Nature.com сайтаар зочилсонд баярлалаа.Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй.Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer-д нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох).Энэ хооронд байнгын дэмжлэгийг хангахын тулд бид сайтыг ямар ч загвар, JavaScript-гүйгээр үзүүлэх болно.
Микробын зэврэлт (MIC) нь эдийн засгийн асар их алдагдалд хүргэж болзошгүй тул олон салбарт ноцтой асуудал юм.Супер дуплекс зэвэрдэггүй ган 2707 (2707 HDSS) нь химийн маш сайн эсэргүүцэлтэй тул далайн орчинд ашиглагддаг.Гэсэн хэдий ч түүний MIC-д тэсвэртэй байдал нь туршилтаар нотлогдоогүй байна.Энэхүү судалгаагаар далайн аэробик бактери Pseudomonas aeruginosa-аас үүдэлтэй MIC 2707 HDSS-ийн зан үйлийг судалсан.Электрохимийн шинжилгээгээр 2216E орчинд Pseudomonas aeruginosa био хальс байгаа тохиолдолд зэврэлтээс хамгаалах чадварт эерэг өөрчлөлт гарч, зэврэлтийн гүйдлийн нягт нэмэгддэг.Рентген фотоэлектрон спектроскопийн (XPS) шинжилгээ нь био хальсан доорх дээжийн гадаргуу дээрх Cr агууламж буурсан болохыг харуулсан.Нүхний харааны шинжилгээгээр P. aeruginosa био хальс нь инкубацийн 14 хоногийн хугацаанд хамгийн ихдээ 0.69 μм нүхний гүн үүсгэсэн болохыг харуулсан.Энэ нь бага боловч 2707 HDSS нь P. aeruginosa био хальсны MIC-ээс бүрэн дархлаагүй болохыг харуулж байна.
Дуплекс зэвэрдэггүй ган (DSS) нь маш сайн механик шинж чанар, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын төгс хослолын улмаас янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг.Гэсэн хэдий ч орон нутгийн нүхжилт нь хэвээр байгаа бөгөөд энэ гангийн бүрэн бүтэн байдалд нөлөөлдөг3,4.DSS нь бичил биетний зэврэлтэнд тэсвэртэй биш (MIC)5,6.DSS-ийн өргөн хүрээний хэрэглээг үл харгалзан DSS-ийн зэврэлтээс хамгаалах чадвар нь урт хугацааны хэрэглээнд хангалтгүй орчин байсаар байна.Энэ нь зэврэлтэнд тэсвэртэй өндөр үнэтэй материал шаардлагатай гэсэн үг юм.Jeon нар 7 супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (SDSS) ч зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын хувьд зарим хязгаарлалттай байдгийг олж мэдсэн.Тиймээс зарим тохиолдолд зэврэлтэнд тэсвэртэй супер дуплекс зэвэрдэггүй ган (HDSS) шаардлагатай байдаг.Энэ нь өндөр хайлштай HDSS-ийг хөгжүүлэхэд хүргэсэн.
Зэврэлтэнд тэсвэртэй DSS нь альфа ба гамма фазын харьцаанаас хамаардаг ба хоёр дахь үе шаттай зэргэлдээх Cr, Mo, W мужид 8, 9, 10-д шавхагддаг.HDSS нь Cr, Mo, N11-ийн өндөр агууламжтай тул зэврэлтэнд маш сайн эсэргүүцэлтэй, жингийн % Cr + 3.3 (жин.% Mo + 0.5 жин. .%W) + 16% жингээр тодорхойлогддог нүхжилтийн эсэргүүцлийн эквивалент тоо (PREN) өндөр (45-50) байна.N12.Түүний маш сайн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь ойролцоогоор 50% феррит (α) ба 50% аустенит (γ) фазуудыг агуулсан тэнцвэртэй найрлагаас хамаардаг.HDSS нь илүү сайн механик шинж чанартай бөгөөд хлоридын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.Сайжруулсан зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь далайн орчин гэх мэт илүү түрэмгий хлоридын орчинд HDSS-ийн хэрэглээг өргөжүүлдэг.
MIC нь газрын тос, байгалийн хий, усны үйлдвэр зэрэг олон салбарт томоохон асуудал болдог14.Зэврэлтээс үүдэлтэй нийт гэмтлийн 20%-ийг MIC эзэлдэг15.MIC нь олон орчинд ажиглагдаж болох биоэлектрохимийн зэврэлт юм.Металл гадаргуу дээр үүссэн био хальс нь цахилгаан химийн нөхцлийг өөрчилдөг бөгөөд ингэснээр зэврэлт үүсэх процесст нөлөөлдөг.MIC зэврэлт нь био хальснаас үүсдэг гэж өргөнөөр үздэг.Электроген бичил биетүүд амьд үлдэхэд шаардлагатай энергийг олж авахын тулд металлыг иддэг17.Сүүлийн үеийн MIC судалгаагаар EET (эсийн гаднах электрон дамжуулалт) нь цахилгаан төрөгч бичил биетний өдөөгдсөн MIC-ийн хурдыг хязгаарлах хүчин зүйл болохыг харуулсан.Жан нар.18-аас үзэхэд электрон зуучлагчид Desulfovibrio sessificans эсүүд болон 304 зэвэрдэггүй гангийн хооронд электрон дамжуулалтыг хурдасгаж, улмаар MIC-ийн довтолгоо илүү хүчтэй болдог.Аннинг нар.19 болон Wenzlaff et al.20 нь идэмхий сульфат бууруулдаг бактерийн (SRBs) био хальс нь металлын субстратаас электроныг шууд шингээж, улмаар хүчтэй нүхжилт үүсгэдэг болохыг харуулсан.
