Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝર વર્ઝનનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો તેમાં મર્યાદિત CSS સપોર્ટ છે. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટેડ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા ઇન્ટરનેટ એક્સપ્લોરરમાં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો). તે દરમિયાન, સતત સપોર્ટ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, અમે સાઇટને સ્ટાઇલ અને JavaScript વિના રેન્ડર કરીશું.
એક જ સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સ દર્શાવતું કેરોયુઝલ. એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે પહેલાના અને આગળના બટનોનો ઉપયોગ કરો, અથવા એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે અંતે સ્લાઇડર બટનોનો ઉપયોગ કરો.
તાજેતરમાં, કૃત્રિમ પાણીના નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ (EWNS) નો ઉપયોગ કરીને નેનો ટેકનોલોજી પર આધારિત એક રાસાયણિક-મુક્ત એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં આવ્યું છે. EWNS માં ઉચ્ચ સપાટી ચાર્જ હોય ​​છે અને તે પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS) થી સંતૃપ્ત હોય છે જે ખોરાકજન્ય પેથોજેન્સ સહિત અનેક સુક્ષ્મસજીવો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે અને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે. અહીં બતાવવામાં આવ્યું છે કે સંશ્લેષણ દરમિયાન તેમના ગુણધર્મોને તેમની એન્ટિબેક્ટેરિયલ ક્ષમતાને વધુ વધારવા માટે ફાઇન-ટ્યુન અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકાય છે. EWNS પ્રયોગશાળા પ્લેટફોર્મ સંશ્લેષણ પરિમાણોને બદલીને EWNS ના ગુણધર્મોને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. આધુનિક વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને EWNS ગુણધર્મો (ROS નું ચાર્જ, કદ અને સામગ્રી) નું લાક્ષણિકતા. વધુમાં, એસ્ચેરીચિયા કોલી, સાલ્મોનેલા એન્ટરિકા, લિસ્ટેરિયા ઇનોક્યુઅસ, માયકોબેક્ટેરિયમ પેરાએક્સિડેંટમ અને સેકરોમીસીસ સેરેવિસીયા જેવા ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવો સામે તેમની માઇક્રોબાયલ નિષ્ક્રિયતા ક્ષમતા માટે તેમનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. અહીં રજૂ કરાયેલા પરિણામો દર્શાવે છે કે EWNS ના ગુણધર્મોને સંશ્લેષણ દરમિયાન ફાઇન-ટ્યુન કરી શકાય છે, જેના પરિણામે નિષ્ક્રિયતા કાર્યક્ષમતામાં ઘાતાંકીય વધારો થાય છે. ખાસ કરીને, સપાટી ચાર્જમાં ચાર ગણો વધારો થયો અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓમાં વધારો થયો. 40,000 #/cc EWNS ના એરોસોલ ડોઝના 45 મિનિટના સંપર્ક પછી માઇક્રોબાયલ દૂર કરવાનો દર માઇક્રોબાયલ રીતે આધારિત હતો અને 1.0 થી 3.8 લોગ સુધીનો હતો.
સૂક્ષ્મજીવાણુઓનું દૂષણ એ રોગકારક જીવાણુઓ અથવા તેમના ઝેરી તત્વોના ઇન્જેશનને કારણે થતી ખોરાકજન્ય બીમારીનું મુખ્ય કારણ છે. એકલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, ખોરાકજન્ય બીમારી દર વર્ષે લગભગ 76 મિલિયન બીમારીઓ, 325,000 હોસ્પિટલમાં દાખલ થવા અને 5,000 મૃત્યુનું કારણ બને છે. વધુમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એગ્રીકલ્ચર (USDA) નો અંદાજ છે કે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં નોંધાયેલા તમામ ખોરાકજન્ય બીમારીઓના 48% માટે તાજા ઉત્પાદનોનો વધતો વપરાશ જવાબદાર છે. રોગ નિયંત્રણ અને નિવારણ કેન્દ્રો (CDC) દ્વારા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ખોરાકજન્ય રોગકારક જીવાણુઓ દ્વારા થતા રોગ અને મૃત્યુનો ખર્ચ ખૂબ ઊંચો છે, જેનો અંદાજ દર વર્ષે US$15.6 બિલિયનથી વધુ છે.
હાલમાં, ખાદ્ય સુરક્ષા સુનિશ્ચિત કરવા માટે રાસાયણિક4, રેડિયેશન5 અને થર્મલ6 એન્ટિમાઇક્રોબાયલ હસ્તક્ષેપો મોટે ભાગે ઉત્પાદન શૃંખલામાં મર્યાદિત ક્રિટિકલ કંટ્રોલ પોઈન્ટ્સ (CCPs) પર (સામાન્ય રીતે લણણી પછી અને/અથવા પેકેજિંગ દરમિયાન) સતત કરવાને બદલે કરવામાં આવે છે. આમ, તેઓ ક્રોસ-પ્રદૂષણ માટે સંવેદનશીલ હોય છે. 7. ખોરાકજન્ય બીમારી અને ખોરાકના બગાડના વધુ સારા નિયંત્રણ માટે એન્ટિમાઇક્રોબાયલ હસ્તક્ષેપોની જરૂર છે જે પર્યાવરણીય અસર અને ખર્ચ ઘટાડીને ખેતરથી ટેબલ સુધીના સતત અમલમાં મૂકી શકાય છે.
