ຂໍ​ຂອບ​ໃຈ​ທ່ານ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ຢ້ຽມ​ຢາມ Nature.com​. ເວີຊັນຂອງຕົວທ່ອງເວັບທີ່ທ່ານກໍາລັງໃຊ້ມີການສະຫນັບສະຫນູນ CSS ຈໍາກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ບຣາວເຊີທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດການນຳໃຊ້ໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນເວລານີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບແລະ JavaScript.
ບໍ່ດົນມານີ້, ແພລະຕະຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ບໍ່ມີສານເຄມີໂດຍອີງໃສ່ nanotechnology ໂດຍໃຊ້ nanostructures ນ້ໍາທຽມ (EWNS) ໄດ້ຖືກພັດທະນາ. EWNS ມີຄ່າດ້ານຫນ້າສູງແລະອີ່ມຕົວດ້ວຍຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ມີປະຕິກິລິຍາ (ROS) ທີ່ສາມາດພົວພັນກັບແລະກະຕຸ້ນຈຸລິນຊີຈໍານວນຫນຶ່ງ, ລວມທັງເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານ. ໃນທີ່ນີ້ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງພວກມັນໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະສາມາດຖືກປັບແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບເພື່ອເພີ່ມທ່າແຮງຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຂອງພວກເຂົາຕື່ມອີກ. ເວທີຫ້ອງທົດລອງ EWNS ໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອປັບຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ໂດຍການປ່ຽນແປງຕົວກໍານົດການສັງເຄາະ. ການກໍານົດຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS (ຄ່າບໍລິການ, ຂະຫນາດແລະເນື້ອໃນຂອງ ROS) ໂດຍໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄຫມ. ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກປະເມີນສໍາລັບທ່າແຮງ inactivation microbial ຂອງເຂົາເຈົ້າຕໍ່ກັບຈຸລິນຊີທີ່ເກີດຈາກອາຫານເຊັ່ນ Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocuous, Mycobacterium paraaccidentum ແລະ Saccharomyces cerevisiae. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ນໍາສະເຫນີຢູ່ທີ່ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ສາມາດຖືກປັບລະອຽດໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ປະສິດທິພາບ inactivation ເພີ່ມຂຶ້ນ. ໂດຍສະເພາະ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານຫນ້າເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍປັດໃຈສີ່ແລະຊະນິດຂອງອົກຊີເຈນທີ່ reactive ເພີ່ມຂຶ້ນ. ອັດຕາການກຳຈັດຈຸລິນຊີແມ່ນຂຶ້ນກັບຈຸລິນຊີ ແລະ ຕັ້ງແຕ່ 1.0 ຫາ 3.8 ບັນທຶກ ຫຼັງຈາກການສຳຜັດ 45 ນາທີ ກັບປະລິມານ aerosol ຂອງ 40,000 #/cc EWNS.
ການປົນເປື້ອນຂອງຈຸລິນຊີແມ່ນສາເຫດຕົ້ນຕໍຂອງພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານທີ່ເກີດຈາກການດູດຊຶມຂອງເຊື້ອພະຍາດຫຼືສານພິດຂອງພວກມັນ. ໃນສະຫະລັດດຽວ, ການເຈັບປ່ວຍຈາກອາຫານເຮັດໃຫ້ເກີດພະຍາດປະມານ 76 ລ້ານຄົນ, 325,000 ເຂົ້າໂຮງ ໝໍ ແລະ 5,000 ຄົນເສຍຊີວິດໃນແຕ່ລະປີ1. ນອກຈາກນັ້ນ, ກະຊວງກະສິກໍາຂອງສະຫະລັດ (USDA) ຄາດຄະເນວ່າການບໍລິໂພກຜະລິດຕະພັນສົດທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນແມ່ນຮັບຜິດຊອບຕໍ່ 48% ຂອງພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານທັງຫມົດທີ່ລາຍງານຢູ່ໃນສະຫະລັດ2. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງພະຍາດແລະການເສຍຊີວິດຍ້ອນເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານໃນສະຫະລັດແມ່ນສູງຫຼາຍ, ຄາດຄະເນໂດຍສູນຄວບຄຸມແລະປ້ອງກັນພະຍາດ (CDC) ຫຼາຍກວ່າ 15.6 ຕື້ໂດລາສະຫະລັດຕໍ່ປີ3.
ໃນປັດຈຸບັນ, ການແຊກແຊງທາງເຄມີ 4, radiation5 ແລະ thermal6 ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພຂອງອາຫານສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນດໍາເນີນຢູ່ໃນຈຸດຄວບຄຸມທີ່ສໍາຄັນຈໍາກັດ (CCPs) ຕາມລະບົບຕ່ອງໂສ້ການຜະລິດ (ປົກກະຕິແລ້ວຫຼັງຈາກການເກັບກ່ຽວແລະ / ຫຼືໃນລະຫວ່າງການຫຸ້ມຫໍ່) ແທນທີ່ຈະຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ດັ່ງນັ້ນ, ພວກມັນມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການປົນເປື້ອນຂ້າມ. 7. ການຄວບຄຸມພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານ ແລະການເສື່ອມຂອງອາຫານໄດ້ດີຂຶ້ນ ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການແຊກແຊງດ້ວຍຢາຕ້ານເຊື້ອທີ່ອາດສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ຕະຫຼອດການຕໍ່ເນື່ອງຂອງຟາມເຖິງຕາຕະລາງ ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ.