DSS нь SRB, төмрийг бууруулдаг бактери (IRBs) гэх мэт бодис агуулсан орчинд MIC-д мэдрэмтгий байдаг нь мэдэгдэж байна. 21 .Эдгээр бактери нь био хальсан дор DSS-ийн гадаргуу дээр нутагшсан нүхжилт үүсгэдэг22,23.DSS-ээс ялгаатай нь HDSS24 MIC нь сайн мэддэггүй.
Pseudomonas aeruginosa нь байгальд өргөн тархсан грам сөрөг, хөдөлгөөнт саваа хэлбэртэй нян юм25.Pseudomonas aeruginosa нь далайн орчинд микробын гол бүлэг бөгөөд MIC-ийн концентрацийг нэмэгдүүлдэг.Pseudomonas нь зэврэлтээс хамгаалах үйл явцад идэвхтэй оролцдог бөгөөд биофильм үүсэх үед анхдагч колоничлогч гэдгээрээ алдартай.Махат нар.28 болон Юань нар.Pseudomonas aeruginosa нь усны орчинд зөөлөн ган болон хайлшийн зэврэлтийг ихэсгэдэг болохыг харуулсан.
Энэхүү ажлын гол зорилго нь Pseudomonas aeruginosa далайн аэробик нянгаар үүсгэгдсэн MIC 2707 HDSS-ийн шинж чанарыг цахилгаан химийн арга, гадаргуугийн шинжилгээний арга, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний шинжилгээ ашиглан судлах явдал байв.MIC 2707 HDSS-ийн зан төлөвийг судлахын тулд задгай хэлхээний потенциал (OCP), шугаман туйлшралын эсэргүүцэл (LPR), цахилгаан химийн эсэргүүцэл спектроскопи (EIS), боломжит динамик туйлшрал зэрэг цахилгаан химийн судалгааг хийсэн.Зэвэрсэн гадаргуу дээрх химийн элементүүдийг илрүүлэхийн тулд эрчим хүчний дисперсийн спектрометрийн шинжилгээг (EDS) хийсэн.Нэмж дурдахад, Pseudomonas aeruginosa агуулсан далайн орчны нөлөөн дор оксидын хальс идэвхжих тогтвортой байдлыг тодорхойлохын тулд рентген фотоэлектрон спектроскопи (XPS) ашигласан.Нүхний гүнийг конфокаль лазер сканнерийн микроскопоор (CLSM) хэмжсэн.
2707 HDSS-ийн химийн найрлагыг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв.Хүснэгт 2-оос харахад 2707 HDSS нь маш сайн механик шинж чанартай бөгөөд 650 МПа уналтын бат бэхтэй.Зураг дээр.1-д 2707 HDSS-ийн дулаанаар боловсруулсан уусмалын оптик бичил бүтцийг харуулав.50% орчим аустенит ба 50% феррит фаз агуулсан бичил бүтцэд хоёрдогч фазгүй аустенит ба феррит фазын сунасан зурвасууд харагдана.
Зураг дээр.2a-д 2216E абиотик орчин болон P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS-ийн 37°С-т 14 хоногийн турш өртөх хугацаатай харьцуулахад нээлттэй хэлхээний потенциал (Eocp)-ийг харуулав.Энэ нь Eocp-ийн хамгийн том, хамгийн чухал өөрчлөлт нь эхний 24 цагийн дотор тохиолддог болохыг харуулж байна.Хоёр тохиолдолд Eocp утга нь ойролцоогоор 16 цагийн дотор -145 мВ (SCE-тэй харьцуулахад) оргилдоо хүрч, дараа нь огцом буурч, абиотик дээжийн хувьд -477 мВ (SCE-тэй харьцуулахад) ба -236 мВ (SCE-тэй харьцуулахад) хүрчээ.болон P Pseudomonas aeruginosa купонууд тус тус).24 цагийн дараа P. aeruginosa-ийн Eocp 2707 HDSS утга нь харьцангуй тогтвортой байсан -228 мВ (SCE-тэй харьцуулахад), харин биологийн бус дээжийн харгалзах утга нь ойролцоогоор -442 мВ (SCE-тэй харьцуулахад) байв.P. aeruginosa-ийн дэргэд Eocp нэлээд бага байсан.
Абиотик орчин ба Pseudomonas aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS дээжийг 37 ° C температурт цахилгаан химийн судалгаа:
(a) Eocp нь өртөх хугацааны функцээр, (б) 14 дэх өдрийн туйлшралын муруй, (в) Rp өртөлтийн хугацааны функцээр, (г) icorr нь өртөх хугацааны функцээр.
Хүснэгт 3-т 14 хоногийн хугацаанд абиотик болон Pseudomonas aeruginosa тарьсан орчинд өртсөн HDSS 2707 дээжийн цахилгаан химийн зэврэлтийн үзүүлэлтүүдийг харуулав.Анод ба катодын муруйн шүргэгчийг экстраполяци хийж, стандарт аргын дагуу зэврэлтийн гүйдлийн нягт (icorr), зэврэлтээс хамгаалах потенциал (Ecorr) болон Тафелийн налууг (βα ба βc) өгөх огтлолцлыг олж авсан болно30,31.
