Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS-г хязгаарлагдмал дэмждэг. Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах). Энэ хооронд үргэлжлүүлэн дэмжлэг үзүүлэхийн тулд бид сайтыг загвар болон JavaScript-гүй харуулах болно.
Микробын зэврэлт (MIC) нь эдийн засгийн асар их алдагдалд хүргэдэг тул олон салбарт ноцтой асуудал болдог.2707 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (2707 HDSS) нь химийн маш сайн эсэргүүцэлтэй тул далайн орчинд ашиглагдаж ирсэн.Гэвч MIC-д тэсвэртэй нь туршилтаар нотлогдоогүй. inosa-г судалсан.Цахилгаан химийн шинжилгээгээр 2216E орчинд Pseudomonas aeruginosa био хальс байгаа үед зэврэлтийн потенциал эерэг өөрчлөлт гарч, зэврэлтийн гүйдлийн нягтрал ихэссэн байна. Рентген туяаны фотоэлектрон спектроскопи (XPS) шинжилгээ нь биологийн гадарга дээрх Cr-ийн агууламж буурч байгааг харуулж байна. eruginosa био хальс нь инкубацийн 14 хоногийн хугацаанд хамгийн ихдээ 0.69 μм нүхний гүн үүсгэсэн. Энэ нь бага боловч 2707 HDSS нь P. aeruginosa био хальсны MIC-ээс бүрэн дархлаагүй болохыг харуулж байна.
Хоёр талт зэвэрдэггүй ган (DSS) нь маш сайн механик шинж чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй байхын тулд янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг1,2. Гэсэн хэдий ч орон нутгийн нүхжилт нь энэ гангийн бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлдөг3,4.DSS нь бичил биетний зэврэлтэнд тэсвэртэй биш (MIC)5,6.Хэдийгээр DSS-ийн зэврэлтээс хамгаалах өргөн хүрээтэй орчинд удаан хугацаагаар ашиглах боломжгүй хэвээр байна. Энэ нь илүү өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй материал шаардлагатай гэсэн үг юм. Jeon et al7 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (SDSS) ч зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын хувьд зарим хязгаарлалттай байдгийг олж мэдсэн. Тиймээс зарим хэрэглээнд илүү өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (HDSS) шаардлагатай байдаг. Энэ нь өндөр хайлштай HDSS-ийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн.
DSS-ийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь альфа ба гамма фазын харьцаа болон 2-р үе шаттай зэргэлдээх Cr, Mo, W багассан 8, 9, 10 мужуудаас хамаарна. HDSS нь Cr, Mo болон N11-ийн өндөр агууламжтай тул зэврэлтэнд маш сайн эсэргүүцэлтэй, өндөр утгатай (45-50) Цоорхойн эсэргүүцлийн (Mon% 3% -иар тодорхойлогддог. 0.5 wt% W) + 16 wt% N12. Түүний зэврэлтээс хамгаалах маш сайн эсэргүүцэл нь ойролцоогоор 50% феррит (α) ба 50% аустенит (γ) фазуудыг агуулсан тэнцвэртэй найрлагад тулгуурладаг бөгөөд HDSS нь ердийн DSS13-аас илүү механик шинж чанартай, өндөр эсэргүүцэлтэй байдаг.Хлоридын зэврэлтээс хамгаалах шинж чанар. Сайжруулсан зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь далайн орчин гэх мэт илүү идэмхий хлоридын орчинд HDSS-ийн хэрэглээг өргөжүүлдэг.
MIC нь газрын тос, хий, усны хангамж зэрэг олон салбарын томоохон асуудал юм. организмууд амьд үлдэх эрчим хүчийг олж авахын тулд металуудыг зэврүүлдэг17. Сүүлийн үеийн MIC судалгаагаар EET (эсийн гаднах электрон дамжуулалт) нь цахилгаан төрөгч бичил биетний өдөөгдсөн MIC-ийн хурдыг хязгаарлах хүчин зүйл болохыг харуулсан. Zhang et al.18 нь электрон медиаторууд Desulfovibrio sessificans эсүүд болон 304 зэвэрдэггүй гангийн хооронд электрон дамжуулалтыг хурдасгаж, MIC-ийн илүү хүнд халдлагад хүргэдэг болохыг харуулсан. Enning et al.19 ба Venzlaff et al.20-оос үзэхэд идэмхий сульфат бууруулагч бактери (SRB) био хальс нь металлын субстратаас электроныг шууд шингээж, улмаар хүчтэй зэврэлт үүсгэдэг.