ບໍ່ດົນມານີ້, ແພລະຕະຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ອີງໃສ່ nanotechnology ທີ່ບໍ່ມີສານເຄມີ, ໄດ້ຖືກພັດທະນາທີ່ສາມາດ inactivate ພື້ນຜິວແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນອາກາດໂດຍໃຊ້ nanostructures ນ້ໍາທຽມ (EWNS). EWNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍໃຊ້ສອງຂະບວນການຂະຫນານ, electrospray ແລະນ້ໍາ ionization (ຮູບ 1a). ການສຶກສາທີ່ຜ່ານມາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ມີຊຸດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງຊີວະພາບ8,9,10. EWNS ມີສະເລ່ຍຂອງ 10 ເອເລັກໂຕຣນິກຕໍ່ໂຄງສ້າງແລະຂະຫນາດ nanoscale ສະເລ່ຍຂອງ 25 nm (ຮູບ 1b,c)8,9,10. ນອກຈາກນັ້ນ, ອິເລັກໂທຣນິກ spin resonance (ESR) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ມີຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ROS), ຕົ້ນຕໍແມ່ນ hydroxyl (OH•) ແລະ superoxide (O2-) radicals (ຮູບ 1c)8. EVNS ຢູ່ໃນອາກາດເປັນເວລາດົນນານແລະສາມາດ collide ກັບຈຸລິນຊີທີ່ໂຈະຢູ່ໃນອາກາດແລະປະຈຸບັນຢູ່ໃນຫນ້າດິນ, ສົ່ງ ROS payload ຂອງເຂົາເຈົ້າແລະເຮັດໃຫ້ inactivation ຂອງຈຸລິນຊີ (ຮູບ 1d). ການສຶກສາເບື້ອງຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້ຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ສາມາດພົວພັນກັບແລະ inactivate ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ gram-negative ແລະ gram-positive ຕ່າງໆ, ລວມທັງ mycobacteria, ໃນພື້ນຜິວແລະໃນອາກາດ. ການສົ່ງຜ່ານກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ inactivation ແມ່ນເກີດມາຈາກການລົບກວນຂອງເຍື່ອເຊນ. ນອກ​ຈາກ​ນັ້ນ​, ການ​ສຶກ​ສາ inhalation inhalation ໄດ້​ສະ​ແດງ​ໃຫ້​ເຫັນ​ວ່າ​ໃນ​ຂະ​ຫນາດ​ສູງ​ຂອງ EWNS ບໍ່​ເຮັດ​ໃຫ້​ປອດ​ເສຍ​ຫາຍ​ຫຼື​ການ​ອັກ​ເສບ 8 .
(a) Electrospray ເກີດຂຶ້ນເມື່ອໃຊ້ແຮງດັນສູງລະຫວ່າງທໍ່ capillary ທີ່ບັນຈຸຂອງແຫຼວ ແລະ counter electrode. (b) ການນໍາໃຊ້ຄວາມກົດດັນສູງສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດສອງປະກົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: (i) electrospraying ຂອງນ້ໍາແລະ (ii) ການສ້າງຕັ້ງຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ions) trapped ໃນ EWNS. (c) ໂຄງສ້າງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ EWNS. (d) ເນື່ອງຈາກລັກສະນະ nanoscale ຂອງມັນ, EWNS ແມ່ນມືຖືສູງແລະສາມາດພົວພັນກັບເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດມາຈາກອາກາດ.
ຄວາມສາມາດຂອງແພລະຕະຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີ EWNS ໃນການກະຕຸ້ນຈຸລິນຊີທີ່ເກີດຈາກອາຫານຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງອາຫານສົດຍັງໄດ້ຮັບການສະແດງໃຫ້ເຫັນບໍ່ດົນມານີ້. ມັນຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຮັບຜິດຊອບດ້ານຫນ້າຂອງ EWNS ປະສົມປະສານກັບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອບັນລຸການຈັດສົ່ງເປົ້າຫມາຍ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ຜົນໄດ້ຮັບເບື້ອງຕົ້ນສໍາລັບຫມາກເລັ່ນອິນຊີຫຼັງຈາກການສໍາຜັດ 90 ນາທີຢູ່ທີ່ EWNS ປະມານ 50,000 #/cm3 ໄດ້ຮັບການຊຸກຍູ້, ໂດຍມີຈຸລິນຊີທີ່ເປັນອາຫານຕ່າງໆເຊັ່ນ E. coli ແລະ Listeria 11. ນອກຈາກນັ້ນ, ການທົດສອບ organoleptic ເບື້ອງຕົ້ນບໍ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບ sensory ເມື່ອທຽບກັບຫມາກເລັ່ນຄວບຄຸມ. ເຖິງແມ່ນວ່າຜົນໄດ້ຮັບການກະຕຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຊຸກຍູ້ໃຫ້ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຄວາມປອດໄພຂອງອາຫານເຖິງແມ່ນວ່າໃນປະລິມານ EWNS ຕໍ່າຫຼາຍຂອງ 50,000#/cc. ເບິ່ງ, ມັນເປັນທີ່ຊັດເຈນວ່າທ່າແຮງ inactivation ສູງຂຶ້ນຈະເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຕິດເຊື້ອແລະການ spoilage.
ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາຈະສຸມໃສ່ການຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການພັດທະນາເວທີການຜະລິດ EWNS ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການປັບຕົວກໍານົດການສັງເຄາະລະອຽດແລະການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຄຸນສົມບັດທາງເຄມີຂອງ EWNS ເພື່ອເພີ່ມທ່າແຮງຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຂອງພວກເຂົາ. ໂດຍສະເພາະ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໄດ້ສຸມໃສ່ການເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານຫນ້າຂອງພວກເຂົາ (ເພື່ອປັບປຸງການຈັດສົ່ງເປົ້າຫມາຍ) ແລະເນື້ອຫາ ROS (ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບ inactivation). ກໍານົດຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ - ເຄມີທີ່ດີທີ່ສຸດ (ຂະຫນາດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະເນື້ອໃນ ROS) ໂດຍໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄຫມແລະນໍາໃຊ້ຈຸລິນຊີອາຫານທົ່ວໄປເຊັ່ນ E. .
EVNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍການສະເປສີດໄຟຟ້າພ້ອມໆກັນ ແລະ ionization ຂອງນ້ໍາທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (18 MΩ cm-1). ເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນໄຟຟ້າ 12 ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນໃຊ້ສໍາລັບການປະລໍາມະນູຂອງແຫຼວແລະການສັງເຄາະຂອງໂພລີເມີແລະອະນຸພາກເຊລາມິກ 13 ແລະເສັ້ນໃຍ 14 ຂອງຂະຫນາດຄວບຄຸມ.