Зурагт үзүүлсэн шиг.2b, P. aeruginosa муруйн дээш шилжилт нь абиотик муруйтай харьцуулахад Ecorr-ийн өсөлтөд хүргэсэн.Зэврэлтийн хурдтай пропорциональ icorr утга нь Pseudomonas aeruginosa дээжинд 0.328 мкА см-2 болж өссөн нь биологийн бус дээжээс (0.087 мкА см-2) дөрөв дахин их байна.
LPR бол зэврэлтийг хурдан шинжлэхэд ашигладаг үл эвдэх цахилгаан химийн сонгодог арга юм.Үүнийг мөн MIC32-ыг судлахад ашигласан.Зураг дээр.2c нь өртөх хугацаанаас хамаарч туйлшрах эсэргүүцлийг (Rp) харуулж байна.Өндөр Rp утга нь зэврэлт багатай гэсэн үг.Эхний 24 цагийн дотор Rp 2707 HDSS нь абиотик сорьцын хувьд 1955 кОм см2, Pseudomonas aeruginosa сорьцын хувьд 1429 кОм см2-д хүрсэн байна.Зураг 2c-т мөн Rp утга нэг өдрийн дараа хурдан буурч, дараагийн 13 хоногт харьцангуй өөрчлөгдөөгүй байгааг харуулж байна.Pseudomonas aeruginosa дээжийн Rp утга нь 40 кОм см2 орчим байгаа нь биологийн бус дээжийн 450 кОм см2 утгаас хамаагүй бага юм.
icorr-ийн утга нь зэврэлтийн жигд хурдтай пропорциональ байна.Үүний утгыг дараах Стерн-Гири тэгшитгэлээс тооцоолж болно.
Zoe et al.33, энэ ажилд Тафелийн налуу B-ийн ердийн утгыг 26 мВ/дек гэж авсан.Зураг 2d-аас харахад биологийн бус дээж 2707-ийн icorr харьцангуй тогтвортой байсан бол P. aeruginosa дээж эхний 24 цагийн дараа ихээхэн хэлбэлзэлтэй байсан.P. aeruginosa дээжийн iccorr утга нь биологийн бус хяналтаас хамаагүй өндөр байсан.Энэ хандлага нь туйлшралын эсэргүүцлийн үр дүнтэй нийцэж байна.
EIS нь зэвэрсэн гадаргуу дээрх цахилгаан химийн урвалыг тодорхойлоход ашигладаг өөр нэг үл эвдэх арга юм.Абиотик орчин ба Pseudomonas aeruginosa уусмалд өртсөн дээжийн эсэргүүцлийн спектр ба тооцоолсон багтаамжийн утга, дээжийн гадаргуу дээр үүссэн идэвхгүй хальс/био хальсны эсэргүүцэл Rb, цэнэгийн дамжуулалтын эсэргүүцэл Rct, цахилгаан давхар давхаргын багтаамж Cdl (EDL) ба тогтмол QCPE фазын элементийн параметрүүд (CPE).Эдгээр параметрүүдийг эквивалент хэлхээний (EEC) загвар ашиглан өгөгдөлд тохируулах замаар цаашид дүн шинжилгээ хийсэн.
Зураг дээр.3-т абиотик орчинд 2707 HDSS дээж болон өөр өөр инкубацийн хугацаанд P. aeruginosa шөлний ердийн Nyquist график (a ба b) болон Bode график (a' ба b') -ийг харуулав.Pseudomonas aeruginosa байгаа үед Nyquist цагирагийн диаметр багасдаг.Bode график (Зураг 3b') нь нийт эсэргүүцлийн өсөлтийг харуулж байна.Тайвшрах хугацааны тогтмол байдлын талаарх мэдээллийг фазын максимумаас авч болно.Зураг дээр.4-т нэг давхарга (а) ба хоёр давхарга (б) ба харгалзах EEC дээр суурилсан физик бүтцийг харуулав.CPE-ийг EEC загварт нэвтрүүлсэн.Түүний хүлээн авах чадвар ба эсэргүүцлийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
2707 HDSS дээжийн эсэргүүцлийн спектрийг тохируулах хоёр физик загвар ба харгалзах эквивалент хэлхээ:
Энд Y0 нь KPI утга, j нь төсөөлж буй тоо буюу (-1)1/2, ω өнцгийн давтамж, n нь нэгээс бага KPI чадлын индекс35.Цэнэг дамжуулах эсэргүүцлийн урвуу (өөрөөр хэлбэл 1/Rct) нь зэврэлтийн хурдтай тохирч байна.Rct бага байх тусам зэврэлт ихсэх болно27.14 хоногийн инкубацийн дараа Pseudomonas aeruginosa-ийн Rct дээж 32 кОм см2 болсон нь биологийн бус дээжийн 489 кОм см2-аас хамаагүй бага байна (Хүснэгт 4).
Зураг 5-д үзүүлсэн CLSM зураг болон SEM зураг нь HDSS 2707 дээжийн гадаргуу дээрх био хальсан бүрхүүл 7 хоногийн дараа нягт байгааг тодорхой харуулж байна.Гэсэн хэдий ч 14 хоногийн дараа био хальсны бүрхүүл муудаж, зарим үхсэн эсүүд гарч ирэв.Хүснэгт 5-д P. aeruginosa-д 7 ба 14 хоногийн турш өртсөний дараах 2707 HDSS дээж дээрх био хальсны зузааныг харуулав.Био хальсны хамгийн их зузаан нь 7 хоногийн дараа 23.4 мкм байсан бол 14 хоногийн дараа 18.9 мкм болж өөрчлөгдсөн.Био хальсны дундаж зузаан нь мөн энэ хандлагыг баталгаажуулсан.Энэ нь 7 хоногийн дараа 22.2 ± 0.7 μм-ээс 14 хоногийн дараа 17.8 ± 1.0 μм болж буурсан.