તાજેતરમાં, એક રસાયણ-મુક્ત, નેનોટેકનોલોજી-આધારિત એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્લેટફોર્મ વિકસાવવામાં આવ્યું છે જે કૃત્રિમ પાણીના નેનોસ્ટ્રક્ચર્સ (EWNS) નો ઉપયોગ કરીને સપાટી અને હવામાં રહેતા બેક્ટેરિયાને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે. EWNS ને બે સમાંતર પ્રક્રિયાઓ, ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે અને પાણી આયનીકરણ (આકૃતિ 1a) નો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. અગાઉના અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે EWNS પાસે ભૌતિક અને જૈવિક ગુણધર્મોનો એક અનન્ય સમૂહ છે8,9,10. EWNS માં પ્રતિ રચના સરેરાશ 10 ઇલેક્ટ્રોન અને સરેરાશ નેનોસ્કેલ કદ 25 nm છે (આકૃતિ 1b,c)8,9,10. વધુમાં, ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન રેઝોનન્સ (ESR) એ દર્શાવ્યું હતું કે EWNS માં મોટી માત્રામાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS), મુખ્યત્વે હાઇડ્રોક્સિલ (OH•) અને સુપરઓક્સાઇડ (O2-) રેડિકલ (આકૃતિ 1c)8. EVNS લાંબા સમય સુધી હવામાં રહે છે અને હવામાં સ્થગિત અને સપાટી પર હાજર સુક્ષ્મસજીવો સાથે અથડાઈ શકે છે, તેમના ROS પેલોડ પહોંચાડે છે અને સુક્ષ્મસજીવોને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે (આકૃતિ 1d). આ પ્રારંભિક અભ્યાસોએ એ પણ દર્શાવ્યું હતું કે EWNS સપાટી પર અને હવામાં માયકોબેક્ટેરિયા સહિત વિવિધ ગ્રામ-નેગેટિવ અને ગ્રામ-પોઝિટિવ બેક્ટેરિયા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે અને નિષ્ક્રિય કરી શકે છે. ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી દર્શાવે છે કે નિષ્ક્રિયતા કોષ પટલના વિક્ષેપને કારણે થઈ હતી. વધુમાં, તીવ્ર ઇન્હેલેશન અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે EWNS ના ઉચ્ચ ડોઝ ફેફસાને નુકસાન અથવા બળતરાનું કારણ નથી 8.
(a) ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રવાહી ધરાવતી કેશિલરી ટ્યુબ અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે. (b) ઉચ્ચ દબાણનો ઉપયોગ બે અલગ અલગ ઘટનાઓમાં પરિણમે છે: (i) પાણીનું ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રેઇંગ અને (ii) EWNS માં ફસાયેલા પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (આયનો) નું નિર્માણ. (c) EWNS ની અનન્ય રચના. (d) તેમના નેનોસ્કેલ સ્વભાવને કારણે, EWNS ખૂબ જ ગતિશીલ છે અને હવામાં ફેલાતા રોગકારક જીવાણુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે.
EWNS એન્ટિમાઇક્રોબાયલ પ્લેટફોર્મની તાજા ખોરાકની સપાટી પર ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવોને નિષ્ક્રિય કરવાની ક્ષમતા પણ તાજેતરમાં દર્શાવવામાં આવી છે. એવું પણ દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર સાથે સંયોજનમાં EWNS ના સપાટી ચાર્જનો ઉપયોગ લક્ષિત ડિલિવરી પ્રાપ્ત કરવા માટે થઈ શકે છે. વધુમાં, લગભગ 50,000 #/cm3 ના EWNS પર 90 મિનિટના સંપર્ક પછી કાર્બનિક ટામેટાં માટે પ્રારંભિક પરિણામો પ્રોત્સાહક હતા, જેમાં E. coli અને Listeria 11 જેવા વિવિધ ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવો જોવા મળ્યા. વધુમાં, પ્રારંભિક ઓર્ગેનોલેપ્ટિક પરીક્ષણોએ નિયંત્રણ ટામેટાંની તુલનામાં કોઈ સંવેદનાત્મક અસરો દર્શાવી નથી. જોકે આ પ્રારંભિક નિષ્ક્રિયતા પરિણામો 50,000 #/cc ના ખૂબ ઓછા EWNS ડોઝ પર પણ ખાદ્ય સુરક્ષા એપ્લિકેશનો માટે પ્રોત્સાહક છે. જુઓ, તે સ્પષ્ટ છે કે ચેપ અને બગાડના જોખમને વધુ ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ નિષ્ક્રિયતા ક્ષમતા વધુ ફાયદાકારક રહેશે.
અહીં, અમે અમારા સંશોધનને EWNS જનરેશન પ્લેટફોર્મના વિકાસ પર કેન્દ્રિત કરીશું જેથી સંશ્લેષણ પરિમાણોના ફાઇન ટ્યુનિંગ અને EWNS ના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મોના ઑપ્ટિમાઇઝેશનને સક્ષમ બનાવી શકાય જેથી તેમની એન્ટિબેક્ટેરિયલ ક્ષમતામાં વધારો થાય. ખાસ કરીને, ઑપ્ટિમાઇઝેશન તેમના સપાટી ચાર્જ (લક્ષિત ડિલિવરી સુધારવા માટે) અને ROS સામગ્રી (નિષ્ક્રિયતા કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે) વધારવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. આધુનિક વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મો (કદ, ચાર્જ અને ROS સામગ્રી) ને લાક્ષણિકતા આપો અને E. જેવા સામાન્ય ખાદ્ય સુક્ષ્મસજીવોનો ઉપયોગ કરો.
EVNS ને ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા પાણી (18 MΩ cm–1) ના એકસાથે ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રેઇંગ અને આયનીકરણ દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રિક નેબ્યુલાઇઝર 12 નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પ્રવાહીના પરમાણુકરણ અને નિયંત્રિત કદના પોલિમર અને સિરામિક કણો 13 અને ફાઇબર 14 ના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.