ດັ່ງທີ່ລາຍລະອຽດຢູ່ໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາ 8, 9, 10, 11, ໃນການທົດລອງທົ່ວໄປ, ແຮງດັນສູງຖືກນໍາໃຊ້ລະຫວ່າງ capillary ໂລຫະແລະ counter electrode ກັບດິນ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການນີ້, ສອງປະກົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນເກີດຂຶ້ນ: i) electrospray ແລະ ii) ionization ນ້ໍາ. ສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງສອງ electrodes ເຮັດໃຫ້ເກີດຄ່າລົບທີ່ຈະສ້າງຂຶ້ນໃນຫນ້າດິນຂອງນ້ໍາ condensed, ເຮັດໃຫ້ເກີດການສ້າງຕັ້ງຂອງ Taylor cones. ດັ່ງນັ້ນ, ຢອດນ້ໍາທີ່ມີຄ່າສູງໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງສືບຕໍ່ແຕກອອກເປັນອະນຸພາກຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ດັ່ງໃນທິດສະດີ Rayleigh16. ໃນເວລາດຽວກັນ, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມແຂງເຮັດໃຫ້ໂມເລກຸນນ້ໍາບາງແຍກແລະແຍກອອກເອເລັກໂຕຣນິກ (ionize), ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ROS)17. ROS18 ທີ່ຜະລິດພ້ອມໆກັນໄດ້ຖືກຫຸ້ມໄວ້ໃນ EWNS (ຮູບ 1c).
ໃນຮູບ. 2a ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບການຜະລິດ EWNS ທີ່ພັດທະນາແລະນໍາໃຊ້ໃນການສັງເຄາະ EWNS ໃນການສຶກສານີ້. ນ້ໍາບໍລິສຸດທີ່ເກັບໄວ້ໃນຂວດປິດໄດ້ຖືກປ້ອນຜ່ານທໍ່ Teflon (ເສັ້ນຜ່າກາງພາຍໃນ 2 ມມ) ເຂົ້າໄປໃນເຂັມ 30G ສະແຕນເລດ (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງໂລຫະ). ການໄຫຼຂອງນ້ໍາຖືກຄວບຄຸມໂດຍຄວາມກົດດັນອາກາດພາຍໃນຂວດ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2b. ເຂັມແມ່ນຕິດຢູ່ໃນຄອນໂຊນ Teflon ແລະສາມາດປັບໄດ້ດ້ວຍຕົນເອງກັບໄລຍະຫ່າງທີ່ແນ່ນອນຈາກ counter electrode. counter electrode ແມ່ນແຜ່ນອາລູມິນຽມຂັດທີ່ມີຮູຢູ່ໃຈກາງສໍາລັບການເກັບຕົວຢ່າງ. ຂ້າງລຸ່ມຂອງ counter electrode ແມ່ນ funnel ການເກັບຕົວຢ່າງອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງເຊື່ອມຕໍ່ກັບສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງການຕິດຕັ້ງທົດລອງໂດຍຜ່ານພອດເກັບຕົວຢ່າງ (ຮູບ 2b). ເພື່ອຫຼີກລ້ຽງການສາກໄຟທີ່ອາດລົບກວນການເຮັດວຽກຂອງຕົວຕົວຢ່າງ, ອົງປະກອບຂອງຕົວຢ່າງທັງໝົດແມ່ນເຮັດດ້ວຍໄຟຟ້າ.
(a) ລະບົບການຜະລິດນໍ້ານາໂນແບບວິສະວະກໍາ (EWNS). (b) ພາກກາງຂອງຕົວຢ່າງແລະ electrospray, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ. (c) ການທົດລອງການຕິດຕັ້ງສໍາລັບການ inactivation ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ.
ລະບົບການຜະລິດ EWNS ທີ່ອະທິບາຍໄວ້ຂ້າງເທິງແມ່ນສາມາດປ່ຽນແປງຕົວກໍານົດການປະຕິບັດງານທີ່ສໍາຄັນເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການປັບປຸງຄຸນສົມບັດ EWNS. ປັບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນໍາໃຊ້ (V), ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມແລະ counter electrode (L), ແລະການໄຫຼຂອງນ້ໍາ (φ) ຜ່ານ capillary ເພື່ອປັບລັກສະນະ EWNS. ສັນຍາລັກທີ່ໃຊ້ເພື່ອເປັນຕົວແທນຂອງການປະສົມປະສານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: [V (kV), L (cm)]. ປັບການໄຫຼຂອງນ້ໍາເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂກນ Taylor ທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງຊຸດທີ່ແນ່ນອນ [V, L]. ສໍາລັບຈຸດປະສົງຂອງການສຶກສານີ້, ເສັ້ນຜ່າກາງຂອງຮູຮັບແສງຂອງ counter electrode (D) ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ຢູ່ທີ່ 0.5 ນິ້ວ (1.29 ຊຕມ).
ເນື່ອງຈາກເລຂາຄະນິດທີ່ຈໍາກັດແລະຄວາມສົມມາດ, ຄວາມແຂງແຮງຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າບໍ່ສາມາດຄິດໄລ່ຈາກຫຼັກການທໍາອິດ. ແທນທີ່ຈະ, ຊອບແວ QuickField™ (Svendborg, Denmark)19 ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າບໍ່ເປັນເອກະພາບ, ດັ່ງນັ້ນມູນຄ່າຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຢູ່ປາຍຂອງ capillary ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນມູນຄ່າອ້າງອີງສໍາລັບການຕັ້ງຄ່າຕ່າງໆ.
ໃນລະຫວ່າງການສຶກສາ, ການປະສົມຫຼາຍຂອງແຮງດັນແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມແລະ counter electrode ໄດ້ຖືກປະເມີນໃນແງ່ຂອງການສ້າງກວຍ Taylor, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ Taylor cone, ຄວາມຫມັ້ນຄົງການຜະລິດ EWNS, ແລະການສືບພັນ. ການປະສົມຕ່າງໆແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງເສີມ S1.