(a) 3-D CLSM зураг 7 хоног, (б) 3-D CLSM зураг 14 хоног, (в) SEM зураг 7 хоног, (г) SEM зураг 14 хоног.
EMF нь P. aeruginosa-д 14 хоногийн турш өртсөн дээжинд био хальс, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнд химийн элементүүд илэрсэн.Зураг дээр.Зураг 6-аас харахад био хальс ба зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнд агуулагдах C, N, O, P-ийн агууламж нь цэвэр металлаас хамаагүй өндөр байдаг, учир нь эдгээр элементүүд нь био хальс ба тэдгээрийн метаболитуудтай холбоотой байдаг.Микробуудад зөвхөн бага хэмжээний хром, төмөр хэрэгтэй.Дээжний гадаргуу дээрх био хальс болон зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн дэх Cr, Fe-ийн өндөр түвшин нь металл матриц зэврэлтээс болж элементээ алдсаныг харуулж байна.
14 хоногийн дараа 2216E орчинд P.aeruginosa-тай болон байхгүй нүхнүүд ажиглагдсан.Инкубацийн өмнө дээжийн гадаргуу нь гөлгөр, согоггүй байсан (Зураг 7а).Био хальс болон зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнийг инкубаци хийж, зайлуулсны дараа дээжийн гадаргуу дээрх хамгийн гүн нүхийг CLSM ашиглан 7b ба в-р зурагт үзүүлсний дагуу шалгасан.Биологийн бус хяналтын хэсгүүдийн гадаргуу дээр илт нүхжилт илрээгүй (хамгийн их нүхжилтийн гүн 0.02 μм).P. aeruginosa-ийн үүсгэсэн нүхний хамгийн их гүн нь 3 дээжээс авсан нүхний дундаж гүнд тулгуурлан 7 хоногт 0.52 μм, 14 хоногт 0.69 μм байна (дээж тус бүрээр хамгийн их нүхний 10 гүнийг сонгосон).0.42 ± 0.12 μм ба 0.52 ± 0.15 μм-ийн амжилт (Хүснэгт 5).Эдгээр нүхний гүний утгууд нь бага боловч чухал юм.
(a) өртөхөөс өмнө, (б) абиотик орчинд 14 хоног, (в) Pseudomonas aeruginosa шөлөнд 14 хоног.
Зураг дээр.Хүснэгт 8-д янз бүрийн дээжийн гадаргуугийн XPS спектрийг харуулсан бөгөөд гадаргуу тус бүрээр шинжилсэн химийн найрлагыг Хүснэгт 6-д нэгтгэн үзүүлэв. Хүснэгт 6-д P. aeruginosa (А, В дээж) байгаа үед Fe ба Cr-ийн атомын хувь хэмжээ нь биологийн бус хяналтаас хамаагүй бага байсан.(C ба D дээж).P. aeruginosa дээжийн хувьд Cr 2p цөмийн түвшний спектрийн муруй нь 574.4, 576.6, 578.3 ба 586.8 eV-ийн холболтын энергитэй (BE) дөрвөн оргил бүрэлдэхүүнд суурилагдсан бөгөөд үүнийг Cr, Cr2O3, CrO3.ба Cr(OH)3 тус тус (Зураг 9a ба b).Биологийн бус дээжийн хувьд үндсэн Cr 2p түвшний спектр нь Зураг дээр Cr (BE хувьд 573.80 эВ) ба Cr2O3 (BE хувьд 575.90 эВ) хоёр үндсэн оргилыг агуулна.9c ба d тус тус.Абиотик дээж болон P. aeruginosa дээжийн хоорондох хамгийн гайхалтай ялгаа нь био хальсан дор Cr6+, харьцангуй өндөр Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) байгаа явдал байв.
Хоёр хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл дэх дээж 2707 HDSS-ийн гадаргуугийн өргөн XPS спектр нь 7 ба 14 хоног байна.
(a) P. aeruginosa-тай 7 хоног, (б) P. aeruginosa-д 14 хоног, (в) абиотик орчинд 7 хоног, (г) абиотик орчинд 14 хоног.