DSS нь SRB, төмрийг бууруулдаг бактери (IRB) гэх мэт орчинд MIC-д мэдрэмтгий байдаг.
Pseudomonas aeruginosa нь байгальд өргөн тархсан грам сөрөг хөдөлгөөнт саваа хэлбэртэй нян юм25. Pseudomonas aeruginosa нь далайн орчинд микробын гол бүлэг бөгөөд гангаар MIC үүсгэдэг.28 болон Юань нар.29 нь Pseudomonas aeruginosa нь усан орчинд зөөлөн ган болон хайлшийн зэврэлтийг нэмэгдүүлэх хандлагатай болохыг харуулсан.
Энэхүү ажлын гол зорилго нь Pseudomonas aeruginosa далайн аэробик бактерийн үүсгэгч 2707 HDSS-ийн MIC шинж чанарыг электрохимийн арга, гадаргуугийн аналитик арга, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний шинжилгээ ашиглан судлах явдал байв. Нээлттэй хэлхээний потенциал (OCP), шугаман туйлшрал (LPRscomectrolectro) болон Polarization Resipedance (Polarization Resipedance) зэрэг цахилгаан химийн судалгаанууд. 2707 HDSS-ийн MIC-ийн үйлдлийг судлахын тулд динамик туйлшралыг гүйцэтгэсэн. Зэвэрсэн гадаргуу дээрх химийн элементүүдийг олохын тулд эрчим хүчний дисперсийн спектрометрийн (EDS) шинжилгээг хийсэн. Үүнээс гадна, рентген фотоэлектрон спектроскопи (XPS) шинжилгээг далайн орчны нөлөөн дор ислийн хальс идэвхгүйжүүлэх тогтвортой байдлыг тодорхойлоход ашигласан. лазер сканнерийн микроскоп (CLSM).
Хүснэгт 1-д 2707 HDSS-ийн химийн найрлагыг жагсаав. Хүснэгт 2-оос харахад 2707 HDSS нь 650 МПа-ийн уналтын бат бэх маш сайн механик шинж чанартай болохыг харуулж байна. Зураг 1-д 2707 HDSS-ийн дулааны боловсруулалтанд орсон уусмалын оптик бичил бүтцийг харуулав. Аустенит ба феррит фазын сунасан зурвасууд нь хоёрдогч фаз500 орчим микрострукци агуулаагүй байж болно. % феррит фазууд.
Зураг 2а-д 2707 HDSS-ийн абиотик 2216E орчин ба P. aeruginosa шөл дэх нээлттэй хэлхээний потенциал (Eocp) болон өртөх хугацааны өгөгдлийг 37 °C-т 14 хоногийн турш харуулав. Энэ нь Eocp-ийн хамгийн том бөгөөд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт нь эхний 24 цагийн дотор явагддагийг харуулж байна. Eocp-ийн утга аль алинд нь дээд цэгтээ хүрч, S-45 минут орчим буурч, дараа нь S-45 минут орчим болж буурчээ. давхарга нь абиотик дээж болон P-ийн хувьд -477 мВ (SCE-тэй харьцуулахад) ба -236 мВ (SCE-тэй харьцуулахад) хүрдэг.Pseudomonas aeruginosa купонууд. 24 цагийн дараа P. aeruginosa-д зориулсан 2707 HDSS-ийн Eocp утга нь -228 мВ (SCE-тэй харьцуулбал) харьцангуй тогтвортой байсан бол биологийн бус дээжийн харгалзах утга нь ойролцоогоор -442 мВ (P. aeruginosa-тай харьцуулахад бага байсан) байв.
Абиотик орчин ба Pseudomonas aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS сорьцыг 37 ° C температурт цахилгаан химийн туршилт:
(a) Eocp нь өртөх хугацааны функцээр, (б) 14 дэх өдрийн туйлшралын муруй, (в) Rp нь өртөх хугацааны функцээр, (г) icorr нь өртөлтийн хугацаанаас хамаарна.
Хүснэгт 3-т абиотик орчин болон Pseudomonas aeruginosa тарьсан орчинд 14 хоногийн турш өртсөн HDSS-ийн 2707 дээжийн цахилгаан химийн зэврэлтийн параметрийн утгыг жагсаав. Анод ба катодын муруйн шүргэгчийг экстраполяци хийж, огтлолцол (зэврэлтийн гүйдлийн нягт (β р)) үүсгэдэг ба βc) стандарт аргын дагуу30,31.