અગાઉના પ્રકાશનો 8, 9, 10, 11 માં વિગતવાર જણાવ્યા મુજબ, એક લાક્ષણિક પ્રયોગમાં, ધાતુના રુધિરકેશિકા અને ગ્રાઉન્ડેડ કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, બે અલગ અલગ ઘટનાઓ બને છે: i) ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રે અને ii) પાણીનું આયનીકરણ. બે ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે એક મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્ર કન્ડેન્સ્ડ પાણીની સપાટી પર નકારાત્મક ચાર્જનું નિર્માણ કરે છે, જેના પરિણામે ટેલર શંકુ બને છે. પરિણામે, ખૂબ ચાર્જ થયેલ પાણીના ટીપાં રચાય છે, જે રેલે સિદ્ધાંત 16 ની જેમ નાના કણોમાં વિભાજીત થવાનું ચાલુ રાખે છે. તે જ સમયે, મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્રો કેટલાક પાણીના અણુઓને વિભાજીત કરે છે અને ઇલેક્ટ્રોનને છીનવી લે છે (આયનીકરણ), જે મોટી માત્રામાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ (ROS) 17 ની રચના તરફ દોરી જાય છે. એક સાથે ઉત્પન્ન થયેલ ROS18 EWNS (આકૃતિ 1c) માં સમાવિષ્ટ હતું.
આકૃતિ 2a માં આ અભ્યાસમાં EWNS સંશ્લેષણમાં વિકસિત અને ઉપયોગમાં લેવાતી EWNS જનરેશન સિસ્ટમ બતાવવામાં આવી છે. બંધ બોટલમાં સંગ્રહિત શુદ્ધ પાણીને ટેફલોન ટ્યુબ (2 મીમી આંતરિક વ્યાસ) દ્વારા 30G સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સોય (મેટલ કેશિકા) માં આપવામાં આવ્યું હતું. આકૃતિ 2b માં બતાવ્યા પ્રમાણે, પાણીનો પ્રવાહ બોટલની અંદરના હવાના દબાણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. સોય ટેફલોન કન્સોલ પર માઉન્ટ થયેલ છે અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડથી ચોક્કસ અંતરે મેન્યુઅલી ગોઠવી શકાય છે. કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ એક પોલિશ્ડ એલ્યુમિનિયમ ડિસ્ક છે જેમાં સેમ્પલિંગ માટે કેન્દ્રમાં છિદ્ર હોય છે. કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડની નીચે એક એલ્યુમિનિયમ સેમ્પલિંગ ફનલ છે, જે સેમ્પલિંગ પોર્ટ (આકૃતિ 2b) દ્વારા બાકીના પ્રાયોગિક સેટઅપ સાથે જોડાયેલ છે. ચાર્જ બિલ્ડ-અપ ટાળવા માટે જે સેમ્પલર કામગીરીમાં વિક્ષેપ પાડી શકે છે, બધા સેમ્પલર ઘટકો ઇલેક્ટ્રિકલી ગ્રાઉન્ડેડ છે.
(a) એન્જિનિયર્ડ વોટર નેનોસ્ટ્રક્ચર જનરેશન સિસ્ટમ (EWNS). (b) સેમ્પલર અને ઇલેક્ટ્રોસ્પ્રેનો ક્રોસ-સેક્શન, જે સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિમાણો દર્શાવે છે. (c) બેક્ટેરિયા નિષ્ક્રિયકરણ માટે પ્રાયોગિક સેટઅપ.
ઉપર વર્ણવેલ EWNS જનરેશન સિસ્ટમ EWNS ગુણધર્મોના ફાઇન ટ્યુનિંગને સરળ બનાવવા માટે મુખ્ય ઓપરેટિંગ પરિમાણોને બદલવામાં સક્ષમ છે. EWNS લાક્ષણિકતાઓને ફાઇન-ટ્યુન કરવા માટે લાગુ વોલ્ટેજ (V), સોય અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ (L) વચ્ચેનું અંતર અને કેશિલરી દ્વારા પાણીના પ્રવાહ (φ) ને સમાયોજિત કરો. વિવિધ સંયોજનોનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે વપરાતું પ્રતીક: [V (kV), L (cm)]. ચોક્કસ સેટ [V, L] નો સ્થિર ટેલર શંકુ મેળવવા માટે પાણીના પ્રવાહને સમાયોજિત કરો. આ અભ્યાસના હેતુઓ માટે, કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ (D) નો છિદ્ર વ્યાસ 0.5 ઇંચ (1.29 cm) રાખવામાં આવ્યો હતો.
મર્યાદિત ભૂમિતિ અને અસમપ્રમાણતાને કારણે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની તાકાતની ગણતરી પ્રથમ સિદ્ધાંતોથી કરી શકાતી નથી. તેના બદલે, ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની ગણતરી કરવા માટે QuickField™ સોફ્ટવેર (Svendborg, Denmark)19 નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર એકસમાન નથી, તેથી રુધિરકેશિકાના ટોચ પર ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રનું મૂલ્ય વિવિધ રૂપરેખાંકનો માટે સંદર્ભ મૂલ્ય તરીકે ઉપયોગમાં લેવાયું હતું.