HDSS нь ихэнх орчинд зэврэлтээс хамгаалах өндөр түвшинг харуулдаг.Ким нар 2 HDSS UNS S32707 нь PREN нь 45-аас дээш өндөр хайлштай DSS гэж тодорхойлогдсон гэж мэдээлсэн. Энэ ажилд HDSS 2707 дээжийн PREN утга нь 49. Энэ нь хромын агууламж өндөр, хүчиллэг орчинд ашигтай молибден, никелийн агууламж өндөртэй холбоотой юм.болон хлоридын агууламж өндөртэй орчин.Үүнээс гадна, сайн тэнцвэртэй найрлага, согоггүй бичил бүтэц нь бүтцийн тогтвортой байдал, зэврэлтээс хамгаалахад ашигтай байдаг.Гэсэн хэдий ч химийн маш сайн тэсвэртэй хэдий ч энэ 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 зэврэлт нь биологийн бус орчинтой харьцуулахад 14 хоногийн дараа мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн байна.Зураг 2а-д эхний 24 цагийн дотор абиотик орчинд болон P. aeruginosa шөлөнд аль алинд нь Eocp буурсан нь ажиглагдсан.Үүний дараа био хальс нь дээжийн гадаргууг бүрэн бүрхэж, Eocp харьцангуй тогтвортой болдог36.Гэсэн хэдий ч биологийн Eocp түвшин нь биологийн бус Eocp түвшингээс хамаагүй өндөр байв.Энэ ялгаа нь P. aeruginosa био хальс үүсэхтэй холбоотой гэж үзэх үндэслэл бий.Зураг дээр.2d-д P. aeruginosa байгаа үед icorr 2707 HDSS-ийн утга 0.627 μA см-2 хүрсэн нь абиотик хяналтын (0.063 μA см-2) хэмжээнээс өндөр дараалал бөгөөд EIS-ээр хэмжсэн Rct утгатай тохирч байна.Эхний хэдэн өдөр P. aeruginosa-ийн шөл дэх эсэргүүцлийн утга нь P. aeruginosa эсийг хавсаргаж, био хальс үүссэний улмаас нэмэгдсэн.Гэсэн хэдий ч био хальс нь дээжийн гадаргууг бүрэн бүрхэхэд эсэргүүцэл буурдаг.Хамгаалалтын давхарга нь үндсэндээ био хальс, биофилмийн метаболит үүсэхтэй холбоотой халдлагад өртдөг.Үүний үр дүнд зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь цаг хугацааны явцад буурч, P. aeruginosa-ийн хавсралт нь орон нутгийн зэврэлтийг үүсгэсэн.Абиотик орчны чиг хандлага өөр байсан.Биологийн бус хяналтын зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь P. aeruginosa шөлөнд өртсөн дээжийн харгалзах утгаас хамаагүй өндөр байв.Түүнчлэн абиотик элсэлтийн хувьд Rct 2707 HDSS-ийн утга 14 дэх өдөр 489 кОм см2-д хүрсэн нь P. aeruginosa байгаа үед Rct утгаас (32 кОм см2) 15 дахин их байна.Тиймээс 2707 HDSS нь ариутгасан орчинд маш сайн зэврэлтэнд тэсвэртэй боловч P. aeruginosa био хальснаас үүссэн MIC-д тэсвэртэй байдаггүй.
Эдгээр үр дүнг Зураг дээрх туйлшралын муруйгаас харж болно.2б.Анод салаалсан байдал нь Pseudomonas aeruginosa био хальс үүсэх, металлын исэлдэлтийн урвалтай холбоотой байдаг.Энэ тохиолдолд катодын урвал нь хүчилтөрөгчийн бууралт юм.P. aeruginosa байгаа нь зэврэлтээс хамгаалах гүйдлийн нягтыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, абиотик хяналттай харьцуулахад харьцангуй өндөр байв.Энэ нь P. aeruginosa био хальс нь 2707 HDSS-ийн орон нутгийн зэврэлтийг сайжруулж байгааг харуулж байна.Yuan нар 29 Cu-Ni 70/30 хайлшийн зэврэлтээс үүсэх гүйдлийн нягт нь P. aeruginosa био хальсны нөлөөгөөр ихэссэн болохыг тогтоожээ.Энэ нь Pseudomonas aeruginosa био хальсаар хүчилтөрөгчийг бууруулах биокатализтай холбоотой байж болох юм.Энэхүү ажиглалт нь энэ ажилд MIC 2707 HDSS-ийг тайлбарлаж болно.Мөн аэробикийн био хальсан дор хүчилтөрөгч бага байж болно.Тиймээс метал гадаргууг хүчилтөрөгчөөр дахин идэвхгүйжүүлэхээс татгалзсан нь энэ ажилд MIC-д хувь нэмэр оруулах хүчин зүйл байж болно.
Дикинсон нар.Химийн болон цахилгаан химийн урвалын хурд нь дээжийн гадаргуу дээрх суумал нянгийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаа, зэврэлтээс үүдэлтэй бүтээгдэхүүний шинж чанараас шууд нөлөөлж болохыг санал болгосон.Зураг 5, Хүснэгт 5-д үзүүлснээр 14 хоногийн дараа эсийн тоо болон био хальсны зузаан буурсан байна.Үүнийг 14 хоногийн дараа 2707 HDSS матрицаас 2216E орчинд шим тэжээлийн хомсдол, хорт металлын ион ялгарснаас болж 2707 HDSS-ийн гадаргуу дээрх суумал эсүүдийн ихэнх нь үхсэнтэй холбон тайлбарлаж болно.Энэ нь багц туршилтын хязгаарлалт юм.