ຜົນຜະລິດຂອງລະບົບການຜະລິດ EWNS ໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບເຄື່ອງວິເຄາະຂະຫນາດອະນຸພາກ Scanning Mobility (SMPS, Model 3936, TSI, Shoreview, MN) ສໍາລັບການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຈໍານວນ particle, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ Aerosol Faraday Electrometer (TSI, Model 3068B, Shoreview, MN). ) ສໍາລັບກະແສ aerosol ໄດ້ຖືກວັດແທກຕາມທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ. ທັງ SMPS ແລະເຄື່ອງວັດແທກໄຟຟ້າ aerosol ທີ່ເກັບຕົວຢ່າງໃນອັດຕາການໄຫຼຂອງ 0.5 ລິດ/ນາທີ (ຕົວຢ່າງການໄຫຼທັງໝົດ 1 ລິດ/ນາທີ). ຈໍານວນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອະນຸພາກແລະການໄຫຼຂອງ aerosol ໄດ້ຖືກວັດແທກເປັນເວລາ 120 ວິນາທີ. ການວັດແທກແມ່ນຊ້ໍາ 30 ເທື່ອ. ອີງຕາມການວັດແທກໃນປະຈຸບັນ, ຄ່າບໍລິການ aerosol ທັງຫມົດຖືກຄິດໄລ່ແລະຄ່າ EWNS ສະເລ່ຍແມ່ນຄາດຄະເນສໍາລັບຈໍານວນທັງຫມົດຂອງອະນຸພາກ EWNS ທີ່ເລືອກ. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສະເລ່ຍຂອງ EWNS ສາມາດຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ (1):
ບ່ອນທີ່ IEl ແມ່ນປັດຈຸບັນທີ່ວັດແທກໄດ້, NSMPS ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງດິຈິຕອນທີ່ວັດແທກດ້ວຍ SMPS, ແລະφEl ແມ່ນອັດຕາການໄຫຼຕໍ່ electrometer.
ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມຊຸ່ມຊື່ນພີ່ນ້ອງ (RH) ຜົນກະທົບຕໍ່ການສາກໄຟຂອງພື້ນຜິວ, ອຸນຫະພູມແລະ (RH) ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່ໃນລະຫວ່າງການທົດລອງຢູ່ທີ່ 21 ° C ແລະ 45%, ຕາມລໍາດັບ.
ກ້ອງຈຸລະທັດຜົນບັງຄັບໃຊ້ປະລໍາມະນູ (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) ແລະ AC260T probe (Olympus, Tokyo, Japan) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກຂະຫນາດແລະອາຍຸຂອງ EWNS. ຄວາມຖີ່ຂອງການສະແກນ AFM ແມ່ນ 1 Hz, ພື້ນທີ່ສະແກນແມ່ນ 5 μm × 5 μm, ແລະ 256 ສາຍສະແກນ. ຮູບພາບທັງໝົດແມ່ນຂຶ້ນກັບການຈັດຮຽງຮູບພາບຕາມລຳດັບທີ 1 ໂດຍໃຊ້ຊອບແວ Asylum (ຊ່ວງໜ້າກາກ 100 nm, ເກນ 100 ໂມງແລງ).
funnel ການທົດສອບໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກແລະຫນ້າດິນ mica ໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໃນໄລຍະ 2.0 ຊຕມຈາກ counter electrode ສໍາລັບການໃຊ້ເວລາສະເລ່ຍຂອງ 120 s ເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການ agglomeration ຂອງອະນຸພາກແລະການສ້າງຕັ້ງຂອງ droplets ສະຫມໍ່າສະເຫມີຢູ່ດ້ານ mica. EWNS ໄດ້ຖືກສີດໂດຍກົງໃສ່ຫນ້າດິນຂອງ mica ທີ່ຕັດສົດໆ (Ted Pella, Redding, CA). ຮູບພາບຂອງພື້ນຜິວ mica ທັນທີຫຼັງຈາກ AFM sputtering. ມຸມຕິດຕໍ່ຂອງຫນ້າດິນຂອງ mica ທີ່ບໍ່ໄດ້ດັດແປງໃຫມ່ແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບ 0 °, ດັ່ງນັ້ນ EVNS ໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢູ່ເທິງຫນ້າ mica ໃນຮູບແບບຂອງ dome. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ (a) ແລະຄວາມສູງ (h) ຂອງ droplets ການແຜ່ກະຈາຍໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍກົງຈາກພູມສັນຖານ AFM ແລະນໍາໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ປະລິມານການແຜ່ກະຈາຍ domed EWNS ໂດຍໃຊ້ວິທີການຂອງພວກເຮົາທີ່ໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນກ່ອນຫນ້ານີ້. ສົມມຸດວ່າ onboard EWNS ມີປະລິມານດຽວກັນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທຽບເທົ່າສາມາດຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ Equation (2):
ອີງຕາມວິທີການທີ່ພັດທະນາມາກ່ອນຂອງພວກເຮົາ, ເຄື່ອງຈັ່ນຈັບສະປິນສະປິນເອເລັກໂຕຣນິກ (ESR) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດພົບການມີຕົວກາງຂອງຮາກທີ່ມີອາຍຸສັ້ນຢູ່ໃນ EWNS. Aerosols ໄດ້ຖືກຟອງຜ່ານ Midget sparger 650 μm (Ace Glass, Vineland, NJ) ທີ່ມີການແກ້ໄຂ 235 mM ຂອງ DEPMPO(5-(diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc.). Portland, Oregon). ການວັດແທກ ESR ທັງໝົດແມ່ນໄດ້ດໍາເນີນໂດຍໃຊ້ Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ແລະຕາລາງຮາບພຽງ. ຊອບແວ Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບກໍາແລະວິເຄາະຂໍ້ມູນ. ການກໍານົດຄຸນລັກສະນະຂອງ ROS ໄດ້ຖືກປະຕິບັດພຽງແຕ່ສໍາລັບຊຸດຂອງເງື່ອນໄຂການດໍາເນີນງານ [-6.5 kV, 4.0 cm]. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ EWNS ໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ SMPS ຫຼັງຈາກບັນຊີສໍາລັບການສູນເສຍ EWNS ໃນຕົວກະທົບ.