Зураг 2b-д үзүүлснээр P. aeruginosa муруйн дээш шилжилт нь абиотик муруйтай харьцуулахад Ecorr-ийн өсөлтөд хүргэсэн. Зэврэлтийн хурдтай пропорциональ icorr утга нь Pseudomonas aeruginosa дээжинд 0.328 μA см-2 болж өссөн нь Pseudomonas aeruginosa дээжээс 4 дахин нэмэгдсэн (μ-0.2 см).
LPR нь зэврэлтийг хурдан шинжлэхэд ашигладаг үл эвдэх цахилгаан химийн сонгодог арга юм. Үүнийг мөн MIC32-ыг судлахад ашигласан. Зураг 2c-д өртөх хугацаанаас хамаарч туйлшралын эсэргүүцлийг (Rp) харуулав. Илүү өндөр Rp утга нь зэврэлт багатай гэсэн үг. Эхний 24 цагийн дотор 2707 Rp HDSS сорьцын хамгийн ихдээ 1925 k145-т хүрсэн байна. Pseudomonas aeruginosa дээжийн Ω см2. Зураг 2c-ээс харахад Rp утга нэг өдрийн дараа хурдан буурч, дараагийн 13 хоногт харьцангуй өөрчлөгдөөгүй байна. Pseudomonas aeruginosa дээжийн Rp утга нь ойролцоогоор 40 кОм см2 байгаа нь 4250 кОм-ийн смбиологийн бус дээжийн утгаас хамаагүй бага байна.
icorr утга нь зэврэлтийн жигд хурдтай пропорциональ байна. Түүний утгыг дараах Стерн-Гиарийн тэгшитгэлээс тооцоолж болно.
Zou болон бусад.33, энэ ажилд Tafel налуу B-ийн ердийн утгыг 26 мВ/дек гэж тооцсон. Зураг 2d-аас харахад биологийн бус 2707 дээжийн icorr харьцангуй тогтвортой байсан бол P. aeruginosa дээж эхний 24 цагийн дараа маш их хэлбэлзэлтэй байсан. ологийн хяналт.Энэ чиг хандлага нь туйлшралын эсэргүүцлийн үр дүнтэй нийцэж байна.
EIS нь зэвэрсэн интерфэйс дэх цахилгаан химийн урвалыг тодорхойлоход ашигладаг өөр нэг үл эвдэх техник юм. Абиотик орчин болон Pseudomonas aeruginosa уусмалд өртсөн сорьцын эсэргүүцлийн спектр ба багтаамжийн тооцоолсон утга, сорьцын гадаргуу дээр үүссэн идэвхгүй хальс/био хальсны Rb эсэргүүцэл, Rct цэнэгийн дамжуулалтын эсэргүүцэл, CPE давхар цахилгаан дамжуулалтын эсэргүүцэл, Фазын элементийн (CPE) параметрүүд. Эдгээр параметрүүдийг эквивалент хэлхээний (EEC) загвар ашиглан өгөгдөлд тохируулан цаашид дүн шинжилгээ хийсэн.
Зураг 3-т абиотик орчин болон P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS дээжийн ердийн Nyquist график (a, b) болон Bode графикийг (a' ба b') харуулав. Pseudomonas aeruginosa байгаа үед P. aeruginosa шөлний диаметр нь Pseudomonas aeruginosa байгаа үед буурч байна. Тайвшрах хугацааны тогтмол дээр үүсэх үүсэхийг фазын максимумаар хангаж болно. Зураг 4-т нэг давхарга (a) ба хоёр давхарга (б) дээр суурилсан физик бүтэц, тэдгээрийн харгалзах EEC-ийг харуулав. CPE-ийг EEC загварт нэвтрүүлсэн. Түүний хүлээн авах чадвар ба эсэргүүцлийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
2707 HDSS сорьцын эсэргүүцлийн спектрийг тохируулах хоёр физик загвар ба харгалзах эквивалент хэлхээ:
Энд Y0 нь CPE-ийн хэмжээ, j нь төсөөлж буй тоо буюу (-1)1/2, ω нь өнцгийн давтамж, n нь нэгдэл35-аас бага CPE чадлын индекс юм. Цэнэг дамжуулах эсэргүүцлийн урвуу нь (жишээ нь 1/Rct) зэврэлтээс хамгаалах хурдтай тохирч байна. Бага Rct нь зэврэлтээс гарах хурд, P өдрийн R17b гэсэн үг. s aeruginosa дээжүүд 32 кОм см2-т хүрсэн нь биологийн бус дээжийн 489 кО см2-аас хамаагүй бага (Хүснэгт 4).