Энэ ажилд P. aeruginosa био хальс нь 2707 HDSS-ийн гадаргуу дээрх био хальсан доорх Cr ба Fe-ийн орон нутгийн хомсдолд хувь нэмэр оруулсан (Зураг 6).Хүснэгт 6-д D дээж дэх Fe ба Cr-ийн хэмжээ С дээжтэй харьцуулахад багассан байгааг харуулсан нь P. aeruginosa био хальснаас үүссэн ууссан Fe болон Cr эхний 7 хоногт хадгалагдсаныг харуулж байна.2216E орчинг далайн орчныг дуурайхад ашигладаг.Энэ нь 17700 ppm Cl- агуулдаг бөгөөд энэ нь байгалийн далайн усанд агуулагдах агууламжтай адил юм.17700 ppm Cl- байгаа нь XPS-ээр шинжлэгдсэн 7 ба 14 хоногийн абиотик дээжинд Cr буурах гол шалтгаан болсон.P. aeruginosa дээжтэй харьцуулахад абиотик нөхцөлд 2707 HDSS нь хлорыг хүчтэй эсэргүүцдэг тул абиотик дээж дэх Cr-ийн уусалт хамаагүй бага байсан.Зураг дээр.9-д идэвхгүйжүүлэх хальсанд Cr6+ байгааг харуулж байна.Энэ нь Чен, Клейтон нарын санал болгосноор P. aeruginosa био хальсаар ган гадаргуугаас хромыг арилгахад оролцож болно.
Бактерийн өсөлтийн улмаас тариалахын өмнө болон дараа нь орчны рН-ийн утга 7.4 ба 8.2 байна.Тиймээс P. aeruginosa био хальсны доор органик хүчлийн зэврэлт нь задгай орчинд харьцангуй өндөр рН байдаг тул энэ ажилд хувь нэмэр оруулах боломжгүй юм.Туршилтын 14 хоногийн хугацаанд биологийн бус хяналтын орчны рН мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөөгүй (эхний 7.4-өөс эцсийн 7.5 хүртэл).Инкубацийн дараа үрийн орчинд рН нэмэгдсэн нь P. aeruginosa-ийн бодисын солилцооны үйл ажиллагаанаас шалтгаалсан бөгөөд туршилтын тууз байхгүй үед рН-д ижил нөлөө үзүүлдэг болохыг тогтоожээ.
Зураг 7-д үзүүлснээр P. aeruginosa био хальснаас үүссэн нүхний хамгийн их гүн нь 0.69 μм байсан нь абиотик орчны (0.02 μm) хэмжээнээс хамаагүй их байна.Энэ нь дээр дурдсан цахилгаан химийн өгөгдөлтэй нийцэж байна.Нүхний гүн 0.69 μм нь ижил нөхцөлд 2205 DSS-ийн мэдээлсэн 9.5 μм-ээс арав дахин бага байна.Эдгээр өгөгдөл нь 2707 HDSS нь 2205 DSS-ээс илүү MIC-д илүү сайн тэсвэртэй болохыг харуулж байна.2707 HDSS нь Cr-ийн түвшин өндөр байдаг тул P. aeruginosa-г удаан идэвхгүйжүүлэх, идэвхгүйжүүлэхэд илүү төвөгтэй, хоёрдогч хур тунадасгүй тэнцвэртэй фазын бүтэцтэй тул нүхжилт үүсгэдэг тул энэ нь гайхах зүйл биш юм.
Дүгнэж хэлэхэд P. aeruginosa шөл дэх 2707 HDSS-ийн гадаргуу дээр абиотик орчинд ач холбогдол багатай нүхтэй харьцуулахад MIC нүхнүүд илэрсэн.Энэхүү ажил нь 2707 HDSS нь 2205 DSS-ээс илүү MIC-д тэсвэртэй болохыг харуулж байгаа боловч P. aeruginosa биофилмээс болж MIC-ээс бүрэн дархлаагүй байна.Эдгээр үр дүн нь далайн орчинд тохирох зэвэрдэггүй ган, дундаж наслалтыг сонгоход тусалдаг.
БНХАУ-ын Шэньян дахь Зүүн хойд их сургуулийн (NEU) Төмөрлөгийн сургуулиас 2707 HDSS-ийн купон.NEU-ийн материалын шинжилгээ, туршилтын хэлтэст дүн шинжилгээ хийсэн 2707 HDSS-ийн элементийн найрлагыг 1-р хүснэгтэд үзүүлэв.Бүх дээжийг хатуу уусмалд зориулж 1180 ° C-т 1 цагийн турш боловсруулсан.Зэврэлтийг туршихын өмнө зоос хэлбэртэй 2707 HDSS-ийн дээд задгай талбай нь 1 см2-ыг 2000 ширхэг хүртэл силикон карбид зүлгүүрээр өнгөлж, дараа нь 0.05 мкм Al2O3 нунтаг зутангаар өнгөлсөн.Хажуугийн болон ёроолыг идэвхгүй будгаар хамгаална.Хатаасны дараа дээжийг ариутгасан ионгүйжүүлсэн усаар угааж, 75% (v/v) этанолоор 0.5 цагийн турш ариутгана.Дараа нь тэдгээрийг хэрэглэхээс өмнө 0.5 цагийн турш хэт ягаан туяаны дор хатаана.
Далайн Pseudomonas aeruginosa омог MCCC 1A00099-ийг БНХАУ-ын Шиамэнь далайн соёл цуглуулах төвөөс (MCCC) худалдаж авсан.Pseudomonas aeruginosa-г аэробикийн нөхцөлд 37°С температурт 250 мл колбонд, 500 мл-ийн шилэн цахилгаан химийн эсэд Marine 2216E шингэн орчин (Циндао Хоп Биотехнологи ХХК, Чиндао, Хятад) ашиглан ургуулсан.Дунд зэргийн найрлагад (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, 0.08, SrB0302, Na2002, SrB0302. , 0016 6NH26NH3, 3.0016 NH3 5.0 пептон, 1.0 мөөгөнцрийн ханд, 0.1 төмрийн цитрат.Тариалахаас өмнө 20 минутын турш 121°С-т автоклавт хийнэ.400 дахин томруулж гэрлийн микроскопоор гемоцитометрээр суумал болон планктон эсийг тоолно.Тарилгын дараа шууд планктоник Pseudomonas aeruginosa-ийн анхны концентраци ойролцоогоор 106 эс/мл байв.