ລະດັບໂອໂຊນໄດ້ຖືກຕິດຕາມໂດຍໃຊ້ 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
ສໍາລັບຄຸນສົມບັດ EWNS ທັງໝົດ, ຄ່າສະເລ່ຍແມ່ນໃຊ້ເປັນຄ່າການວັດແທກ, ແລະຄ່າບ່ຽງເບນມາດຕະຖານຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກ. ການທົດສອບ T ໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອປຽບທຽບຄ່າຂອງຄຸນລັກສະນະ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດກັບຄ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງ EWNS ພື້ນຖານ.
ຮູບທີ 2c ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບ "ດຶງ" electrostatic precipitation (EPES) ທີ່ພັດທະນາມາກ່ອນ ແລະມີລັກສະນະທີ່ສາມາດໃຊ້ສໍາລັບການສົ່ງ EWNS ທີ່ເປັນເປົ້າໝາຍຢູ່ດ້ານ. EPES ໃຊ້ຄ່າ EVNS ທີ່ສາມາດ "ນໍາພາ" ໂດຍກົງກັບຫນ້າດິນຂອງເປົ້າຫມາຍພາຍໃຕ້ອິດທິພົນຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ລາຍລະອຽດຂອງລະບົບ EPES ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໃນການພິມເຜີຍແຜ່ທີ່ຜ່ານມາໂດຍ Pyrgiotakis et al. 11 . ດັ່ງນັ້ນ, EPES ປະກອບດ້ວຍຫ້ອງ PVC ພິມ 3D ທີ່ມີປາຍ tapered ແລະປະກອບດ້ວຍສອງສະແຕນເລດຂະຫນານ (304 ສະແຕນເລດ, ເຄືອບກະຈົກ) ແຜ່ນໂລຫະຢູ່ກາງ 15.24 ຊຕມຫ່າງກັນ. ກະດານໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຫຼ່ງແຮງດັນສູງພາຍນອກ (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), ແຜ່ນລຸ່ມໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ສະເຫມີກັບແຮງດັນໄຟຟ້າບວກ, ແລະແຜ່ນເທິງແມ່ນສະເຫມີເຊື່ອມຕໍ່ກັບດິນ (ດິນລອຍ). ຝາຫ້ອງແມ່ນປົກຄຸມດ້ວຍແຜ່ນອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງມີພື້ນຖານໄຟຟ້າເພື່ອປ້ອງກັນການສູນເສຍອະນຸພາກ. ສະພາການມີປະຕູການໂຫຼດດ້ານຫນ້າທີ່ຜະນຶກເຂົ້າກັນທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ພື້ນຜິວການທົດສອບຖືກວາງໄວ້ເທິງແທ່ນພາດສະຕິກທີ່ຍົກພວກມັນຂ້າງເທິງແຜ່ນໂລຫະດ້ານລຸ່ມເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການແຊກແຊງແຮງດັນສູງ.
ປະສິດທິພາບການຝາກຂອງ EWNS ໃນ EPES ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ຕາມໂປໂຕຄອນທີ່ພັດທະນາກ່ອນໜ້ານີ້ທີ່ລາຍລະອຽດຢູ່ໃນຮູບເສີມ S111.
ໃນຖານະທີ່ເປັນຫ້ອງຄວບຄຸມ, ສະພາການໄຫຼວຽນຂອງຮູບທໍ່ກົມທີສອງໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ເປັນຊຸດກັບລະບົບ EPES, ເຊິ່ງການກັ່ນຕອງ HEPA ລະດັບກາງໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເອົາ EWNS. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2c, EWNS aerosol ໄດ້ຖືກສູບຜ່ານສອງຫ້ອງທີ່ສ້າງຂຶ້ນ. ການກັ່ນຕອງລະຫວ່າງຫ້ອງຄວບຄຸມແລະ EPES ເອົາ EWNS ທີ່ຍັງເຫຼືອໃດໆທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດອຸນຫະພູມດຽວກັນ (T), ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນພີ່ນ້ອງ (RH) ແລະລະດັບໂອໂຊນ.
ເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ເກີດຈາກອາຫານທີ່ສໍາຄັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າປົນເປື້ອນອາຫານສົດເຊັ່ນ E. coli (ATCC #27325), ຕົວຊີ້ບອກ fecal, Salmonella enterica (ATCC #53647), ເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານ, Listeria ອັນຕຣາຍ (ATCC #33090), ຕົວແທນສໍາລັບເຊື້ອພະຍາດ Listeria monocytogenes, ມາຈາກ Manceas (ATCCVA). cerevisiae (ATCC #4098), ຕົວແທນສໍາລັບການ spoilage ເຊື້ອລາ, ແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ inactivated ທົນທານຕໍ່ຫຼາຍ, Mycobacterium paralucky (ATCC #19686).
ຊື້ກ່ອງໝາກເລັ່ນອະງຸ່ນປອດສານພິດຈາກຕະຫຼາດທ້ອງຖິ່ນຂອງເຈົ້າ ແລະນຳໄປແຊ່ເຢັນທີ່ອຸນຫະພູມ 4°C ຈົນກວ່າຈະໃຊ້ໄດ້ (ເຖິງ 3 ມື້). ໝາກເລັ່ນທົດລອງທັງໝົດມີຂະໜາດດຽວກັນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງປະມານ 1/2 ນິ້ວ.
ອະນຸສັນຍາວັດທະນະ ທຳ, inoculation, exposure, ແລະການນັບອານານິຄົມແມ່ນມີລາຍລະອຽດຢູ່ໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາແລະລາຍລະອຽດໃນຂໍ້ມູນເສີມ. ປະສິດທິຜົນຂອງ EWNS ໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍການເປີດເຜີຍຫມາກເລັ່ນທີ່ມີນ້ໍາ 40,000 #/cm3 ເປັນເວລາ 45 ນາທີ. ໂດຍຫຍໍ້, ສາມຫມາກເລັ່ນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປະເມີນຈຸລິນຊີທີ່ມີຊີວິດຢູ່ໃນເວລາ t = 0 ນາທີ. ໝາກເລັ່ນສາມໜ່ວຍຖືກວາງໄວ້ໃນ EPES ແລະສຳຜັດກັບ EWNS ຢູ່ທີ່ 40,000 #/cc (ໝາກເລັ່ນທີ່ເປີດເຜີຍ EWNS) ແລະອີກສາມໜ່ວຍຖືກວາງໄວ້ໃນຫ້ອງຄວບຄຸມ (ໝາກເລັ່ນຄວບຄຸມ). ການປຸງແຕ່ງຫມາກເລັ່ນເພີ່ມເຕີມໃນທັງສອງກຸ່ມບໍ່ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ. ຫມາກເລັ່ນທີ່ເປີດເຜີຍ EWNS ແລະຫມາກເລັ່ນຄວບຄຸມໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກຫຼັງຈາກ 45 ນາທີເພື່ອປະເມີນຜົນກະທົບຂອງ EWNS.
