ຂໍ​ຂອບ​ໃຈ​ທ່ານ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ຢ້ຽມ​ຢາມ Nature.com​. ທ່ານກໍາລັງໃຊ້ເວີຊັນຂອງຕົວທ່ອງເວັບທີ່ມີການສະຫນັບສະຫນູນ CSS ຈໍາກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ບຣາວເຊີທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼືປິດການນຳໃຊ້ໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ນອກຈາກນັ້ນ, ເພື່ອຮັບປະກັນການສະຫນັບສະຫນູນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາສະແດງເວັບໄຊທ໌ທີ່ບໍ່ມີຮູບແບບແລະ JavaScript.
ບໍ່ດົນມານີ້, ແພລະຕະຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ບໍ່ມີສານເຄມີໂດຍອີງໃສ່ nanotechnology ໂດຍໃຊ້ nanostructures ນ້ໍາທຽມ (EWNS) ໄດ້ຖືກພັດທະນາ. EWNS ມີຄ່າພື້ນຜິວສູງ ແລະອຸດົມໄປດ້ວຍຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ເກີດປະຕິກິລິຍາ (ROS) ທີ່ສາມາດພົວພັນກັບ ແລະບໍ່ກະຕຸ້ນຈຸລິນຊີຫຼາຍໆຊະນິດ, ລວມທັງເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານ. ໃນທີ່ນີ້ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງພວກມັນໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະສາມາດຖືກປັບແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບເພື່ອເພີ່ມທ່າແຮງຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຂອງພວກເຂົາຕື່ມອີກ. ເວທີຫ້ອງທົດລອງ EWNS ໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອປັບຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ໂດຍການປ່ຽນແປງຕົວກໍານົດການສັງເຄາະ. ການກໍານົດຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS (ຄ່າບໍລິການ, ຂະຫນາດ, ແລະເນື້ອໃນ ROS) ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄຫມ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຈຸລິນຊີໃນອາຫານເຊັ່ນ: Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocua, Mycobacterium para fortitum, ແລະ Saccharomyces cerevisiae ໄດ້ຖືກນໍາໄປໃສ່ຫນ້າດິນຂອງຫມາກເລັ່ນ grape ອິນຊີເພື່ອປະເມີນທ່າແຮງການກະຕຸ້ນຂອງຈຸລິນຊີຂອງພວກເຂົາ. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ນໍາສະເຫນີຢູ່ທີ່ນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ສາມາດຖືກປັບລະອຽດໃນລະຫວ່າງການສັງເຄາະ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ປະສິດທິພາບ inactivation ເພີ່ມຂຶ້ນ. ໂດຍສະເພາະ, ຄ່າບໍລິການດ້ານຫນ້າເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍປັດໃຈສີ່, ແລະເນື້ອຫາ ROS ເພີ່ມຂຶ້ນ. ອັດຕາການກໍາຈັດຈຸລິນຊີແມ່ນຂຶ້ນກັບຈຸລິນຊີ ແລະ ຕັ້ງແຕ່ 1.0 ຫາ 3.8 ບັນທຶກຫຼັງຈາກ 45 ນາທີຂອງການສໍາຜັດກັບປະລິມານ aerosol ຂອງ 40,000 #/cm3 EWNS.
ການປົນເປື້ອນຂອງຈຸລິນຊີແມ່ນສາເຫດຕົ້ນຕໍຂອງພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານທີ່ເກີດຈາກການດູດຊຶມຂອງເຊື້ອພະຍາດຫຼືສານພິດຂອງພວກມັນ. ພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານກວມເອົາປະມານ 76 ລ້ານພະຍາດ, 325,000 ໂຮງຫມໍ, ແລະ 5,000 ຄົນເສຍຊີວິດໃນແຕ່ລະປີຢູ່ໃນສະຫະລັດດຽວ1. ນອກຈາກນັ້ນ, ກະຊວງກະສິກໍາຂອງສະຫະລັດ (USDA) ຄາດຄະເນວ່າການບໍລິໂພກຜະລິດຕະພັນສົດທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນແມ່ນຮັບຜິດຊອບຕໍ່ 48 ສ່ວນຮ້ອຍຂອງພະຍາດທີ່ມາຈາກອາຫານທັງຫມົດທີ່ລາຍງານຢູ່ໃນສະຫະລັດ2. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງການເຈັບເປັນແລະການເສຍຊີວິດຈາກເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານໃນສະຫະລັດແມ່ນສູງຫຼາຍ, ຄາດຄະເນໂດຍສູນຄວບຄຸມແລະປ້ອງກັນພະຍາດ (CDC) ຫຼາຍກວ່າ 15.6 ຕື້ໂດລາສະຫະລັດຕໍ່ປີ3.
ໃນປັດຈຸບັນ, ການແຊກແຊງທາງເຄມີ 4, radiation5 ແລະ thermal6 ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມປອດໄພຂອງອາຫານສ່ວນຫຼາຍແມ່ນປະຕິບັດຢູ່ໃນຈຸດຄວບຄຸມທີ່ສໍາຄັນຈໍາກັດ (CCPs) ໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ການຜະລິດ (ໂດຍປົກກະຕິຫຼັງຈາກເກັບກ່ຽວແລະ / ຫຼືໃນລະຫວ່າງການຫຸ້ມຫໍ່) ແທນທີ່ຈະປະຕິບັດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນລັກສະນະທີ່ຜະລິດຕະພັນສົດມີການປົນເປື້ອນຂ້າມ 7. ການແຊກແຊງຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອຄວບຄຸມອາຫານແລະພະຍາດຕິດຕໍ່ໄດ້ດີຂຶ້ນ. ສືບຕໍ່ການກະສິກໍາກັບຕາຕະລາງ. ຜົນກະທົບແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫນ້ອຍ.
ແພລະຕະຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ບໍ່ມີສານເຄມີທີ່ອີງໃສ່ nanotechnology ບໍ່ດົນມານີ້ໄດ້ຖືກພັດທະນາເພື່ອ inactivate ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເທິງຫນ້າດິນແລະໃນອາກາດໂດຍໃຊ້ໂຄງສ້າງ nanostructures ນ້ໍາທຽມ (EWNS). ສໍາລັບການສັງເຄາະຂອງ EVNS, ສອງຂະບວນການຂະຫນານໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້: electrospray ແລະນ້ໍາ ionization (ຮູບ 1a). EWNS ໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຊຸດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບແລະທາງຊີວະພາບ8,9,10. EWNS ມີສະເລ່ຍຂອງ 10 ເອເລັກໂຕຣນິກຕໍ່ໂຄງສ້າງແລະຂະຫນາດ nanometer 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 . EWNS ຍັງຄົງຢູ່ໃນອາກາດເປັນເວລາດົນນານແລະສາມາດ collide ກັບ microbes ໂຈະຢູ່ໃນອາກາດແລະປະຈຸບັນຢູ່ໃນຫນ້າດິນ, ສົ່ງ payload ROS ຂອງເຂົາເຈົ້າແລະເຮັດໃຫ້ microbial inactivation (ຮູບ 1d). ການສຶກສາກ່ອນຫນ້ານີ້ເຫຼົ່ານີ້ຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ສາມາດພົວພັນກັບແລະ inactivate ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ gram-negative ແລະ gram-positive ຕ່າງໆທີ່ມີຄວາມສໍາຄັນດ້ານສຸຂະພາບສາທາລະນະ, ລວມທັງ mycobacteria, ໃນພື້ນຜິວແລະໃນອາກາດ8,9. ການສົ່ງຜ່ານກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ inactivation ແມ່ນເກີດມາຈາກການລົບກວນຂອງເຍື່ອເຊນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການສຶກສາການສູດດົມແບບສ້ວຍແຫຼມໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ປະລິມານສູງບໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຂອງປອດຫຼືອັກເສບ8.
(a) Electrospray ເກີດຂຶ້ນເມື່ອໃຊ້ແຮງດັນສູງລະຫວ່າງ capillary ທີ່ບັນຈຸຂອງແຫຼວ ແລະ counter electrode. (b) ການນໍາໃຊ້ແຮງດັນສູງສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດສອງປະກົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນ: (i) electrospraying ຂອງນ້ໍາແລະ (ii) ການຜະລິດຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ions) trapped ໃນ EWNS. (c) ໂຄງສ້າງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ EWNS. (d) EWNS ແມ່ນມືຖືສູງເນື່ອງຈາກລັກສະນະ nanoscale ຂອງພວກມັນແລະສາມາດພົວພັນກັບເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດມາຈາກອາກາດ.
ຄວາມສາມາດຂອງແພລະຕະຟອມຕ້ານເຊື້ອຈຸລິນຊີ EWNS ໃນການກະຕຸ້ນຈຸລິນຊີທີ່ເກີດຈາກອາຫານຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງອາຫານສົດຍັງໄດ້ຮັບການສະແດງໃຫ້ເຫັນບໍ່ດົນມານີ້. ມັນຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການຮັບຜິດຊອບດ້ານ EWNS ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ໃນການປະສົມປະສານກັບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າສໍາລັບການຈັດສົ່ງເປົ້າຫມາຍ. ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນກວ່ານັ້ນ, ຜົນໄດ້ຮັບເບື້ອງຕົ້ນທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງການຫຼຸດລົງປະມານ 1.4 ບັນທຶກການເຄື່ອນໄຫວຂອງຫມາກເລັ່ນອິນຊີຕໍ່ກັບຈຸລິນຊີອາຫານຕ່າງໆເຊັ່ນ E. coli ແລະ Listeria ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນພາຍໃນ 90 ນາທີຂອງການສໍາຜັດກັບ EWNS ຢູ່ທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງປະມານ 50,000# / cm311. ນອກຈາກນັ້ນ, ການທົດສອບການປະເມີນຜົນ organoleptic ເບື້ອງຕົ້ນບໍ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນກະທົບ organoleptic ເມື່ອທຽບກັບຫມາກເລັ່ນຄວບຄຸມ. ເຖິງແມ່ນວ່າຜົນໄດ້ຮັບການກະຕຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ຄໍາຫມັ້ນສັນຍາຄວາມປອດໄພຂອງອາຫານເຖິງແມ່ນວ່າໃນປະລິມານ EWNS ຕໍ່າຫຼາຍຂອງ 50,000#/cc. ເບິ່ງ, ມັນເປັນທີ່ຊັດເຈນວ່າທ່າແຮງ inactivation ສູງຂຶ້ນຈະເປັນປະໂຫຍດຫຼາຍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຕິດເຊື້ອແລະການ spoilage.
ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາຈະສຸມໃສ່ການຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການພັດທະນາເວທີການຜະລິດ EWNS ເພື່ອປັບຕົວກໍານົດການສັງເຄາະແລະເພີ່ມປະສິດທິພາບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງ EWNS ເພື່ອເພີ່ມທ່າແຮງຕ້ານເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຂອງພວກເຂົາ. ໂດຍສະເພາະ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບໄດ້ສຸມໃສ່ການເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານຫນ້າຂອງພວກເຂົາ (ເພື່ອປັບປຸງການຈັດສົ່ງເປົ້າຫມາຍ) ແລະເນື້ອຫາ ROS (ເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບ inactivation). ລັກສະນະຂອງຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບ - ເຄມີທີ່ດີທີ່ສຸດ (ຂະຫນາດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະເນື້ອໃນ ROS) ໂດຍໃຊ້ວິທີການວິເຄາະທີ່ທັນສະໄຫມແລະນໍາໃຊ້ຈຸລິນຊີອາຫານທົ່ວໄປເຊັ່ນ E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae ແລະ M. parafortuitum.
EVNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະໂດຍການສະເປສີດໄຟຟ້າພ້ອມໆກັນ ແລະ ionization ຂອງນ້ໍາທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (18 MΩ cm-1). ເຄື່ອງປະລໍາມະນູໄຟຟ້າ 12 ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປະລໍາມະນູຂອງແຫຼວແລະໂພລີເມີສັງເຄາະແລະອະນຸພາກເຊລາມິກ 13 ແລະເສັ້ນໃຍ 14 ຂອງຂະຫນາດຄວບຄຸມ.
ດັ່ງທີ່ລາຍລະອຽດຢູ່ໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາ 8, 9, 10, 11, ໃນການທົດລອງແບບປົກກະຕິ, ແຮງດັນສູງແມ່ນໃຊ້ລະຫວ່າງ capillary ໂລຫະແລະ counter electrode ກັບດິນ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການນີ້, ສອງປະກົດການທີ່ແຕກຕ່າງກັນເກີດຂຶ້ນ: 1) electrospray ແລະ 2) ionization ຂອງນ້ໍາ. ສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມແຂງລະຫວ່າງສອງ electrodes ເຮັດໃຫ້ເກີດຄ່າລົບທີ່ຈະສ້າງຂຶ້ນໃນຫນ້າດິນຂອງນ້ໍາ condensed, ເຮັດໃຫ້ເກີດການສ້າງຕັ້ງຂອງ Taylor cones. ດັ່ງນັ້ນ, ຢອດນ້ໍາທີ່ມີຄ່າສູງໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ, ເຊິ່ງສືບຕໍ່ແຕກອອກເປັນອະນຸພາກຂະຫນາດນ້ອຍ, ອີງຕາມທິດສະດີ Rayleigh16. ໃນເວລາດຽວກັນ, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມແຂງເຮັດໃຫ້ໂມເລກຸນນ້ໍາບາງແຍກແລະແຍກອອກເອເລັກໂຕຣນິກ (ionization), ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສ້າງຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງຊະນິດອົກຊີເຈນທີ່ reactive (ROS)17. ແພັກເກັດ ROS18 ທີ່ຜະລິດພ້ອມໆກັນໄດ້ຖືກຫຸ້ມໄວ້ໃນ EWNS (ຮູບ 1c).
ໃນຮູບ. 2a ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບການຜະລິດ EWNS ທີ່ພັດທະນາແລະນໍາໃຊ້ໃນການສັງເຄາະ EWNS ໃນການສຶກສານີ້. ນ້ໍາບໍລິສຸດທີ່ເກັບໄວ້ໃນຂວດປິດໄດ້ຖືກປ້ອນຜ່ານທໍ່ Teflon (ເສັ້ນຜ່າກາງພາຍໃນ 2 ມມ) ໄປຫາເຂັມສະແຕນເລດ 30G (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງໂລຫະ). ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2b, ການໄຫຼຂອງນ້ໍາຖືກຄວບຄຸມໂດຍຄວາມກົດດັນອາກາດພາຍໃນຂວດ. ເຂັມແມ່ນຕິດກັບ Teflon console ທີ່ສາມາດປັບດ້ວຍຕົນເອງກັບໄລຍະຫ່າງທີ່ແນ່ນອນຈາກ counter electrode. counter electrode ແມ່ນແຜ່ນອາລູມິນຽມຂັດທີ່ມີຮູຢູ່ກາງສໍາລັບການເກັບຕົວຢ່າງ. ຂ້າງລຸ່ມຂອງ counter electrode ແມ່ນ funnel ການເກັບຕົວຢ່າງອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງເຊື່ອມຕໍ່ກັບສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງການຕິດຕັ້ງທົດລອງໂດຍຜ່ານພອດເກັບຕົວຢ່າງ (ຮູບ 2b). ອົງປະກອບຂອງຕົວຢ່າງທັງໝົດແມ່ນໃຊ້ພື້ນຖານໄຟຟ້າເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການສ້າງຄ່າທີ່ອາດເຮັດໃຫ້ການເກັບຕົວຢ່າງອະນຸພາກຫຼຸດລົງ.
(a) ລະບົບການຜະລິດນໍ້ານາໂນແບບວິສະວະກໍາ (EWNS). (b) ພາກກາງຂອງຕົວເກັບຕົວຢ່າງແລະເຄື່ອງ electrospray ສະແດງໃຫ້ເຫັນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດ. (c) ການທົດລອງການຕິດຕັ້ງສໍາລັບການ inactivation ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ.
ລະບົບການຜະລິດ EWNS ທີ່ອະທິບາຍໄວ້ຂ້າງເທິງແມ່ນສາມາດປ່ຽນແປງຕົວກໍານົດການປະຕິບັດງານທີ່ສໍາຄັນເພື່ອອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການປັບປຸງຄຸນສົມບັດ EWNS. ປັບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ນໍາໃຊ້ (V), ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເຂັມແລະ counter electrode (L), ແລະການໄຫຼຂອງນ້ໍາ (φ) ຜ່ານ capillary ເພື່ອປັບລັກສະນະ EWNS. ສັນຍາລັກ [V (kV), L (cm)] ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອສະແດງການປະສົມທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ປັບການໄຫຼຂອງນ້ໍາເພື່ອໃຫ້ໄດ້ໂກນ Taylor ທີ່ຫມັ້ນຄົງຂອງຊຸດທີ່ແນ່ນອນ [V, L]. ສໍາລັບຈຸດປະສົງຂອງການສຶກສານີ້, aperture ຂອງ counter electrode (D) ໄດ້ຖືກກໍານົດຢູ່ທີ່ 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 ໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບ Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS, model 3936, TSI, Shoreview, Minnesota) ເພື່ອວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຈໍານວນ particle ແລະຖືກນໍາໃຊ້ກັບ Faraday aerosol electrometer (TSI, model 3068B, Shoreview, USA). MN) ເພື່ອວັດແທກການໄຫຼຂອງ aerosol, ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ9. ທັງ SMPS ແລະເຄື່ອງວັດແທກໄຟຟ້າ aerosol ທີ່ເກັບຕົວຢ່າງໃນອັດຕາການໄຫຼຂອງ 0.5 ລິດ/ນາທີ (ຕົວຢ່າງການໄຫຼທັງໝົດ 1 ລິດ/ນາທີ). ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອະນຸພາກ ແລະ ໂຟກັສ aerosol ໄດ້ຖືກວັດແທກເປັນເວລາ 120 ວິນາທີ. ເຮັດຊ້ໍາການວັດແທກ 30 ເທື່ອ. ຄ່າບໍລິການ aerosol ທັງໝົດແມ່ນຄິດໄລ່ຈາກການວັດແທກປະຈຸບັນ, ແລະຄ່າ EWNS ສະເລ່ຍແມ່ນຄາດຄະເນຈາກຈໍານວນທັງໝົດຂອງອະນຸພາກ EWNS ຕົວຢ່າງ. ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສະເລ່ຍຂອງ EWNS ສາມາດຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນ (1):
ບ່ອນທີ່ IEl ແມ່ນປັດຈຸບັນທີ່ວັດແທກໄດ້, NSMPS ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຕົວເລກທີ່ວັດແທກກັບ SMPS, ແລະφEl ແມ່ນອັດຕາການໄຫຼໄປຫາ electrometer.
ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມຊຸ່ມຊື່ນພີ່ນ້ອງ (RH) ມີຜົນກະທົບດ້ານການສາກໄຟ, ອຸນຫະພູມແລະ (RH) ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່ຢູ່ທີ່ 21 ° C ແລະ 45%, ຕາມລໍາດັບ, ໃນລະຫວ່າງການທົດລອງ.
ກ້ອງຈຸລະທັດຜົນບັງຄັບໃຊ້ປະລໍາມະນູ (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) ແລະ AC260T probe (Olympus, Tokyo, Japan) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອວັດແທກຂະຫນາດແລະອາຍຸຂອງ EWNS. ອັດຕາການສະແກນ AFM ແມ່ນ 1 Hz ແລະພື້ນທີ່ສະແກນແມ່ນ 5 µm × 5 µm ມີ 256 ເສັ້ນສະແກນ. ຮູບພາບທັງຫມົດແມ່ນຂຶ້ນກັບການຈັດລໍາດັບຮູບພາບຄັ້ງທໍາອິດໂດຍໃຊ້ຊອບແວ Asylum (ຫນ້າກາກທີ່ມີລະດັບ 100 nm ແລະຂອບເຂດຂອງ 100 pm).
ເອົາຊ່ອງເກັບຕົວຢ່າງອອກ ແລະວາງພື້ນຜິວ mica ໄລຍະຫ່າງ 2.0 ຊມ ຈາກເຄົາເຕີ electrode ເປັນເວລາສະເລ່ຍ 120 ວິນາທີ ເພື່ອຫຼີກລ່ຽງການລວມຕົວຂອງອະນຸພາກ ແລະ ການເກີດຂອງ droplets ສະຫມໍ່າສະເຫມີຢູ່ດ້ານ mica. EWNS ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍກົງກັບຫນ້າດິນ mica ທີ່ຕັດສົດໆ (Ted Pella, Redding, CA). ທັນທີຫຼັງຈາກ sputtering, ດ້ານ mica ໄດ້ຖືກເບິ່ງເຫັນໂດຍໃຊ້ AFM. ມຸມຕິດຕໍ່ພື້ນຜິວຂອງ mica ທີ່ບໍ່ຖືກຕັດສົດໆແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບ 0 °, ດັ່ງນັ້ນ EWNS ແຜ່ຂະຫຍາຍໄປທົ່ວຫນ້າ mica ໃນຮູບແບບ domed20. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ (a) ແລະຄວາມສູງ (h) ຂອງ droplets ການແຜ່ກະຈາຍໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍກົງຈາກພູມສັນຖານ AFM ແລະນໍາໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ປະລິມານການແຜ່ກະຈາຍ domed EWNS ໂດຍໃຊ້ວິທີການຂອງພວກເຮົາທີ່ຜ່ານການກວດສອບກ່ອນຫນ້າ 8. ສົມມຸດວ່າ onboard EVNS ມີປະລິມານດຽວກັນ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງທຽບເທົ່າສາມາດຄິດໄລ່ຈາກສົມຜົນ (2):
ອີງຕາມວິທີການທີ່ພັດທະນາມາກ່ອນຂອງພວກເຮົາ, ເຄື່ອງດັກສະປິນສະປິນອິເລັກໂທຣນິກ (ESR) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດພົບການມີຕົວກາງຂອງຮາກທີ່ມີຊີວິດສັ້ນຢູ່ໃນ EWNS. Aerosols ໄດ້ຜ່ານການແກ້ໄຂທີ່ມີ 235 mM DEPMPO (5-(diethoxyphosphoryl)-5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc., Portland, Oregon). ການວັດແທກ EPR ທັງໝົດໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ແລະ arrays flat cell. ຊອບແວ Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເກັບກໍາແລະວິເຄາະຂໍ້ມູນ. ການກໍານົດລັກສະນະ ROS ໄດ້ຖືກປະຕິບັດພຽງແຕ່ສໍາລັບຊຸດຂອງເງື່ອນໄຂການດໍາເນີນງານ [-6.5 kV, 4.0 cm]. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ EWNS ໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍໃຊ້ SMPS ຫຼັງຈາກຄໍານຶງເຖິງການສູນເສຍຂອງ EWNS ໃນຕົວຜົນກະທົບ.
ລະດັບໂອໂຊນໄດ້ຖືກຕິດຕາມໂດຍໃຊ້ 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
ສໍາລັບຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS ທັງໝົດ, ມູນຄ່າການວັດແທກແມ່ນຄ່າສະເລ່ຍຂອງການວັດແທກ, ແລະຄວາມຜິດພາດການວັດແທກແມ່ນມາດຕະຖານ deviation. ການທົດສອບ t ໄດ້ຖືກປະຕິບັດເພື່ອປຽບທຽບມູນຄ່າຂອງຄຸນລັກສະນະ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດກັບຄ່າທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງ EWNS ພື້ນຖານ.