Зураг 5-д байгаа CLSM зураг болон SEM зураг нь 7 хоногийн дараа 2707 HDSS сорьцын гадаргуу дээрх био хальсны бүрхүүл нягт байгааг тодорхой харуулж байна. Гэсэн хэдий ч 14 хоногийн дараа био хальсны бүрхүүл сийрэг болж, зарим үхсэн эсүүд гарч ирэв. Хүснэгт 5-д биофилмийн зузааныг 2707 HDSS сорьцын биофилмийн зузааныг харуулж байна. зузаан нь 7 хоногийн дараа 23.4 μм байсан бол 14 хоногийн дараа 18.9 μм болж өөрчлөгдсөн. Био хальсны дундаж зузаан ч энэ хандлагыг баталж байна. 7 хоногийн дараа 22.2 ± 0.7 μм-ээс 14 хоногийн дараа 17.8 ± 1.0 μм болж буурчээ.
(a) 7 хоногийн дараа 3-D CLSM зураг, (б) 14 хоногийн дараа 3-D CLSM зураг, (в) 7 хоногийн дараа SEM зураг, (г) 14 хоногийн дараа SEM зураг.
EDS нь P. aeruginosa-д 14 хоногийн турш өртсөн дээжээс био хальс, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнд химийн элементүүд илэрсэн. Зураг 6-аас харахад био хальс, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн дэх C, N, O, P-ийн агууламж нүцгэн металлын агууламжаас хамаагүй их байгаа нь эдгээр элементүүд нь био хальс, тэдгээрийн метаболитуудтай холбоотой байдаг. дээжийн гадаргуу дээрх зэврэлтээс үүссэн бүтээгдэхүүн нь металл матриц нь зэврэлтээс болж элементүүдээ алдсан болохыг харуулж байна.
14 хоногийн дараа 2216E орчинд P. aeruginosa-тай болон агуулаагүй нүхжилт ажиглагдсан. Өсгөвөрлөхөөс өмнө сорьцын гадаргуу гөлгөр, согоггүй байсан (Зураг 7а). Инкубаци хийж, био хальс болон зэврэлтээс үүссэн бүтээгдэхүүнийг зайлуулсны дараа сорьцын гадаргуу дээрх хамгийн гүн нүхнүүд илэрсэн бөгөөд CL 7-р зурагт үзүүлсэн шиг нүхнүүд илэрсэн. биологийн бус хяналтын дээжүүд (хамгийн их нүхний гүн 0.02 мкм). Pseudomonas aeruginosa-ийн үүсгэсэн нүхний хамгийн их гүн нь 3 дээжийн гүний дундаж гүнд тулгуурлан 7 хоногийн дараа 0.52 μм, 14 хоногийн дараа 0.69 μм (сонгосон дээж бүрийн 10 хамгийн их нүхний гүн) ±0.4 мкм-д хүрсэн байна. ба 0.52 ± 0.15 μм тус тус (Хүснэгт 5). Эдгээр нүхний гүний утга нь бага боловч чухал юм.
(a) Хордлогын өмнө (б) абиотик орчинд 14 хоног, (в) Pseudomonas aeruginosa шөлөнд 14 хоног.
Зураг 8-д дээжийн янз бүрийн гадаргуугийн XPS спектрийг харуулсан ба гадаргуу тус бүрээр шинжлэгдсэн химийн найрлагыг Хүснэгт 6-д нэгтгэн үзүүлэв. Хүснэгт 6-д P. aeruginosa (А ба В дээж) агуулагдах Fe ба Cr-ийн атомын хувь нь биологийн бус хяналтын дээжээс (С ба D дээж) хамаагүй бага байна. 574.4, 576.6, 578.3 ба 586.8 эВ-ийн холболтын энергийн (BE) утгууд бүхий дөрвөн оргил бүрэлдэхүүнийг Cr, Cr2O3, CrO3 ба Cr(OH)3-т хамааруулж болно (Зураг 9a ба b). Биологийн бус сорьцын хувьд C2-pevels-ийн хоёр гол цөм нь C2-pevelspr 5-ыг агуулна. Зураг 9c ба d-д BE-ийн хувьд .80 эВ) ба Cr2O3 (BE-ийн хувьд 575.90 эВ) байна. Абиотик ба P. aeruginosa дээжийн хоорондох хамгийн гайхалтай ялгаа нь Cr6+, Cr(OH)3-ийн харьцангуй өндөр хэсэг (BE-ийн 586.8 eVm-ийн биофил) байсан явдал юм.