અભ્યાસ દરમિયાન, ટેલર શંકુ રચના, ટેલર શંકુ સ્થિરતા, EWNS ઉત્પાદન સ્થિરતા અને પ્રજનનક્ષમતાના સંદર્ભમાં વોલ્ટેજ અને સોય અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના અંતરના અનેક સંયોજનોનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. પૂરક કોષ્ટક S1 માં વિવિધ સંયોજનો દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
EWNS જનરેશન સિસ્ટમનું આઉટપુટ કણ સંખ્યા સાંદ્રતા માપન માટે સ્કેનિંગ મોબિલિટી પાર્ટિકલ સાઈઝ એનાલાઈઝર (SMPS, મોડેલ 3936, TSI, શોરવ્યુ, MN) સાથે સીધું જોડાયેલું હતું, તેમજ એરોસોલ કરંટ માટે એરોસોલ ફેરાડે ઇલેક્ટ્રોમીટર (TSI, મોડેલ 3068B, શોરવ્યુ, MN) સાથે માપવામાં આવ્યું હતું. ) અમારા અગાઉના પ્રકાશનમાં વર્ણવ્યા મુજબ માપવામાં આવ્યું હતું. SMPS અને એરોસોલ ઇલેક્ટ્રોમીટર બંને 0.5 L/મિનિટ (કુલ નમૂના પ્રવાહ 1 L/મિનિટ) ના પ્રવાહ દરે નમૂના લેવામાં આવ્યા હતા. કણોની સંખ્યા સાંદ્રતા અને એરોસોલ પ્રવાહ 120 સેકન્ડ માટે માપવામાં આવ્યા હતા. માપન 30 વખત પુનરાવર્તિત થાય છે. વર્તમાન માપનના આધારે, કુલ એરોસોલ ચાર્જની ગણતરી કરવામાં આવે છે અને પસંદ કરેલા EWNS કણોની આપેલ કુલ સંખ્યા માટે સરેરાશ EWNS ચાર્જનો અંદાજ લગાવવામાં આવે છે. EWNS ની સરેરાશ કિંમત સમીકરણ (1) નો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:
જ્યાં IEl એ માપેલ પ્રવાહ છે, NSMPS એ SMPS વડે માપવામાં આવતી ડિજિટલ સાંદ્રતા છે, અને φEl એ ઇલેક્ટ્રોમીટર દીઠ પ્રવાહ દર છે.
કારણ કે સાપેક્ષ ભેજ (RH) સપાટીના ચાર્જને અસર કરે છે, પ્રયોગ દરમિયાન તાપમાન અને (RH) અનુક્રમે 21°C અને 45% પર સ્થિર રાખવામાં આવ્યા હતા.
EWNS ના કદ અને આજીવન માપવા માટે એટોમિક ફોર્સ માઇક્રોસ્કોપી (AFM), એસાયલમ MFP-3D (એસાયલમ રિસર્ચ, સાન્ટા બાર્બરા, CA) અને AC260T પ્રોબ (ઓલિમ્પસ, ટોક્યો, જાપાન) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. AFM સ્કેનિંગ ફ્રીક્વન્સી 1 Hz હતી, સ્કેનિંગ એરિયા 5 μm × 5 μm હતો, અને 256 સ્કેન લાઇન્સ હતી. બધી છબીઓને એસાયલમ સોફ્ટવેર (માસ્ક રેન્જ 100 nm, થ્રેશોલ્ડ 100 pm) નો ઉપયોગ કરીને પ્રથમ ક્રમની છબી ગોઠવણીને આધિન કરવામાં આવી હતી.
કણોના સંચય અને અભ્રક સપાટી પર અનિયમિત ટીપાંનું નિર્માણ ટાળવા માટે પરીક્ષણ ફનલ દૂર કરવામાં આવ્યું હતું અને અભ્રક સપાટીને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડથી 2.0 સે.મી.ના અંતરે સરેરાશ 120 સેકન્ડ માટે મૂકવામાં આવી હતી. તાજા કાપેલા અભ્રકની સપાટી પર સીધા EWNS છાંટવામાં આવ્યું હતું (ટેડ પેલા, રેડિંગ, CA). AFM સ્પટરિંગ પછી તરત જ અભ્રક સપાટીની છબી. તાજા કાપેલા અભ્રકની સપાટીનો સંપર્ક કોણ 0° ની નજીક છે, તેથી EVNS ગુંબજના રૂપમાં અભ્રક સપાટી પર વિતરિત થાય છે. પ્રસરેલા ટીપાંનો વ્યાસ (a) અને ઊંચાઈ (h) સીધા AFM ટોપોગ્રાફીમાંથી માપવામાં આવ્યો હતો અને અમારી અગાઉ માન્ય પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને EWNS ગુંબજવાળા પ્રસરણ વોલ્યુમની ગણતરી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાયો હતો. ધારી રહ્યા છીએ કે ઓનબોર્ડ EWNS સમાન વોલ્યુમ ધરાવે છે, સમકક્ષ વ્યાસ સમીકરણ (2) નો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરી શકાય છે:
અમારી અગાઉ વિકસિત પદ્ધતિના આધારે, EWNS માં ટૂંકા ગાળાના રેડિકલ ઇન્ટરમીડિયેટ્સની હાજરી શોધવા માટે ઇલેક્ટ્રોન સ્પિન રેઝોનન્સ (ESR) સ્પિન ટ્રેપનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. DEPMPO(5-(ડાયથોક્સીફોસ્ફોરીલ)-5-મિથાઈલ-1-પાયરોલિન-એન-ઓક્સાઇડ) (ઓક્સીસ ઇન્ટરનેશનલ ઇન્ક.) ના 235 mM દ્રાવણ ધરાવતા 650 μm મિજેટ સ્પાર્જર (Ace Glass, Vineland, NJ) દ્વારા એરોસોલ્સને બબલ કરવામાં આવ્યા હતા. બધા ESR માપન બ્રુકર EMX સ્પેક્ટ્રોમીટર (બ્રુકર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ ઇન્ક. બિલેરિકા, MA, USA) અને ફ્લેટ પેનલ સેલનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવ્યા હતા. ડેટા એકત્રિત કરવા અને વિશ્લેષણ કરવા માટે Acquisit સોફ્ટવેર (બ્રુકર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ ઇન્ક. બિલેરિકા, MA, USA) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ROS ની લાક્ષણિકતાઓનું નિર્ધારણ ફક્ત ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓના સમૂહ [-6.5 kV, 4.0 cm] માટે કરવામાં આવ્યું હતું. ઇમ્પેક્ટરમાં EWNS નુકસાનનો હિસાબ કર્યા પછી SMPS નો ઉપયોગ કરીને EWNS સાંદ્રતા માપવામાં આવી હતી.