ແຕ່ລະການທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນ triplicate. ການວິເຄາະຂໍ້ມູນຖືກປະຕິບັດຕາມໂປຣໂຕຄໍທີ່ອະທິບາຍໄວ້ໃນຂໍ້ມູນເສີມ.
ກົນໄກການ inactivation ໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍການຕົກຕະກອນຂອງຕົວຢ່າງ EWNS ທີ່ຖືກເປີດເຜີຍ (45 ນາທີຢູ່ທີ່ 40,000 #/cm3 EWNS aerosol ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ) ແລະຕົວຢ່າງທີ່ບໍ່ມີການ irradiated ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ E. coli, Salmonella enterica ແລະ Lactobacillus. ອະນຸພາກໄດ້ຖືກແກ້ໄຂໃນ 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde ແລະ 0.03% ອາຊິດ picric ໃນ 0.1 M sodium cacodylate buffer (pH 7.4) ສໍາລັບ 2 ຊົ່ວໂມງໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ຫຼັງຈາກລ້າງ, ແກ້ໄຂຫຼັງດ້ວຍ 1% osmium tetroxide (OsO4) / 1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) ເປັນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງ, ລ້າງ 3 ເທື່ອໃນນ້ໍາແລະ incubate ໃນ 1% uranyl acetate ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງ, ຫຼັງຈາກນັ້ນລ້າງສອງຄັ້ງໃນນ້ໍາ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ dehydrate ໃນ 10 ນາທີ, 70% ເຫຼົ້າ, 50% ຂອງເຫຼົ້າ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກວາງໄວ້ໃນ propylene oxide ເປັນເວລາ 1 ຊົ່ວໂມງແລະ impregnated ດ້ວຍສ່ວນປະສົມຂອງ propylene oxide 1: 1 ແລະ TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA). ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຝັງຢູ່ໃນ TAAB Epon ແລະ polymerized ຢູ່ທີ່ 60 ° C ເປັນເວລາ 48 ຊົ່ວໂມງ. ຢາງເມັດທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວໄດ້ຖືກຕັດແລະເບິ່ງເຫັນໂດຍ TEM ໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກແບບດັ້ງເດີມ JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan) ທີ່ມີກ້ອງຖ່າຍຮູບ AMT 2k CCD (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, Massachusetts, USA).
ການທົດລອງທັງຫມົດໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນ triplicate. ສໍາລັບແຕ່ລະຈຸດທີ່ໃຊ້ເວລາ, ການລ້າງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໄດ້ຖືກແກ່ນໃນ triplicate, ເຮັດໃຫ້ຈໍານວນຂໍ້ມູນທັງຫມົດເກົ້າຈຸດຕໍ່ຈຸດ, ໂດຍສະເລ່ຍແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍສໍາລັບຈຸລິນຊີສະເພາະນັ້ນ. ການບ່ຽງເບນມາດຕະຖານຖືກໃຊ້ເປັນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກ. ນັບຄະແນນທັງໝົດ.
logarithm ຂອງການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເມື່ອທຽບກັບ t = 0 min ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ C0 ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນຕົວຢ່າງການຄວບຄຸມໃນເວລາ 0 (ie ຫຼັງຈາກຫນ້າດິນໄດ້ແຫ້ງແຕ່ກ່ອນທີ່ຈະຖືກຈັດໃສ່ໃນຫ້ອງ) ແລະ Cn ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນດ້ານຫຼັງຈາກ n ນາທີຂອງການສໍາຜັດ.
ເພື່ອຄິດໄລ່ການທໍາລາຍທໍາມະຊາດຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນລະຫວ່າງການສໍາຜັດ 45 ນາທີ, ການຫຼຸດລົງຂອງບັນທຶກເມື່ອທຽບກັບການຄວບຄຸມຫຼັງຈາກ 45 ນາທີຍັງໄດ້ຄິດໄລ່ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ Cn ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນຕົວຢ່າງການຄວບຄຸມໃນເວລາ n ແລະ Cn-Control ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຄວບຄຸມໃນເວລາ n. ຂໍ້ມູນຖືກນໍາສະເຫນີເປັນການຫຼຸດຜ່ອນບັນທຶກເມື່ອທຽບກັບການຄວບຄຸມ (ບໍ່ມີການເປີດເຜີຍ EWNS).
ໃນລະຫວ່າງການສຶກສາ, ການປະສົມຫຼາຍຂອງແຮງດັນແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມແລະ counter electrode ໄດ້ຖືກປະເມີນໃນແງ່ຂອງການສ້າງກວຍ Taylor, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງ Taylor cone, ຄວາມຫມັ້ນຄົງການຜະລິດ EWNS, ແລະການສືບພັນ. ການປະສົມຕ່າງໆແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຕາຕະລາງເສີມ S1. ສອງກໍລະນີທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ຄົງທີ່ແລະສາມາດແຜ່ພັນໄດ້ (Taylor cone, ການຜະລິດ EWNS, ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະເວລາ) ຖືກເລືອກສໍາລັບການສຶກສາທີ່ສົມບູນແບບ. ໃນຮູບ. ຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບສໍາລັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ຂະຫນາດ, ແລະເນື້ອໃນຂອງ ROS ໃນທັງສອງກໍລະນີ. ຜົນໄດ້ຮັບຍັງຖືກສະຫຼຸບຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1. ສໍາລັບການອ້າງອີງ, ທັງຮູບ 3 ແລະຕາຕະລາງ 1 ປະກອບມີຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS8, 9, 10, 11 (baseline-EWNS). ການຄິດໄລ່ຄວາມສໍາຄັນທາງສະຖິຕິໂດຍໃຊ້ t-test ສອງຫາງຖືກເຜີຍແຜ່ຄືນໃນຕາຕະລາງເສີມ S2. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມລວມມີການສຶກສາຜົນກະທົບຂອງ counter electrode sampling hole ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ (D) ແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ electrode ດິນແລະປາຍ (L) (ຕົວເລກເສີມ S2 ແລະ S3).