Хоёр хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл дэх 2707 HDSS сорьцын гадаргуугийн өргөн XPS спектр нь 7 хоног, 14 хоног байна.
(a) P. aeruginosa-тай 7 хоног, (б) P. aeruginosa-тай 14 хоног, (в) абиотик орчинд 7 хоног, (г) абиотик орчинд 14 хоног.
HDSS нь ихэнх орчинд зэврэлтээс хамгаалах өндөр түвшнийг харуулдаг.Kim et al.2-т UNS S32707 HDSS нь PREN нь 45-аас дээш өндөр хайлштай DSS гэж тодорхойлогддог гэж мэдээлсэн. Энэхүү ажлын 2707 HDSS сорьцын PREN утга нь 49 байсан. Энэ нь хромын өндөр агууламж, молибден, Ni-ийн агууламж өндөртэй, хүчиллэг, бичил бүтэцгүй, сайн хольцгүй орчинд ашигтай байдагтай холбоотой. бүтцийн тогтвортой байдал болон зэврэлтээс хамгаалахад тустай. Гэсэн хэдий ч химийн маш сайн тэсвэртэй хэдий ч энэхүү ажлын туршилтын өгөгдлүүдээс харахад 2707 HDSS нь P. aeruginosa био хальсны MIC-ээс бүрэн дархлаагүй болохыг харуулж байна.
Электрохимийн үр дүнгээс харахад P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS-ийн зэврэлтийн түвшин 14 хоногийн дараа биологийн бус орчинтой харьцуулахад мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн байна. Зураг 2a-д эхний 24 цагийн дотор абиотик орчин болон P. aeruginosa шөлний аль алинд нь Eocp буурч байгааг ажиглав. хүснэгт36. Гэсэн хэдий ч биологийн Eocp-ийн түвшин биологийн бус Eocp-ээс хамаагүй өндөр байсан. Энэ ялгаа нь P. aeruginosa био хальс үүссэнтэй холбоотой гэж үзэх үндэслэл бий. Зураг 2d-д P. aeruginosa-ийн дэргэд 2707 HDSS-ийн icorr утга нь хяналтын хэмжээнээс 0.627 μA-ээс их байсан (хүртэл см-ээс их байсан). 63 мкА см-2), энэ нь EIS-ээр хэмжсэн Rct утгатай тохирч байв. Эхний хэдэн өдөр P. aeruginosa-ийн шөл дэх эсэргүүцлийн утга нь P. aeruginosa эсүүд хавсарч, био хальс үүссэний улмаас нэмэгдсэн. Гэсэн хэдий ч био хальс нь сорьцын гадаргууг бүрэн бүрхэж, биофилм үүсэхээс хамгаалах хамгаалалтын давхарга багасдаг. Үүний дараа зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь цаг хугацааны явцад буурч, P. aeruginosa хавсарсан нь орон нутгийн зэврэлтийг үүсгэсэн. Абиотик орчин дахь чиг хандлага өөр байв. Биологийн бус хяналтын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь P. aeruginosa шөлөнд өртсөн дээжийн харгалзах утгаас хамаагүй өндөр байсан. Цаашилбал абиотик дээжийн хувьд HD 274Ω-ийн өдрийн HD 274Ω-ийн утгад хүрсэн байна. P. aeruginosa-ийн дэргэд Rct утгаас (32 кОм см2) 15 дахин их байсан.Тиймээс 2707 HDSS нь ариутгасан орчинд зэврэлтэнд маш сайн тэсвэртэй боловч P. aeruginosa био хальсны MIC халдлагад тэсвэртэй биш юм.
Эдгээр үр дүнг 2b-р зураг дээрх туйлшралын муруйгаас харж болно. Анод салаалсан байдал нь Pseudomonas aeruginosa-ийн био хальс үүсэх ба металлын исэлдэлтийн урвалтай холбоотой байв. Үүний зэрэгцээ катодын урвал нь хүчилтөрөгчийн бууралт юм. P. aeruginosa байгаа нь зэврэлтийн хэмжээг ихээхэн нэмэгдүүлж, P. aeruginosa-ийн гүйдлийн хэмжээ нь ойролцоогоор өндөр байгааг харуулж байна. eruginosa био хальс нь 2707 HDSS-ийн орон нутгийн зэврэлтийг ихэсгэдэг. Юан нар29 P. aeruginosa biofilm-ийн сорилт дор 70/30 Cu-Ni хайлшийн зэврэлтийн гүйдлийн нягт нэмэгдсэн болохыг олж мэдсэн. Энэ нь Pseudomonasfilm-ийн хүчилтөрөгчийн бууралтын биокатализтай холбоотой байж болох юм. Энэ ажилд SS. Аэробик био хальс нь доороо хүчилтөрөгч багатай байж болно. Иймд металлын гадаргууг хүчилтөрөгчөөр дахин идэвхгүйжүүлэхгүй байх нь энэ ажилд MIC-д нөлөөлөх хүчин зүйл болж магадгүй юм.