Электрохимийн туршилтыг 500 мл-ийн дундаж эзэлхүүнтэй сонгодог гурван электродын шилэн эсэд хийсэн.Цагаан алтны хуудас ба ханасан каломель электрод (SAE) нь давсны гүүрээр дүүрсэн Луггины хялгасан судсаар дамжуулан реакторт холбогдсон бөгөөд энэ нь тоолуур болон лавлагаа электродын үүрэг гүйцэтгэдэг.Ажлын электрод үйлдвэрлэхийн тулд дээж бүрт резинэн зэс утсыг холбож, эпокси давирхайгаар хучиж, нэг талдаа ажлын электродын хамгаалалтгүй 1 см2 талбайг үлдээсэн.Цахилгаан химийн хэмжилтийн үед дээжийг 2216E орчинд хийж, тогтмол инкубацийн температурт (37 ° C) усан ваннд хадгалсан.OCP, LPR, EIS болон боломжит динамик туйлшралын өгөгдлийг Autolab потенциостат (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., АНУ) ашиглан хэмжсэн.LPR туршилтыг Eocp-тэй -5-аас 5 мВ-ын мужид 0.125 мВ с-1 скан хурдтай, 1 Гц-ийн дээж авах хурдаар бүртгэсэн.EIS-ийг 0.01-ээс 10,000 Гц давтамжийн мужид синус долгионоор Eocp тогтворжсон төлөвт 5 мВ хүчдэл ашиглан гүйцэтгэсэн.Боломжит шүүрдэхээс өмнө электродууд зэврэлтээс хамгаалах чадварын тогтвортой утгад хүрэх хүртэл сул зогсолтын горимд байсан.Дараа нь туйлшралын муруйг 0.166 мВ/с скан хурдтайгаар Eocp-ийн функцээр -0.2-оос 1.5 В хүртэл хэмжсэн.Туршилт бүрийг P. aeruginosa-тай болон байхгүй 3 удаа давтан хийсэн.
Металлографийн шинжилгээнд зориулсан дээжийг нойтон 2000 нунтаг SiC цаасаар механик аргаар өнгөлж, дараа нь оптик ажиглалт хийхийн тулд 0.05 μm Al2O3 нунтаг суспензээр өнгөлсөн.Металлографийн шинжилгээг оптик микроскоп ашиглан хийсэн.Дээжийг калийн гидроксидын 43-ийн 10% -ийн уусмалаар сийлсэн.
Инкубацийн дараа дээжийг фосфатын буфержүүлсэн давсны уусмалаар (PBS) (рН 7.4 ± 0.2) 3 удаа угааж, дараа нь 2.5% (v/v) глутаральдегидээр 10 цагийн турш биологийн хальсыг бэхэлсэн.Дараа нь агаарт хатаахын өмнө хэсэгчилсэн этилийн спиртээр усгүйжүүлсэн (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 100% эзэлхүүн).Эцэст нь алтны хальсыг дээжийн гадаргуу дээр байрлуулж, SEM ажиглалтын дамжуулалтыг хангана.SEM зураг нь дээж бүрийн гадаргуу дээр хамгийн суумал P. aeruginosa эсүүд бүхий толбо дээр төвлөрсөн.Химийн элементүүдийг олохын тулд EDS шинжилгээ хийнэ.Нүхний гүнийг хэмжихэд Zeiss конфокал лазер сканнерийн микроскоп (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Герман) ашигласан.Био хальсан доорх зэврэлтээс үүссэн нүхийг ажиглахын тулд туршилтын дээжийг эхлээд Хятадын үндэсний стандарт (CNS) GB/T4334.4-2000 стандартын дагуу цэвэрлэж, туршилтын дээжийн гадаргуугаас зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн болон био хальсыг цэвэрлэв.
Рентген фотоэлектрон спектроскопи (XPS, ESCALAB250 гадаргуугийн шинжилгээний систем, Thermo VG, АНУ) шинжилгээг монохромат рентген үүсгүүр (1500 эВ эрчим хүч, 150 Вт чадалтай Хөнгөн цагаан Kα шугам) -1350 eV-ийн стандарт нөхцөлд өргөн хүрээний 0 холболтын энергийг ашиглан хийсэн.Өндөр нарийвчлалтай спектрийг 50 эВ-ийн дамжуулах энерги, 0.2 эВ-ийн алхам ашиглан бүртгэсэн.