ຮູບທີ 2c ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະບົບການຮັບຝົນດ້ວຍໄຟຟ້າສະຖິດ (EPES) ທີ່ພັດທະນາກ່ອນໜ້ານີ້ ແລະມີລັກສະນະທີ່ສາມາດໃຊ້ເພື່ອແນເປົ້າໃສ່ EWNS11 ໄປຫາພື້ນຜິວໄດ້. EPES ໃຊ້ຄ່າ EWNS ປະສົມປະສານກັບພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເຂັ້ມແຂງເພື່ອ "ຈຸດ" ໂດຍກົງຢູ່ດ້ານຂອງເປົ້າຫມາຍ. ລາຍລະອຽດຂອງລະບົບ EPES ໄດ້ຖືກນໍາສະເຫນີໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາໂດຍ Pyrgiotakis et al.11. ດັ່ງນັ້ນ, EPES ປະກອບດ້ວຍຫ້ອງ PVC ພິມ 3D ທີ່ມີປາຍ tapered ທີ່ປະກອບດ້ວຍສອງສະແຕນເລດຂະຫນານ (ສະແຕນເລດ 304, ກະຈົກຂັດ) ແຜ່ນໂລຫະຢູ່ກາງ 15.24 ຊມ. ກະດານໄດ້ຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັບແຫຼ່ງແຮງດັນສູງພາຍນອກ (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), ກະດານລຸ່ມແມ່ນສະເຫມີໃນທາງບວກແລະກະດານດ້ານເທິງແມ່ນຢູ່ສະເຫມີ (ລອຍ). ຝາຫ້ອງແມ່ນປົກຄຸມດ້ວຍແຜ່ນອາລູມິນຽມ, ເຊິ່ງມີພື້ນຖານໄຟຟ້າເພື່ອປ້ອງກັນການສູນເສຍອະນຸພາກ. ຫ້ອງການມີປະຕູການໂຫຼດດ້ານຫນ້າປະທັບຕາທີ່ອະນຸຍາດໃຫ້ພື້ນຜິວການທົດສອບຖືກວາງໃສ່ racks ພາດສະຕິກ, ຍົກພວກມັນອອກຈາກແຜ່ນໂລຫະດ້ານລຸ່ມເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການແຊກແຊງແຮງດັນສູງ.
ປະສິດທິພາບການຝາກຂອງ EWNS ໃນ EPES ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ຕາມໂປໂຕຄອນທີ່ພັດທະນາກ່ອນໜ້ານີ້ທີ່ລາຍລະອຽດຢູ່ໃນຮູບເສີມ S111.
ໃນຖານະທີ່ເປັນຫ້ອງຄວບຄຸມ, ການໄຫຼທີສອງຜ່ານຫ້ອງກະບອກແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ເປັນຊຸດກັບລະບົບ EPES ໂດຍໃຊ້ຕົວກອງ HEPA ລະດັບກາງເພື່ອເອົາ EWNS. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບ. 2c, EWNS aerosol ຖືກສູບຜ່ານສອງຫ້ອງທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ເປັນຊຸດ. ການກັ່ນຕອງລະຫວ່າງຫ້ອງຄວບຄຸມແລະ EPES ເອົາ EWNS ທີ່ຍັງເຫຼືອໃດໆທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດອຸນຫະພູມດຽວກັນ (T), ຄວາມຊຸ່ມຊື່ນພີ່ນ້ອງ (RH) ແລະລະດັບໂອໂຊນ.
ເຊື້ອຈຸລິນຊີທີ່ເກີດຈາກອາຫານທີ່ສໍາຄັນໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າປົນເປື້ອນຜະລິດຕະພັນສົດເຊັ່ນ Escherichia coli (ATCC #27325), ຕົວຊີ້ບອກ fecal, Salmonella enterica (ATCC #53647), ເຊື້ອພະຍາດທີ່ເກີດຈາກອາຫານ, Listeria innocua (ATCC #33090), ເປັນທາງເລືອກທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເກີດພະຍາດ Listeria monocytogenes. , Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098) ເປັນທາງເລືອກໃນການ spoilage yeast, ແລະ Mycobacterium parafortuitous (ATCC #19686) ເປັນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ມີຊີວິດທົນທານຕໍ່ຫຼາຍແມ່ນຊື້ຈາກ ATCC (Manassas, Virginia).
ຊື້ກ່ອງໝາກເລັ່ນອະງຸ່ນປອດສານພິດຈາກຕະຫຼາດທ້ອງຖິ່ນຂອງເຈົ້າ ແລະນຳໄປແຊ່ເຢັນຢູ່ທີ່ 4°C ຈົນກວ່າຈະໃຊ້ໄດ້ (ເຖິງ 3 ມື້). ເລືອກຫມາກເລັ່ນເພື່ອທົດລອງຫນຶ່ງຂະຫນາດ, ເສັ້ນຜ່າກາງປະມານ 1/2 ນິ້ວ.