205 ડ્યુઅલ બીમ ઓઝોન મોનિટર™ (2B ટેક્નોલોજીસ, બોલ્ડર, કંપની)8,9,10 નો ઉપયોગ કરીને ઓઝોન સ્તરનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
બધા EWNS ગુણધર્મો માટે, સરેરાશ મૂલ્યનો ઉપયોગ માપન મૂલ્ય તરીકે થાય છે, અને પ્રમાણભૂત વિચલનનો ઉપયોગ માપન ભૂલ તરીકે થાય છે. ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ EWNS લક્ષણોના મૂલ્યોની તુલના બેઝ EWNS ના અનુરૂપ મૂલ્યો સાથે કરવા માટે T-પરીક્ષણો કરવામાં આવ્યા હતા.
આકૃતિ 2c એક પૂર્વ વિકસિત અને લાક્ષણિકતા ધરાવતી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રિસિપિટેશન (EPES) "પુલ" સિસ્ટમ દર્શાવે છે જેનો ઉપયોગ સપાટી પર EWNS ના લક્ષિત ડિલિવરી માટે થઈ શકે છે. EPES EVNS ચાર્જનો ઉપયોગ કરે છે જેને મજબૂત ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ લક્ષ્યની સપાટી પર સીધા "માર્ગદર્શિત" કરી શકાય છે. EPES સિસ્ટમની વિગતો પિર્ગિઓટાકિસ એટ અલ દ્વારા તાજેતરના પ્રકાશનમાં રજૂ કરવામાં આવી છે. 11. આમ, EPES માં ટેપર્ડ છેડા સાથે 3D પ્રિન્ટેડ PVC ચેમ્બર હોય છે અને તેમાં 15.24 સેમીના અંતરે કેન્દ્રમાં બે સમાંતર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ (304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, મિરર કોટેડ) મેટલ પ્લેટો હોય છે. બોર્ડ બાહ્ય ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત (બર્ટ્રન 205B-10R, સ્પેલમેન, હૌપ્પૌજ, NY) સાથે જોડાયેલા હતા, નીચેની પ્લેટ હંમેશા પોઝિટિવ વોલ્ટેજ સાથે જોડાયેલ હતી, અને ટોચની પ્લેટ હંમેશા જમીન (ફ્લોટિંગ ગ્રાઉન્ડ) સાથે જોડાયેલ હતી. ચેમ્બરની દિવાલો એલ્યુમિનિયમ ફોઇલથી ઢંકાયેલી હોય છે, જે કણોના નુકસાનને રોકવા માટે ઇલેક્ટ્રિકલી ગ્રાઉન્ડેડ હોય છે. ચેમ્બરમાં સીલબંધ ફ્રન્ટ લોડિંગ ડોર છે જે પરીક્ષણ સપાટીઓને પ્લાસ્ટિક સ્ટેન્ડ પર મૂકવાની મંજૂરી આપે છે જે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ હસ્તક્ષેપ ટાળવા માટે તેમને નીચેની મેટલ પ્લેટથી ઉપર ઉઠાવે છે.
EPES માં EWNS ની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતાની ગણતરી પૂરક આકૃતિ S111 માં વિગતવાર અગાઉ વિકસિત પ્રોટોકોલ અનુસાર કરવામાં આવી હતી.
કંટ્રોલ ચેમ્બર તરીકે, બીજા નળાકાર ફ્લો ચેમ્બરને EPES સિસ્ટમ સાથે શ્રેણીમાં જોડવામાં આવ્યો હતો, જેમાં EWNS ને દૂર કરવા માટે એક મધ્યવર્તી HEPA ફિલ્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આકૃતિ 2c માં બતાવ્યા પ્રમાણે, EWNS એરોસોલને બે બિલ્ટ-ઇન ચેમ્બર દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવ્યો હતો. કંટ્રોલ રૂમ અને EPES વચ્ચેનું ફિલ્ટર બાકી રહેલા કોઈપણ EWNS ને દૂર કરે છે જેના પરિણામે સમાન તાપમાન (T), સંબંધિત ભેજ (RH) અને ઓઝોન સ્તર આવે છે.
મહત્વપૂર્ણ ખોરાકજન્ય સુક્ષ્મસજીવો તાજા ખોરાકને દૂષિત કરતા જોવા મળ્યા છે જેમ કે E. coli (ATCC #27325), ફેકલ સૂચક, સૅલ્મોનેલા એન્ટરિકા (ATCC #53647), ખોરાકજન્ય રોગકારક, લિસ્ટેરિયા હાર્મલેસ (ATCC #33090), રોગકારક લિસ્ટેરિયા મોનોસાયટોજેન્સ માટે સરોગેટ, ATCC (Manassas, VA) Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098), બગાડેલા યીસ્ટનો વિકલ્પ, અને વધુ પ્રતિરોધક નિષ્ક્રિય બેક્ટેરિયમ, માયકોબેક્ટેરિયમ પેરાલકી (ATCC #19686) માંથી મેળવેલ.
તમારા સ્થાનિક બજારમાંથી ઓર્ગેનિક દ્રાક્ષના ટામેટાંના રેન્ડમ બોક્સ ખરીદો અને ઉપયોગ થાય ત્યાં સુધી (3 દિવસ સુધી) 4°C પર રેફ્રિજરેટરમાં રાખો. પ્રાયોગિક ટામેટાં બધા એક જ કદના હતા, લગભગ 1/2 ઇંચ વ્યાસના.