(ac) ການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດທີ່ວັດແທກໂດຍ AFM. (df) ລັກສະນະການສາກໄຟ. (g) ລັກສະນະ ROS ຂອງ EPR.
ມັນຍັງມີຄວາມສໍາຄັນທີ່ຈະສັງເກດວ່າສໍາລັບເງື່ອນໄຂຂ້າງເທິງນີ້, ກະແສໄຟຟ້າ ionization ທີ່ວັດແທກໄດ້ຢູ່ລະຫວ່າງ 2 ຫາ 6 μA ແລະແຮງດັນລະຫວ່າງ -3.8 ແລະ -6.5 kV, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການໃຊ້ພະລັງງານຫນ້ອຍກວ່າ 50 mW ສໍາລັບໂມດູນຕິດຕໍ່ການຜະລິດ EWNS ດຽວນີ້. ເຖິງແມ່ນວ່າ EWNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນສູງ, ລະດັບໂອໂຊນແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ, ບໍ່ເຄີຍເກີນ 60 ppb.
ຮູບເສີມ S4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນພື້ນທີ່ໄຟຟ້າຈໍາລອງສໍາລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຕາມລໍາດັບ. ສໍາລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm], ການຄິດໄລ່ພາກສະຫນາມແມ່ນ 2 × 105 V / m ແລະ 4.7 × 105 V / m, ຕາມລໍາດັບ. ນີ້ແມ່ນຄາດວ່າ, ເນື່ອງຈາກວ່າໃນກໍລະນີທີສອງ, ອັດຕາສ່ວນແຮງດັນ - ໄລຍະຫ່າງແມ່ນສູງກວ່າຫຼາຍ.
ໃນຮູບ. 3a,b ສະແດງເສັ້ນຜ່າສູນກາງ EWNS ທີ່ວັດແທກດ້ວຍ AFM8. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ EWNS ສະເລ່ຍທີ່ຄິດໄລ່ໄດ້ແມ່ນ 27 nm ແລະ 19 nm ສໍາລັບໂຄງການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຕາມລໍາດັບ. ສໍາລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm], ມາດຕະຖານ geometric deviations ຂອງການແຈກຢາຍແມ່ນ 1.41 ແລະ 1.45, ຕາມລໍາດັບ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດແຄບ. ທັງສອງຂະຫນາດສະເລ່ຍແລະມາດຕະຖານ geometric deviation ແມ່ນໃກ້ຊິດກັບ EWNS ພື້ນຖານ, ທີ່ 25 nm ແລະ 1.41, ຕາມລໍາດັບ. ໃນຮູບ. 3c ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດຂອງພື້ນຖານ EWNS ວັດແທກໂດຍໃຊ້ວິທີການດຽວກັນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ.
ໃນຮູບ. 3d,e ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບຂອງລັກສະນະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ຂໍ້ມູນແມ່ນການວັດແທກສະເລ່ຍຂອງ 30 ການວັດແທກພ້ອມໆກັນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ (#/cm3) ແລະປະຈຸບັນ (I). ການວິເຄາະສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄ່າບໍລິການສະເລ່ຍໃນ EWNS ແມ່ນ 22 ± 6 e- ແລະ 44 ± 6 e- ສໍາລັບ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm], ຕາມລໍາດັບ. ພວກເຂົາມີຄ່າບໍລິການດ້ານຫນ້າສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອປຽບທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານ (10 ± 2 e-), ສອງເທົ່າຫຼາຍກ່ວາສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະສີ່ຄັ້ງໃຫຍ່ກວ່າ [-3 .8 kV, 0.5 cm]. ຮູບທີ 3f ສະແດງຄ່າບໍລິການ. ຂໍ້ມູນສໍາລັບ Baseline-EWNS.
ຈາກແຜນທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວເລກ EWNS (ຕົວເລກເສີມ S5 ແລະ S6), ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ມີອະນຸພາກຫຼາຍກ່ວາສະຖານະການ [-3.8 kV, 0.5 cm]. ມັນຍັງເປັນມູນຄ່າທີ່ສັງເກດວ່າຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຕົວເລກ EWNS ໄດ້ຖືກຕິດຕາມເຖິງ 4 ຊົ່ວໂມງ (ຕົວເລກເສີມ S5 ແລະ S6), ບ່ອນທີ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການຜະລິດ EWNS ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຈໍານວນ particle ໃນທັງສອງກໍລະນີ.
ໃນຮູບ. 3g ສະແດງໃຫ້ເຫັນ EPR spectrum ຫຼັງຈາກຫັກຂອງການຄວບຄຸມ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດ (ພື້ນຫລັງ) ທີ່ [-6.5 kV, 4.0 cm]. ການສະແດງຜົນຂອງ ROS ຍັງຖືກປຽບທຽບກັບສະຖານະການ Baseline-EWNS ໃນວຽກງານທີ່ຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້. ຈໍານວນຂອງ EWNS ປະຕິກິລິຍາກັບດັກ spin ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ເປັນ 7.5 × 104 EWNS/s, ເຊິ່ງຄ້າຍຄືກັບ Baseline-EWNS8 ທີ່ຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້. EPR spectra ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນການປະກົດຕົວຂອງ ROS ສອງຊະນິດ, ໂດຍ O2- ເປັນຊະນິດທີ່ເດັ່ນຊັດແລະ OH• ມີຄວາມອຸດົມສົມບູນຫນ້ອຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປຽບທຽບໂດຍກົງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຈຸດສູງສຸດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດມີເນື້ອຫາ ROS ສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານ.