ພິທີການສໍາລັບການ incubation, inoculation, exposure ແລະການນັບອານານິຄົມໄດ້ຖືກລາຍລະອຽດໃນສິ່ງພິມທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາແລະໄດ້ອະທິບາຍລາຍລະອຽດໃນຂໍ້ມູນເສີມ 11. ປະສິດທິພາບ EWNS ໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍການ exposing ຫມາກເລັ່ນ inoculated ກັບ 40,000 # / cm3 ສໍາລັບ 45 ນາທີ. ໂດຍຫຍໍ້, ໃນເວລາ t = 0 ນາທີ, ສາມຫມາກເລັ່ນໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອປະເມີນຈຸລິນຊີທີ່ມີຊີວິດຢູ່. ໝາກເລັ່ນສາມໜ່ວຍຖືກວາງໄວ້ໃນ EPES ແລະສຳຜັດກັບ EWNS ຢູ່ທີ່ 40,000 #/cc (ໝາກເລັ່ນທີ່ເປີດເຜີຍ EWNS) ແລະອີກສາມໜ່ວຍຖືກວາງໄວ້ໃນຫ້ອງຄວບຄຸມ (ໝາກເລັ່ນຄວບຄຸມ). ບໍ່ມີກຸ່ມໝາກເລັ່ນໃດໆ ໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງເພີ່ມເຕີມ. ຫມາກເລັ່ນທີ່ເປີດເຜີຍ EWNS ແລະການຄວບຄຸມໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກຫຼັງຈາກ 45 ນາທີເພື່ອປະເມີນຜົນກະທົບຂອງ EWNS.
ແຕ່ລະການທົດລອງໄດ້ຖືກປະຕິບັດເປັນ triplicate. ການວິເຄາະຂໍ້ມູນຖືກປະຕິບັດຕາມໂປຣໂຕຄໍທີ່ອະທິບາຍໄວ້ໃນຂໍ້ມູນເສີມ.
ຕົວຢ່າງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ E. coli, Enterobacter, ແລະ L. innocua ທີ່ສໍາຜັດກັບ EWNS (45 ນາທີ, EWNS aerosol ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 40,000 #/cm3) ແລະບໍ່ຖືກເອົາອອກໄດ້ຖືກ pelleted ເພື່ອປະເມີນກົນໄກການ inactivation. precipitate ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມສໍາລັບ 2 ຊົ່ວໂມງໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງໃນ 0.1 M sodium cacodylate solution (pH 7.4) ທີ່ມີ fixative ຂອງ 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde ແລະ 0.03% ອາຊິດ picric. ຫຼັງຈາກລ້າງ, ພວກມັນຖືກແກ້ໄຂດ້ວຍ 1% osmium tetroxide (OsO4) / 1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) ເປັນເວລາ 2 ຊົ່ວໂມງ, ລ້າງ 3 ເທື່ອດ້ວຍນ້ໍາແລະ incubated ໃນ 1% uranyl acetate ສໍາລັບ 1 h, ຫຼັງຈາກນັ້ນລ້າງສອງຄັ້ງດ້ວຍນ້ໍາ. ການຂາດນ້ໍາຕໍ່ມາ 10 ນາທີແຕ່ລະ 50%, 70%, 90%, 100% ເຫຼົ້າ. 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 ໂດຍໃຊ້ JEOL 1200EX (JEOL, ໂຕກຽວ, ຍີ່ປຸ່ນ), ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກສາຍສົ່ງແບບດັ້ງເດີມທີ່ມີກ້ອງຖ່າຍຮູບ AMT 2k CCD (ເຕັກນິກກ້ອງຈຸລະທັດຂັ້ນສູງ, Corp., Woburn, MA, USA).
ການທົດລອງທັງຫມົດໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນ triplicate. ສໍາລັບແຕ່ລະຈຸດເວລາ, ການລ້າງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໄດ້ຖືກ plated ໃນ triplicate, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຈໍານວນຂໍ້ມູນທັງຫມົດເກົ້າຈຸດຕໍ່ຈຸດ, ໂດຍສະເລ່ຍແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເປັນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍສໍາລັບອົງການຈັດຕັ້ງສະເພາະນັ້ນ. ການບ່ຽງເບນມາດຕະຖານຖືກໃຊ້ເປັນຄວາມຜິດພາດໃນການວັດແທກ. ນັບຄະແນນທັງໝົດ.
logarithm ຂອງການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍເມື່ອທຽບກັບ t = 0 min ໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ສູດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ບ່ອນທີ່ C0 ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນຕົວຢ່າງການຄວບຄຸມໃນເວລາ 0 (ie ຫຼັງຈາກຫນ້າດິນໄດ້ແຫ້ງແຕ່ກ່ອນທີ່ຈະຖືກຈັດໃສ່ໃນຫ້ອງ) ແລະ Cn ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍໃນດ້ານຫຼັງຈາກ n ນາທີຂອງການສໍາຜັດ.
ເພື່ອຄິດໄລ່ການຍ່ອຍສະຫຼາຍຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຕາມທໍາມະຊາດໃນໄລຍະການສໍາຜັດ 45 ນາທີ, Log-Reduction ຍັງຖືກຄິດໄລ່ທຽບກັບການຄວບຄຸມໃນເວລາ 45 ນາທີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
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. ສອງກໍລະນີໄດ້ຖືກຄັດເລືອກສໍາລັບການສຶກສາທີ່ສົມບູນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ຫມັ້ນຄົງແລະສາມາດແຜ່ພັນໄດ້ (ກວຍ Taylor, ການຜະລິດ EWNS, ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນໄລຍະເວລາ). ໃນຮູບ. 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຜົນໄດ້ຮັບກ່ຽວກັບການຮັບຜິດຊອບ, ຂະຫນາດແລະເນື້ອໃນຂອງ ROS ສໍາລັບສອງກໍລະນີ. ຜົນໄດ້ຮັບຍັງຖືກສະຫຼຸບຢູ່ໃນຕາຕະລາງ 1. ສໍາລັບການອ້າງອີງ, ຮູບ 3 ແລະຕາຕະລາງ 1 ປະກອບມີຄຸນສົມບັດຂອງ EWNS8, 9, 10, 11 (baseline-EWNS). ການຄິດໄລ່ຄວາມສໍາຄັນທາງສະຖິຕິໂດຍໃຊ້ t-test ສອງຫາງຖືກເຜີຍແຜ່ຄືນໃນຕາຕະລາງເສີມ S2. ນອກຈາກນັ້ນ, ຂໍ້ມູນເພີ່ມເຕີມລວມມີການສຶກສາກ່ຽວກັບຜົນກະທົບຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂຸມການເກັບຕົວຢ່າງ electrode (D) ແລະໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງ electrode ດິນແລະປາຍຂອງເຂັມ (L) (ຕົວເລກເສີມ S2 ແລະ S3).