કલ્ચર, ઇનોક્યુલેશન, એક્સપોઝર અને કોલોની કાઉન્ટ પ્રોટોકોલ અમારા અગાઉના પ્રકાશનમાં વિગતવાર અને પૂરક ડેટામાં વિગતવાર વર્ણવેલ છે. ઇનોક્યુલેશનવાળા ટામેટાંને 45 મિનિટ માટે 40,000 #/cm3 પર ખુલ્લા કરીને EWNS ની અસરકારકતાનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. ટૂંકમાં, t = 0 મિનિટના સમયે બચી ગયેલા સુક્ષ્મસજીવોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ત્રણ ટામેટાંનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ત્રણ ટામેટાંને EPES માં મૂકવામાં આવ્યા હતા અને 40,000 #/cc (EWNS ખુલ્લા ટામેટાં) પર EWNS ના સંપર્કમાં મૂકવામાં આવ્યા હતા અને બાકીના ત્રણને નિયંત્રણ ચેમ્બર (નિયંત્રણ ટામેટાં) માં મૂકવામાં આવ્યા હતા. બંને જૂથોમાં ટામેટાંની વધારાની પ્રક્રિયા હાથ ધરવામાં આવી ન હતી. EWNS ની અસરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે EWNS-ખુલ્લા ટામેટાં અને નિયંત્રણ ટામેટાંને 45 મિનિટ પછી દૂર કરવામાં આવ્યા હતા.
દરેક પ્રયોગ ત્રણ નકલોમાં કરવામાં આવ્યો હતો. પૂરક ડેટામાં વર્ણવેલ પ્રોટોકોલ અનુસાર ડેટા વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.
ખુલ્લા EWNS નમૂનાઓના સેડિમેન્ટેશન (45 મિનિટ 40,000 #/cm3 EWNS એરોસોલ સાંદ્રતા પર) અને હાનિકારક બેક્ટેરિયા E. coli, Salmonella enterica અને Lactobacillus ના બિન-ઇરેડિયેટેડ નમૂનાઓ દ્વારા નિષ્ક્રિયકરણ પદ્ધતિઓનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. કણોને 2.5% ગ્લુટારાલ્ડીહાઇડ, 1.25% પેરાફોર્માલ્ડીહાઇડ અને 0.03% પિક્રિક એસિડમાં 0.1 M સોડિયમ કેકોડાયલેટ બફર (pH 7.4) માં 2 કલાક માટે ઓરડાના તાપમાને ફિક્સ કરવામાં આવ્યા હતા. ધોવા પછી, 1% ઓસ્મિયમ ટેટ્રોક્સાઇડ (OsO4)/1.5% પોટેશિયમ ફેરોસાયનાઇડ (KFeCN6) સાથે 2 કલાક માટે પોસ્ટ-ફિક્સ કરો, પાણીમાં 3 વખત ધોઈ લો અને 1% યુરેનાઇલ એસિટેટમાં 1 કલાક માટે ઇન્ક્યુબેટ કરો, પછી પાણીમાં બે વાર ધોઈ લો, પછી 50%, 70%, 90%, 100% આલ્કોહોલમાં 10 મિનિટ માટે ડિહાઇડ્રેટ કરો. ત્યારબાદ નમૂનાઓને 1 કલાક માટે પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડમાં મૂકવામાં આવ્યા અને પ્રોપીલીન ઓક્સાઇડ અને TAAP એપોન (મેરિવાક કેનેડા ઇન્ક. સેન્ટ લોરેન્ટ, CA) ના 1:1 મિશ્રણથી ગર્ભિત કરવામાં આવ્યા. નમૂનાઓને TAAB એપોનમાં એમ્બેડ કરવામાં આવ્યા અને 60°C પર 48 કલાક માટે પોલિમરાઇઝ કરવામાં આવ્યા. ક્યુર્ડ ગ્રેન્યુલર રેઝિનને TEM દ્વારા AMT 2k CCD કેમેરા (એડવાન્સ્ડ માઇક્રોસ્કોપી ટેક્નિક્સ, કોર્પ., વોબર્ન, મેસેચ્યુસેટ્સ, યુએસએ) થી સજ્જ પરંપરાગત ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ JEOL 1200EX (JEOL, ટોક્યો, જાપાન) નો ઉપયોગ કરીને કાપીને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવામાં આવ્યું.
બધા પ્રયોગો ત્રણ પ્રતિકૃતિમાં કરવામાં આવ્યા હતા. દરેક સમય બિંદુ માટે, બેક્ટેરિયલ વોશને ત્રણ પ્રતિકૃતિમાં સીડ કરવામાં આવ્યા હતા, જેના પરિણામે દરેક બિંદુ દીઠ કુલ નવ ડેટા પોઇન્ટ મળ્યા હતા, જેનો સરેરાશ તે ચોક્કસ સુક્ષ્મસજીવો માટે બેક્ટેરિયલ સાંદ્રતા તરીકે ઉપયોગમાં લેવાયો હતો. માપન ભૂલ તરીકે પ્રમાણભૂત વિચલનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. બધા પોઇન્ટ ગણાય છે.
t = 0 મિનિટની સરખામણીમાં બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતામાં ઘટાડાનો લઘુગણક નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરવામાં આવ્યો હતો:
જ્યાં C0 એ 0 સમયે નિયંત્રણ નમૂનામાં બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે (એટલે ​​કે સપાટી સુકાઈ ગયા પછી પરંતુ ચેમ્બરમાં મૂકતા પહેલા) અને Cn એ n મિનિટના સંપર્ક પછી સપાટી પર બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે.
45-મિનિટના સંપર્ક દરમિયાન બેક્ટેરિયાના કુદરતી અધોગતિ માટે, 45 મિનિટ પછી નિયંત્રણની તુલનામાં લોગ ઘટાડો પણ નીચે મુજબ ગણવામાં આવ્યો હતો:
જ્યાં Cn એ n સમયે નિયંત્રણ નમૂનામાં બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે અને Cn-કંટ્રોલ એ n સમયે નિયંત્રણ બેક્ટેરિયાની સાંદ્રતા છે. ડેટા નિયંત્રણની તુલનામાં લોગ ઘટાડા તરીકે રજૂ કરવામાં આવે છે (કોઈ EWNS એક્સપોઝર નથી).