ໃນຮູບ. 4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບການຝາກຂອງ EWNS ໃນ EPES. ຂໍ້ມູນຍັງຖືກສະຫຼຸບຢູ່ໃນຕາຕະລາງ I ແລະປຽບທຽບກັບຂໍ້ມູນ EWNS ຕົ້ນສະບັບ. ສໍາລັບທັງສອງກໍລະນີຂອງ EUNS, ເງິນຝາກແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບ 100% ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນແຮງດັນຕ່ໍາຂອງ 3.0 kV. ໂດຍປົກກະຕິ, 3.0 kV ແມ່ນພຽງພໍສໍາລັບການຝາກ 100%, ໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງການປ່ຽນແປງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນຫນ້າດິນ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ປະສິດທິພາບເງິນຝາກຂອງ Baseline-EWNS ແມ່ນພຽງແຕ່ 56% ເນື່ອງຈາກການຮັບຜິດຊອບຕ່ໍາ (ສະເລ່ຍ 10 ເອເລັກໂຕຣນິກຕໍ່ EWNS).
ໃນຮູບ. 5 ແລະໃນຕາຕະລາງ. 2 ສະຫຼຸບມູນຄ່າ inactivation ຂອງຈຸລິນຊີ inoculated ເທິງຫນ້າດິນຂອງຫມາກເລັ່ນຫຼັງຈາກ exposure ກັບປະມານ 40,000 #/cm3 EWNS ສໍາລັບ 45 ນາທີໃນໂຫມດທີ່ດີທີ່ສຸດ [-6.5 kV, 4.0 cm]. Inoculated E. coli ແລະ Lactobacillus innocuous ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງ 3.8 ບັນທຶກໃນລະຫວ່າງການສໍາຜັດ 45 ນາທີ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, S. enterica ມີການຫຼຸດລົງ 2.2-log, ໃນຂະນະທີ່ S. cerevisiae ແລະ M. parafortutum ມີການຫຼຸດລົງ 1.0-log.
ໄມໂຄຣກເອເລັກໂທຣນິກ (ຮູບທີ 6) ສະແດງເຖິງການປ່ຽນແປງທາງກາຍຍະພາບທີ່ກະຕຸ້ນໂດຍ EWNS ກ່ຽວກັບຈຸລັງ Escherichia coli, Streptococcus ແລະ Lactobacillus ທີ່ບໍ່ເປັນອັນຕະລາຍທີ່ນໍາໄປສູ່ການກະຕຸ້ນຂອງພວກມັນ. ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຄວບຄຸມມີເຍື່ອຫຸ້ມເຊນທີ່ບໍ່ສະອາດ, ໃນຂະນະທີ່ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຖືກເປີດເຜີຍໄດ້ທໍາລາຍເຍື່ອຊັ້ນນອກ.
ການຖ່າຍຮູບກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກຂອງການຄວບຄຸມແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຖືກເປີດເຜີຍໄດ້ເປີດເຜີຍຄວາມເສຍຫາຍຂອງເຍື່ອ.
ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງ EWNS ທີ່ຖືກປັບໃຫ້ດີທີ່ສຸດໂດຍລວມສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດ (ຄ່າພື້ນຜິວ ແລະເນື້ອໃນ ROS) ຂອງ EWNS ໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບໃສ່ກັບຂໍ້ມູນພື້ນຖານ EWNS ທີ່ພິມເຜີຍແຜ່ກ່ອນໜ້ານີ້ 8,9,10,11. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຂະຫນາດຂອງພວກມັນຍັງຄົງຢູ່ໃນລະດັບ nanometer, ຄ້າຍຄືກັນກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໄດ້ລາຍງານກ່ອນຫນ້ານີ້, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ພວກມັນຢູ່ໃນອາກາດເປັນເວລາດົນນານ. polydispersity ທີ່ສັງເກດເຫັນສາມາດຖືກອະທິບາຍໂດຍການປ່ຽນແປງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນຫນ້າດິນທີ່ກໍານົດຂະຫນາດຂອງ EWNS, ຄວາມສຸ່ມຂອງຜົນກະທົບຂອງ Rayleigh, ແລະການປະສົມທີ່ມີທ່າແຮງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຕາມລາຍລະອຽດໂດຍ Nielsen et al. 22​, ຄ່າ​ທໍາ​ນຽມ​ສູງ​ຫນ້າ​ດິນ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ການ evaporation ໂດຍ​ປະ​ສິດ​ທິ​ຜົນ​ເພີ່ມ​ທະ​ວີ​ການ​ພະ​ລັງ​ງານ / ຄວາມ​ເຄັ່ງ​ຕຶງ​ຂອງ​ການ​ຫຼຸດ​ລົງ​ນ​້​ໍ​າ​. ໃນການພິມເຜີຍແຜ່ທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ 8 ທິດສະດີນີ້ໄດ້ຖືກຢືນຢັນໂດຍການທົດລອງສໍາລັບ microdroplets 22 ແລະ EWNS. ການສູນເສຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນລະຫວ່າງການເຮັດວຽກລ່ວງເວລາຍັງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຂະຫນາດແລະປະກອບສ່ວນຕໍ່ການແຈກຢາຍຂະຫນາດທີ່ສັງເກດເຫັນ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ຄ່າບໍລິການຕໍ່ໂຄງສ້າງແມ່ນປະມານ 22-44 e-, ຂຶ້ນກັບສະຖານະການ, ສູງຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານ, ເຊິ່ງມີຄ່າສະເລ່ຍຂອງ 10 ± 2 ເອເລັກໂຕຣນິກຕໍ່ໂຄງສ້າງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວນສັງເກດວ່ານີ້ແມ່ນຄ່າສະເລ່ຍຂອງ EWNS. Seto et al. ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄ່າບໍລິການແມ່ນ inhomogeneous ແລະປະຕິບັດຕາມ log-normal distribution21. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວຽກງານທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ, ການເກັບຄ່າຫນ້າດິນສອງເທົ່າເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການຝາກຝັງຢູ່ໃນລະບົບ EPES ເປັນເກືອບ 100% 11.