(a–c) ການແຈກຢາຍຂະໜາດ AFM. (d – f) ລັກສະນະສາກໄຟ. (g) ລັກສະນະຂອງ ROS ແລະ ESR.
ມັນຍັງມີຄວາມສໍາຄັນທີ່ຈະສັງເກດວ່າສໍາລັບເງື່ອນໄຂຂ້າງເທິງນີ້, ກະແສໄຟຟ້າ ionization ທີ່ວັດແທກໄດ້ຢູ່ໃນລະດັບ 2-6 µA, ແລະແຮງດັນໄຟຟ້າຢູ່ໃນລະດັບ -3.8 ຫາ -6.5 kV, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການໃຊ້ພະລັງງານສໍາລັບ EWNS ປາຍດຽວນີ້ຫນ້ອຍກວ່າ 50 mW. . ໂມດູນການຜະລິດ. ເຖິງແມ່ນວ່າ EWNS ໄດ້ຖືກສັງເຄາະພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນສູງ, ລະດັບໂອໂຊນແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ, ບໍ່ເຄີຍເກີນ 60 ppb.
ຮູບເສີມ S4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນພື້ນທີ່ໄຟຟ້າຈໍາລອງສໍາລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຕາມລໍາດັບ. ທົ່ງນາຕາມສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຖືກຄິດໄລ່ເປັນ 2 × 105 V / m ແລະ 4.7 × 105 V / m, ຕາມລໍາດັບ. ນີ້ແມ່ນຄາດວ່າຈະ, ເນື່ອງຈາກວ່າອັດຕາສ່ວນຂອງແຮງດັນຕໍ່ໄລຍະຫ່າງແມ່ນສູງກວ່າຫຼາຍໃນກໍລະນີທີສອງ.
ໃນຮູບ. 3a,b ສະແດງເສັ້ນຜ່າສູນກາງ EWNS ທີ່ວັດແທກດ້ວຍ AFM8. ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ EWNS ສະເລ່ຍສໍາລັບສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ຖືກຄິດໄລ່ເປັນ 27 nm ແລະ 19 nm, ຕາມລໍາດັບ. ມາດຕະຖານ geometric deviations ຂອງການແຈກຢາຍສໍາລັບກໍລະນີ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະ [-3.8 kV, 0.5 cm] ແມ່ນ 1.41 ແລະ 1.45, ຕາມລໍາດັບ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການແຜ່ກະຈາຍຂະຫນາດແຄບ. ທັງສອງຂະຫນາດສະເລ່ຍແລະມາດຕະຖານ geometric deviation ແມ່ນໃກ້ຊິດກັບ baseline-EWNS, ເປັນ 25 nm ແລະ 1.41, ຕາມລໍາດັບ. ໃນຮູບ. 3c ສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍຂະຫນາດຂອງ EWNS ພື້ນຖານທີ່ວັດແທກໂດຍໃຊ້ວິທີການດຽວກັນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ.
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. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ Baseline-EWNS (10 ± 2 e-), ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານຫນ້າຂອງພວກມັນແມ່ນສູງກວ່າຫຼາຍ, ສອງເທົ່າຂອງສະຖານະການ [-6.5 kV, 4.0 cm] ແລະສີ່ເທົ່າຂອງ [-3 .8 kV, 0.5 cm]. 3f ສະແດງຂໍ້ມູນການຈ່າຍເງິນ EWNS ພື້ນຖານ.
ຈາກແຜນທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວເລກ EWNS (ຕົວເລກເສີມ S5 ແລະ S6), ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ scene [-6.5 kV, 4.0 cm] ມີຈໍານວນອະນຸພາກທີ່ສູງກວ່າ scene [-3.8 kV, 0.5 cm]. ຄວນສັງເກດວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຕົວເລກ EWNS ໄດ້ຖືກຕິດຕາມເປັນເວລາເຖິງ 4 ຊົ່ວໂມງ (ຕົວເລກເສີມ S5 ແລະ S6), ບ່ອນທີ່ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງການຜະລິດ EWNS ສະແດງໃຫ້ເຫັນລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຈໍານວນອະນຸພາກດຽວກັນໃນທັງສອງກໍລະນີ.
ຮູບ 3g ສະແດງໃຫ້ເຫັນ EPR spectrum ຫຼັງຈາກການຄວບຄຸມ (ພື້ນຖານ) ການຫັກລົບສໍາລັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບ EWNS ທີ່ [-6.5 kV, 4.0 cm]. spectrum ROS ຍັງຖືກປຽບທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານໃນເອກະສານທີ່ຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້. ຈໍານວນການຄິດໄລ່ຂອງ EWNS ປະຕິກິລິຍາກັບດັກສະປິນແມ່ນ 7.5 × 104 EWNS/s, ເຊິ່ງຄ້າຍຄືກັບ Baseline-EWNS8 ທີ່ໄດ້ພິມເຜີຍແຜ່ກ່ອນຫນ້ານີ້. EPR spectra ຊີ້ບອກຢ່າງຊັດເຈນວ່າມີ ROS ສອງປະເພດ, ບ່ອນທີ່ O2- ເດັ່ນ, ໃນຂະນະທີ່ OH• ມີຢູ່ໃນຈໍານວນນ້ອຍກວ່າ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປຽບທຽບໂດຍກົງຂອງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຈຸດສູງສຸດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ EWNS ທີ່ດີທີ່ສຸດມີເນື້ອຫາ ROS ສູງກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ EWNS ພື້ນຖານ.