Дикинсон нар.Химийн болон цахилгаан химийн урвалын хурд нь сорьцын гадаргуу дээрх суумал нянгийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаа болон зэврэлтээс үүдэлтэй бүтээгдэхүүний шинж чанараас шууд нөлөөлж болохыг санал болгосон. Зураг 5 ба Хүснэгт 5-д үзүүлснээр 14 хоногийн дараа эсийн тоо болон био хальсны зузаан хоёулаа буурсан байна. Үүнийг үндэслэлтэй тайлбарлаж болно HD702 эсийн гадаргуу дээрх эсүүд 14 хоногийн дараа эсүүд үхсэн. 2216E орчинд шавхагдах эсвэл 2707 HDSS матрицаас хортой металлын ион ялгарах. Энэ нь багц туршилтын хязгаарлалт юм.
Энэ ажилд P. aeruginosa био хальс нь 2707 HDSS гадаргуу дээрх био хальсны доорхи Cr ба Fe-ийн орон нутгийн хомсдолд нөлөөлсөн (Зураг 6). Хүснэгт 6-д D дээж дэх Fe ба Cr-ийн хэмжээ С дээжтэй харьцуулахад буурсан нь P. aeruginosa-ийн үүсгэсэн ууссан Fe болон Cr-ийг эхний өдөр хэрэглэж байгааг харуулж байна12. далайн орчинд идсэн. Энэ нь 17700 ppm Cl- агуулдаг нь байгалийн далайн усанд байдагтай харьцуулшгүй юм. 17700 ppm Cl- байгаа нь XPS-ээр шинжилсэн 7 ба 14 хоногийн абиотик дээжинд Cr буурах гол шалтгаан болсон. P. aeruginosa-тай харьцуулахад Cl-ийн эсэргүүцэл хүчтэй, Cl-ийн эсэргүүцэл бага байсан. Абиотик орчинд 2707 HDSS. Зураг 9-д идэвхгүйжүүлэх хальсанд Cr6+ байгааг харуулж байна. Энэ нь Чен, Клейтон нарын санал болгосноор P. aeruginosa био хальсаар ган гадаргуугаас Cr-ийг арилгахад оролцож болно.
Бактерийн үржлийн улмаас тариалахын өмнөх болон тариалалтын дараах орчны рН-ийн утга тус бүр 7.4 ба 8.2 байсан. Иймээс P. aeruginosa био хальсны доор органик хүчлийн зэврэлт нь задгай орчинд харьцангуй өндөр рН байдаг тул энэ ажилд нөлөөлөх хүчин зүйл болохгүй. ) 14 хоногийн туршилтын хугацаанд. Инкубацийн дараа тарих орчинд рН нэмэгдсэн нь P. aeruginosa-ийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас шалтгаалсан бөгөөд туршилтын тууз байхгүй үед рН-д ижил нөлөө үзүүлэх нь тогтоогдсон.
Зураг 7-д үзүүлснээр P. aeruginosa био хальснаас үүссэн нүхний хамгийн их гүн нь 0.69 μм байсан нь абиотик орчны (0.02 μм) хэмжээнээс хамаагүй том байв. Энэ нь дээр дурдсан цахилгаан химийн өгөгдөлтэй нийцэж байна. 0.69 μм нүхний гүн нь өгөгдлийн DSS295-ийн мэдээлсэн өгөгдлөөс арав дахин бага байна. 2707 HDSS нь 2205 DSS-тэй харьцуулахад илүү сайн MIC-ийн эсэргүүцэл үзүүлдэг болохыг харуулж байна. 2707 HDSS нь хромын агууламж өндөртэй, хоёрдогч хортой тунадасгүй, фазын тэнцвэртэй бүтэцтэй учраас илүү удаан үргэлжлэх идэвхгүй байдлыг хангадаг тул P. aeruginosa-ийн цэгүүдийг задлах, липопластик ялгаруулах үйл явцыг улам хүндрүүлдэг.
