeachtaí Bithscannán Mara ar Chreimeadh: Athbhreithniú Achomair.Irisleabhar Electrochem. 54, 2-7 (2008).