ໃນຮູບ. 4 ສະແດງໃຫ້ເຫັນປະສິດທິພາບການຝາກຂອງ EWNS ໃນ EPES. ຂໍ້ມູນຍັງຖືກສະຫຼຸບຢູ່ໃນຕາຕະລາງ I ແລະປຽບທຽບກັບຂໍ້ມູນ EWNS ຕົ້ນສະບັບ. ສໍາລັບທັງສອງກໍລະນີ EUNS, ເງິນຝາກຢູ່ໃກ້ກັບ 100% ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນແຮງດັນຕ່ໍາຂອງ 3.0 kV. ໂດຍປົກກະຕິ, 3.0 kV ແມ່ນພຽງພໍເພື່ອບັນລຸ 100% ເງິນຝາກໂດຍບໍ່ຄໍານຶງເຖິງການປ່ຽນແປງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນຫນ້າດິນ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ປະສິດທິພາບເງິນຝາກຂອງ Baseline-EWNS ແມ່ນພຽງແຕ່ 56% ເນື່ອງຈາກການຮັບຜິດຊອບຕ່ໍາ (ສະເລ່ຍ 10 ເອເລັກໂຕຣນິກຕໍ່ EWNS).
ຮູບທີ 5 ແລະຕາຕະລາງ 2 ສະຫຼຸບລະດັບຂອງ inactivation ຂອງຈຸລິນຊີ inoculated ໃນຫນ້າດິນຂອງຫມາກເລັ່ນຫຼັງຈາກການສໍາຜັດກັບປະມານ 40,000 #/cm3 EWNS ສໍາລັບ 45 ນາທີພາຍໃຕ້ສະຖານະການທີ່ດີທີ່ສຸດ [-6.5 kV, 4.0 cm]. Inoculated E. coli ແລະ L. innocua ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຂອງ 3.8 ບັນທຶກຫຼັງຈາກ 45 ນາທີຂອງການສໍາຜັດ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, S. enterica ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຂອງບັນທຶກຕ່ໍາຂອງ 2.2 ບັນທຶກ, ໃນຂະນະທີ່ S. cerevisiae ແລະ M. parafortuitum ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຫຼຸດລົງຂອງບັນທຶກ 1.0.
Electron micrographs (ຮູບ 6) depicting ການປ່ຽນແປງທາງດ້ານຮ່າງກາຍ induced ໂດຍ EWNS ໃນ E. coli, Salmonella enterica, ແລະ L. innocua cells ນໍາໄປສູ່ inactivation. ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍຄວບຄຸມໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຍື່ອເຊນທີ່ບໍ່ສະອາດ, ໃນຂະນະທີ່ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຖືກເປີດເຜີຍໄດ້ທໍາລາຍເຍື່ອຊັ້ນນອກ.
ການຖ່າຍຮູບກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກຂອງການຄວບຄຸມແລະເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ຖືກເປີດເຜີຍໄດ້ເປີດເຜີຍຄວາມເສຍຫາຍຂອງເຍື່ອ.
ຂໍ້ມູນກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບຂອງ EWNS ທີ່ຖືກປັບໃຫ້ດີທີ່ສຸດໂດຍລວມສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄຸນສົມບັດ EWNS (ຄ່າພື້ນຜິວ ແລະເນື້ອໃນ ROS) ໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເມື່ອທຽບໃສ່ກັບຂໍ້ມູນພື້ນຖານ EWNS ທີ່ພິມເຜີຍແຜ່ກ່ອນໜ້ານີ້ 8,9,10,11. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຂະຫນາດຂອງພວກມັນຍັງຄົງຢູ່ໃນລະດັບ nanometer, ເຊິ່ງຄ້າຍຄືກັນກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຈັດພີມມາກ່ອນຫນ້ານີ້, ໃຫ້ພວກເຂົາຢູ່ໃນອາກາດເປັນເວລາດົນນານ. polydispersity ສັງເກດເຫັນສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍການປ່ຽນແປງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນຫນ້າດິນ, ເຊິ່ງກໍານົດຂະຫນາດຂອງຜົນກະທົບຂອງ Rayleigh, randomness, ແລະການລວມກັນທີ່ມີທ່າແຮງຂອງ EWNS. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຕາມລາຍລະອຽດໂດຍ Nielsen et al.22, ຄ່າບໍລິການດ້ານຫນ້າສູງຈະຫຼຸດຜ່ອນການລະເຫີຍໂດຍການເພີ່ມພະລັງງານຂອງຫນ້າດິນ / ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງນ້ໍາຫຼຸດລົງ. ທິດສະດີນີ້ໄດ້ຖືກຢືນຢັນໃນການທົດລອງສໍາລັບ microdroplets22 ແລະ EWNS ໃນການພິມເຜີຍແຜ່ທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ 8. ການສູນເສຍການລ່ວງເວລາຍັງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຂະຫນາດແລະປະກອບສ່ວນຕໍ່ການແຈກຢາຍຂະຫນາດທີ່ສັງເກດເຫັນ.
ນອກຈາກນັ້ນ, ຄ່າບໍລິການຕໍ່ໂຄງສ້າງແມ່ນປະມານ 22-44 e-, ຂຶ້ນກັບສະຖານະການ, ເຊິ່ງສູງກວ່າຫຼາຍເມື່ອທຽບໃສ່ກັບ EWNS ພື້ນຖານ, ເຊິ່ງມີຄ່າສະເລ່ຍຂອງ 10 ± 2 ເອເລັກໂຕຣນິກຕໍ່ໂຄງສ້າງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວນສັງເກດວ່ານີ້ແມ່ນຄ່າສະເລ່ຍຂອງ EWNS. Seto et al. ມັນໄດ້ຖືກສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເກັບຄ່າບໍ່ເປັນແບບດຽວກັນແລະປະຕິບັດຕາມການແຈກຢາຍແບບປົກກະຕິຂອງບັນທຶກ21. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວຽກງານທີ່ຜ່ານມາຂອງພວກເຮົາ, ການເກັບຄ່າຫນ້າດິນສອງເທົ່າເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການຝາກຝັງຢູ່ໃນລະບົບ EPES ເປັນເກືອບ 100% 11.