Дүгнэж хэлэхэд, P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS-ийн гадаргуу дээр абиотик орчин дахь үл тоомсорлосон нүхжилттэй харьцуулахад MIC нүхжилт илэрсэн. Энэхүү ажил нь 2707 HDSS нь 2205 DSS-ээс илүү MIC эсэргүүцэлтэй байгааг харуулж байна, гэхдээ P. aeruginosa-ийн улмаас MIC-ээс бүрэн дархлаагүй байна. орчин.
2707 HDSS-ийн купоныг БНХАУ-ын Шэньян дахь Зүүн хойд их сургуулийн (NEU) Металлургийн сургуулиас гаргажээ. NEU-ийн материалын шинжилгээ, туршилтын хэлтэст дүн шинжилгээ хийсэн 2707 HDSS-ийн элементийн найрлагыг Хүснэгт 1-д үзүүлэв. Бүх дээжийг 1180 ° C-ийн температурт HDSS-ийн 12-70 цагийн турш туршсан. 1 см2 талбайн дээд ил гадаргууг 2000 ширхэг хүртэл силикон карбидын цаасаар өнгөлж, 0.05 мкм Al2O3 нунтаг суспензээр өнгөлсөн. Хажуу болон ёроолыг идэвхгүй будгаар хамгаална. Хатаасны дараа дээжийг ариутгасан ионгүй усаар зайлж, дараа нь 75% -ийн ионгүйжүүлсэн усаар зайлна. Хэрэглэхийн өмнө 0.5 цагийн турш (хэт ягаан туяаны) асаана.
Marine Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 омгийг Хятадын Xiamen Marine Culture Collection Center (MCCC)-аас худалдаж авсан. Pseudomonas aeruginosa-г аэробикийн аргаар 37°С-т 250 мл колбонд, 500 мл электрохимийн шилэн эсийг (Biotechology, Ltd. Co.16E2 sıvı) ашиглан ургуулсан. Чиндао, Хятад).Дунд (г/л): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, BO302, SrCl2, BO302. NaSiO3, 0016 NH3, 0016 NH3, 0016 NaH2PO4, 5.0 пептон, 1.0 мөөгөнцрийн ханд, 0.1 төмрийн цитрат. Тарихын өмнө 20 минутын турш 121°С-т автоклавт хадгална. Сууц болон планктон эсийг гэрлийн концентраци хэмжигч 0-д анхдагч гемоксиметрээр тоолно. планктоник Pseudomonas aeruginosa нь тарьсны дараа шууд 106 эс/мл байсан.
Электрохимийн туршилтыг 500 мл-ийн дундаж эзэлхүүнтэй сонгодог гурван электродын шилэн үүрэнд хийсэн. Цагаан алтны хуудас ба ханасан каломель электрод (SCE) нь давсны гүүрээр дүүрсэн Лугжин хялгасан судсаар дамжин реакторт холбогдсон ба тоолуур болон жишиг электродын үүрэг гүйцэтгэдэг. Ажлын электродын нэг талт гадаргуугийн талбай нь ойролцоогоор 1 см2 байна. Цахилгаан химийн хэмжилтийн явцад дээжийг 2216E орчинд хийж, усан ваннд тогтмол инкубацийн температурт (37 °C) байлгасан.OCP, LPR, EIS болон боломжит динамик туйлшралын өгөгдлийг Autolab потенциостат ашиглан хэмжсэн (References. Eocp-тэй -5 ба 5 мВ-ийн мужид 0.125 мВ с-1 скан хийх хурд ба 1 Гц-ийн дээж авах давтамжийг Eocp тогтвортой байдалд 5 мВ хүчдэл ашиглан 0.01-ээс 10,000 Гц давтамжийн мужид синус долгионоор гүйцэтгэсэн. хүрсэн.Туйлшралын муруйг дараа нь 0,166 мВ/с скан хурдтайгаар Eocp-ийн эсрэг -0,2-оос 1,5 В хүртэл ажиллуулсан. Туршилт бүрийг P. aeruginosa-тай болон байхгүй 3 удаа давтан хийсэн.
Металлографийн шинжилгээнд зориулсан дээжийг 2000 ширхэг нойтон SiC цаасаар механик аргаар өнгөлж, дараа нь оптик ажиглалт хийх зорилгоор 0.05 μм Al2O3 нунтаг суспензээр өнгөлсөн. Металлографийн шинжилгээг оптик микроскоп ашиглан хийсэн. Сорьцуудыг 10 жингийн %-ийн калийн гидроксидын уусмал 43-аар сийлсэн.