અભ્યાસ દરમિયાન, ટેલર શંકુ રચના, ટેલર શંકુ સ્થિરતા, EWNS ઉત્પાદન સ્થિરતા અને પ્રજનનક્ષમતાના સંદર્ભમાં વોલ્ટેજ અને સોય અને કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના અંતરના અનેક સંયોજનોનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું. પૂરક કોષ્ટક S1 માં વિવિધ સંયોજનો દર્શાવવામાં આવ્યા છે. વ્યાપક અભ્યાસ માટે સ્થિર અને પ્રજનનક્ષમ ગુણધર્મો (ટેલર શંકુ, EWNS જનરેશન અને સમય જતાં સ્થિરતા) દર્શાવતા બે કેસ પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા. આકૃતિ 3 માં બંને કિસ્સાઓમાં ROS ના ચાર્જ, કદ અને સામગ્રી માટેના પરિણામો દર્શાવવામાં આવ્યા છે. પરિણામો કોષ્ટક 1 માં પણ દર્શાવવામાં આવ્યા છે. સંદર્ભ માટે, આકૃતિ 3 અને કોષ્ટક 1 બંનેમાં અગાઉ સંશ્લેષિત બિન-ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ EWNS8, 9, 10, 11 (બેઝલાઇન-EWNS) ના ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. બે-પૂંછડીવાળા ટી-ટેસ્ટનો ઉપયોગ કરીને આંકડાકીય મહત્વની ગણતરીઓ પૂરક કોષ્ટક S2 માં ફરીથી પ્રકાશિત કરવામાં આવી છે. વધુમાં, વધારાના ડેટામાં કાઉન્ટર ઇલેક્ટ્રોડ સેમ્પલિંગ હોલ વ્યાસ (D) અને ગ્રાઉન્ડ ઇલેક્ટ્રોડ અને ટીપ (L) વચ્ચેના અંતરની અસરનો અભ્યાસ શામેલ છે (પૂરક આકૃતિઓ S2 અને S3).
(ac) AFM દ્વારા માપવામાં આવેલ કદ વિતરણ. (df) સપાટી ચાર્જ લાક્ષણિકતા. (g) EPR નું ROS લાક્ષણિકતા.
એ નોંધવું પણ મહત્વપૂર્ણ છે કે ઉપરોક્ત બધી પરિસ્થિતિઓ માટે, માપેલ આયનીકરણ પ્રવાહ 2 થી 6 μA અને વોલ્ટેજ -3.8 અને -6.5 kV ની વચ્ચે હતો, જેના પરિણામે આ એકલ EWNS જનરેશન સંપર્ક મોડ્યુલ માટે 50 mW કરતા ઓછો વીજ વપરાશ થયો. જોકે EWNS ને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું, ઓઝોન સ્તર ખૂબ જ ઓછું હતું, ક્યારેય 60 ppb થી વધુ નહોતું.
પૂરક આકૃતિ S4 અનુક્રમે [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્યો માટે સિમ્યુલેટેડ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો દર્શાવે છે. [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્યો માટે, ક્ષેત્ર ગણતરીઓ અનુક્રમે 2 × 105 V/m અને 4.7 × 105 V/m છે. આ અપેક્ષિત છે, કારણ કે બીજા કિસ્સામાં વોલ્ટેજ-અંતર ગુણોત્તર ઘણો વધારે છે.
આકૃતિ 3a,b માં AFM8 વડે માપવામાં આવેલ EWNS વ્યાસ દર્શાવે છે. ગણતરી કરેલ સરેરાશ EWNS વ્યાસ [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] યોજનાઓ માટે અનુક્રમે 27 nm અને 19 nm હતા. [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્યો માટે, વિતરણોના ભૌમિતિક પ્રમાણભૂત વિચલનો અનુક્રમે 1.41 અને 1.45 છે, જે સાંકડા કદ વિતરણ સૂચવે છે. સરેરાશ કદ અને ભૌમિતિક પ્રમાણભૂત વિચલન બંને અનુક્રમે 25 nm અને 1.41 પર, બેઝલાઇન EWNS ની ખૂબ નજીક છે. આકૃતિ 3c માં સમાન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવેલ બેઝ EWNS નું કદ વિતરણ દર્શાવે છે.
આકૃતિ 3d,e માં ચાર્જ લાક્ષણિકતાના પરિણામો દર્શાવે છે. ડેટા એકાગ્રતા (#/cm3) અને વર્તમાન (I) ના 30 એકસાથે માપનના સરેરાશ માપ છે. વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે EWNS પર સરેરાશ ચાર્જ અનુક્રમે [-6.5 kV, 4.0 cm] અને [-3.8 kV, 0.5 cm] માટે 22 ± 6 e- અને 44 ± 6 e- છે. બેઝલાઇન EWNS (10 ± 2 e-) ની તુલનામાં તેમની પાસે સપાટી ચાર્જ નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે, જે [-6.5 kV, 4.0 cm] દૃશ્ય કરતા બે ગણા વધારે છે અને [-3 .8 kV, 0.5 cm] કરતા ચાર ગણા વધારે છે. આકૃતિ 3f બેઝલાઇન-EWNS માટે ચાર્જ ડેટા દર્શાવે છે.
EWNS નંબર (પૂરક આકૃતિઓ S5 અને S6) ના સાંદ્રતા નકશા પરથી, તે જોઈ શકાય છે કે [-6.5 kV, 4.0 cm] દૃશ્યમાં [-3.8 kV, 0.5 cm] દૃશ્ય કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ કણો છે. એ પણ નોંધનીય છે કે EWNS નંબર સાંદ્રતાનું નિરીક્ષણ 4 કલાક સુધી કરવામાં આવ્યું હતું (પૂરક આકૃતિઓ S5 અને S6), જ્યાં EWNS જનરેશન સ્થિરતા બંને કિસ્સાઓમાં કણો સંખ્યા સાંદ્રતાના સમાન સ્તર દર્શાવે છે.