Өсгөвөрлөсний дараа дээжийг фосфатын буфержүүлсэн давсны (PBS) уусмалаар (рН 7.4 ± 0.2) 3 удаа угааж, дараа нь био хальсыг тогтоохын тулд 2.5% (v/v) глютаральдегидээр 10 цагийн турш бэхэлсэн. Дараа нь 70,8% (%70,80,% 70, 80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 00000000000000000000000000000000000000000000 2000000 битүүдтэй 2.5% глютаральдегидүүдээр 2.5% (v/v) глютаральдегидээр бэхэлсэн. Агаар хатаахын өмнө 95% ба 100% v/v) этилийн спирт. Эцэст нь дээжийн гадаргууг алтан хальсаар цацаж, SEM ажиглалтын дамжуулалтыг хангана. SEM дүрсийг сорьц бүрийн гадаргуу дээрх хамгийн суумал P. aeruginosa эс бүхий толбо дээр төвлөрүүлэв. EDSA шинжилгээ хийнэ (SMS, Microfosscan 100, SEM-ийн химийн элементүүдийг олно). Нүхний гүнийг хэмжихэд Германы Зейсс) ашигласан. Био хальсан доорх зэврэлтээс үүссэн нүхийг ажиглахын тулд туршилтын хэсгийг эхлээд Хятадын үндэсний стандарт (CNS) GB/T4334.4-2000-ын дагуу цэвэрлэж, туршилтын хэсгийн гадаргуу дээрх зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн болон био хальсыг цэвэрлэв.
Рентген фотоэлектрон спектроскопи (XPS, ESCALAB250 гадаргуугийн шинжилгээний систем, Thermo VG, АНУ) шинжилгээг монохромат рентген эх үүсвэр (1500 эВ эрчим хүч, 150 Вт чадалтай хөнгөн цагаан Kα шугам) ашиглан стандарт нөхцлийн дагуу 0 1350 эВ-ийн өргөн хүрээний эрчим хүчний хүрээнд хийж гүйцэтгэсэн. Өндөр хэмжээ 50 В-ыг ашиглан e20-ийн хэмжээсийг бүртгэсэн. .
Өсгөвөрлөсөн сорьцыг авч, PBS-ээр (рН 7.4 ± 0.2) 15 секундын турш зөөлөн зайлж угаана. Дээж дээрх био хальсны нянгийн амьдрах чадварыг ажиглахын тулд LIVE/DEAD BacLight бактерийн амьдрах чадварын иж бүрдэл (Invitrogen, OR, Euges, fluesent, Euges, Euges) ашиглан био хальсыг будсан. cent SYTO-9 будаг ба улаан флюресцент пропидиум иодид (PI) будаг. CLSM-ийн дагуу флюресцент ногоон болон улаан өнгийн цэгүүд нь амьд болон үхсэн эсүүдийг тус тус төлөөлдөг. Будахын тулд 3 мкл SYTO-9 болон 3 мкл PI уусмал агуулсан 1 мл хольцыг тасалгааны температурт (223 ° C) харанхуйд (22 ° C) байлгана. Nikon CLSM машин (C2 Plus, Nikon, Япон) ашиглан хоёр долгионы уртад (амьд эсийн хувьд 488 нм, үхсэн эсийн хувьд 559 нм) ажиглагдсан. Био хальсны зузааныг 3-D сканнердах горимд хэмжсэн.
Энэ өгүүллийг хэрхэн иш татах вэ: Li, H. et al. Marine Pseudomonas aeruginosa biofilm.science.Rep. 2707 супер дуплекс зэвэрдэггүй гангийн бичил биетний зэврэлт.6, 20190;doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфат.coros.science.80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Уусмалын дулааны боловсруулалт ба хамгаалалтын хий дэх азотын супер дуплекс зэвэрдэггүй ган гагнуурын зэврэлтээс хамгаалахад үзүүлэх нөлөө.coros.science.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. A 316L Stainless Steel.coros.science.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Хлоридын дэргэд өөр өөр рН-ийн шүлтлэг уусмал дахь 2205 дуплекс зэвэрдэггүй гангийн электрохимийн зан байдал. Electrochim.Journal.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI. Далайн био хальсны зэврэлтэнд үзүүлэх нөлөө: товч тойм. Electrochim.Journal.54, 2-7 (2008).