આકૃતિ 3g માં [-6.5 kV, 4.0 cm] પર ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ EWNS નિયંત્રણ (પૃષ્ઠભૂમિ) ના બાદબાકી પછી EPR સ્પેક્ટ્રમ બતાવવામાં આવ્યું છે. અગાઉ પ્રકાશિત થયેલા કાર્યમાં ROS સ્પેક્ટ્રાની સરખામણી બેઝલાઇન-EWNS દૃશ્ય સાથે પણ કરવામાં આવી હતી. સ્પિન ટ્રેપ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા EWNS ની સંખ્યા 7.5 × 104 EWNS/s ગણવામાં આવી હતી, જે અગાઉ પ્રકાશિત બેઝલાઇન-EWNS8 જેવી જ છે. EPR સ્પેક્ટ્રામાં બે પ્રકારના ROS ની હાજરી સ્પષ્ટપણે દર્શાવવામાં આવી હતી, જેમાં O2- મુખ્ય પ્રજાતિ હતી અને OH• ઓછી વિપુલ પ્રમાણમાં હતી. વધુમાં, ટોચની તીવ્રતાની સીધી સરખામણી દર્શાવે છે કે ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ EWNS માં બેઝલાઇન EWNS ની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ ROS સામગ્રી હતી.
આકૃતિ 4 માં EPES માં EWNS ની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. ડેટાનો સારાંશ કોષ્ટક I માં પણ આપવામાં આવ્યો છે અને તેની સરખામણી મૂળ EWNS ડેટા સાથે કરવામાં આવી છે. EUNS ના બંને કિસ્સાઓમાં, 3.0 kV ના ઓછા વોલ્ટેજ પર પણ ડિપોઝિશન 100% ની નજીક છે. સામાન્ય રીતે, સપાટીના ચાર્જમાં ફેરફારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, 3.0 kV 100% ડિપોઝિશન માટે પૂરતું છે. સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, બેઝલાઇન-EWNS ની ડિપોઝિશન કાર્યક્ષમતા તેમના ઓછા ચાર્જ (EWNS દીઠ સરેરાશ 10 ઇલેક્ટ્રોન) ને કારણે માત્ર 56% હતી.
આકૃતિ 5 અને કોષ્ટક 2 માં, ટામેટાંની સપાટી પર લગભગ 40,000 #/cm3 EWNS ના સંપર્કમાં આવ્યા પછી ઇનોક્યુલેટેડ સુક્ષ્મસજીવોના નિષ્ક્રિયકરણ મૂલ્યનો સારાંશ આપવામાં આવ્યો છે, જે મહત્તમ સ્થિતિમાં [-6.5 kV, 4.0 cm] 45 મિનિટ માટે આપવામાં આવ્યા હતા. ઇનોક્યુલેટેડ E. coli અને Lactobacillus innocuous એ 45 મિનિટના સંપર્ક દરમિયાન 3.8 લોગનો નોંધપાત્ર ઘટાડો દર્શાવ્યો હતો. સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, S. enterica માં 2.2-લોગ ઘટાડો થયો હતો, જ્યારે S. cerevisiae અને M. parafortutum માં 1.0-લોગ ઘટાડો થયો હતો.
ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોગ્રાફ્સ (આકૃતિ 6) હાનિકારક એસ્ચેરીચીયા કોલી, સ્ટ્રેપ્ટોકોકસ અને લેક્ટોબેસિલસ કોષો પર EWNS દ્વારા પ્રેરિત ભૌતિક ફેરફારો દર્શાવે છે જે તેમના નિષ્ક્રિયતા તરફ દોરી જાય છે. નિયંત્રણ બેક્ટેરિયામાં કોષ પટલ અકબંધ હતા, જ્યારે ખુલ્લા બેક્ટેરિયાએ બાહ્ય પટલને નુકસાન પહોંચાડ્યું હતું.
નિયંત્રણ અને ખુલ્લા બેક્ટેરિયાના ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપિક ઇમેજિંગથી પટલને નુકસાન થયું હોવાનું જાણવા મળ્યું.
ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ EWNS ના ભૌતિક-રાસાયણિક ગુણધર્મો પરનો ડેટા સામૂહિક રીતે દર્શાવે છે કે EWNS ના ગુણધર્મો (સપાટી ચાર્જ અને ROS સામગ્રી) અગાઉ પ્રકાશિત EWNS બેઝલાઇન ડેટા 8,9,10,11 ની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે સુધારેલા હતા. બીજી બાજુ, તેમનું કદ નેનોમીટર રેન્જમાં રહ્યું, જે અગાઉ અહેવાલ કરાયેલા પરિણામો જેવું જ હતું, જેના કારણે તેઓ લાંબા સમય સુધી હવામાં રહી શક્યા. અવલોકન કરાયેલ બહુવિક્ષેપન સપાટી ચાર્જ ફેરફારો દ્વારા સમજાવી શકાય છે જે EWNS નું કદ, રેલે અસરની રેન્ડમનેસ અને સંભવિત સંકલન નક્કી કરે છે. જો કે, નીલ્સન એટ અલ. 22 દ્વારા વિગતવાર જણાવ્યા મુજબ, ઉચ્ચ સપાટી ચાર્જ પાણીના ટીપાની સપાટી ઊર્જા/તાણને અસરકારક રીતે વધારીને બાષ્પીભવન ઘટાડે છે. અમારા અગાઉના પ્રકાશન 8 માં આ સિદ્ધાંતને માઇક્રોડ્રોપલેટ્સ 22 અને EWNS માટે પ્રાયોગિક રીતે પુષ્ટિ આપવામાં આવી હતી. ઓવરટાઇમ દરમિયાન ચાર્જનું નુકસાન કદને પણ અસર કરી શકે છે અને અવલોકન કરાયેલ કદ વિતરણમાં ફાળો આપી શકે છે.