Өсгөвөрлөсөн дээжийг авч, PBS (рН 7.4 ± 0.2) -аар 15 секундын турш зөөлөн угаана.Дээж дээрх био хальсны бактерийн амьдрах чадварыг ажиглахын тулд био хальсыг LIVE/DEAD BacLight бактерийн амьдрах чадварын хэрэгсэл (Invitrogen, Eugene, OR, USA) ашиглан будсан.Иж бүрдэл нь SYTO-9 ногоон флюресцент будаг ба пропидиум иодид (PI) улаан флюресцент будаг гэсэн хоёр флюресцент будаг агуулсан.CLSM-д флюресцент ногоон ба улаан цэгүүд нь амьд ба үхсэн эсүүдийг тус тус төлөөлдөг.Будахын тулд 3 мкл SYTO-9 ба 3 мкл PI уусмал агуулсан 1 мл хольцыг тасалгааны температурт (23 ° C) харанхуйд 20 минутын турш өсгөвөрлөнө.Дараа нь будагдсан дээжийг Nikon CLSM аппарат (C2 Plus, Nikon, Япон) ашиглан хоёр долгионы уртад (амьд эсийн хувьд 488 нм, үхсэн эсийн хувьд 559 нм) шалгасан.Био хальсны зузааныг 3D скан хийх горимд хэмжсэн.
Энэ өгүүллийг хэрхэн иш татах вэ: Li, H. et al.Pseudomonas aeruginosa далайн био хальсаар хийсэн 2707 супер дуплекс зэвэрдэггүй гангийн бичил биетний зэврэлт.шинжлэх ухаан.6, 20190. doi: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфатын дэргэд хлоридын уусмал дахь LDX 2101 дуплекс зэвэрдэггүй гангийн зэврэлтээс үүссэн хагарал. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфатын дэргэд хлоридын уусмал дахь LDX 2101 дуплекс зэвэрдэггүй гангийн зэврэлтээс үүссэн хагарал. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворах хлоридов в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфатын дэргэд хлоридын уусмал дахь дуплекс зэвэрдэггүй ган LDX 2101-ийн стресс зэврэлтээс үүссэн хагарал. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相不锈钢在硫代硫酸盐存在下氯化物在下氯化物在下氯化物溗裂。 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. LDX 2101 双相зэвэрдэггүй ган在福代сульфат分下下南性性生于中图僅僅 Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Коррозионное растрескивание под напряжением дуплексной нержавеющей стали LDX 2101 в растворе хлорид в присутствии тиосульфата. Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Тиосульфатын дэргэд хлоридын уусмал дахь дуплекс зэвэрдэггүй ган LDX 2101-ийн стресс зэврэлтээс үүссэн хагарал.coros Science 80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Уусмалын дулааны боловсруулалт ба хамгаалалтын хий дэх азотын гипер дуплекс зэвэрдэггүй ган гагнуурын зэврэлтээс хамгаалах эсэргүүцэлд үзүүлэх нөлөө. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS Уусмалын дулааны боловсруулалт ба хамгаалалтын хий дэх азотын гипер дуплекс зэвэрдэггүй ган гагнуурын зэврэлтээс хамгаалах эсэргүүцэлд үзүүлэх нөлөө.Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS and Park, YS Hyperduplex зэвэрдэггүй ган гагнуурын хонхорцог зэврэлтээс хамгаалах хамгаалалтын хий дэх уусмалын дулааны боловсруулалт ба азотын нөлөө. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YS. Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS & Park, YSKim, ST, Jang, SH, Lee, IS and Park, YS Уусмалын дулааны боловсруулалт ба хамгаалалтын хий дэх азотын супер дуплекс зэвэрдэггүй ган гагнуурын зэврэлтээс хамгаалахад үзүүлэх нөлөө.корос.шинжлэх ухаан.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L зэвэрдэггүй гангийн бичил биетний болон цахилгаан химийн аргаар үүссэн нүхжилтийн химийн харьцуулсан судалгаа. Shi, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 316L зэвэрдэггүй гангийн бичил биетний болон цахилгаан химийн аргаар үүссэн нүхжилтийн химийн харьцуулсан судалгаа.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. and Lewandowski, Z. 316L зэвэрдэггүй гангийн микробиологийн болон цахилгаан химийн нүхжилтийн химийн харьцуулсан судалгаа. Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, Z. 微生物和电化学诱导的316L 不锈钢点蚀的化学比较砂砂 Ши, X., Avci, R., Geiser, M. & Lewandowski, З.Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. and Lewandowski, Z. 316L зэвэрдэггүй ган дахь микробиологийн болон цахилгаан химийн аргаар үүссэн нүхжилтийн харьцуулсан химийн судалгаа.корос.шинжлэх ухаан.45, 2577–2595 (2003).
Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Хлоридын дэргэд өөр өөр рН бүхий шүлтлэг уусмал дахь 2205 дуплекс зэвэрдэггүй гангийн электрохимийн үйлдэл. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. Хлоридын дэргэд өөр өөр рН бүхий шүлтлэг уусмал дахь 2205 дуплекс зэвэрдэггүй гангийн электрохимийн үйлдэл.Luo H., Dong KF, Lee HG болон Xiao K. Хлоридын дэргэд өөр өөр рН-тай шүлтлэг уусмал дахь давхар зэвэрдэггүй ган 2205-ийн цахилгаан химийн үйлдэл. Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 双相不锈钢在氯化物存在下不同pH 碱性溶液中的甀唀国 Luo, H., Dong, CF, Li, XG & Xiao, K. 2205 Шүлтлэг уусмал дахь өөр өөр рН-д хлорид агуулагдах 双相зэвэрдэггүй гангийн электрохимийн үйлдэл.Luo H., Dong KF, Lee HG болон Xiao K. Хлоридын дэргэд өөр өөр рН-тай шүлтлэг уусмал дахь давхар зэвэрдэггүй ган 2205-ийн цахилгаан химийн үйлдэл.Электрохим.Сэтгүүл.64, 211–220 (2012).
Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI. Далайн био хальсны зэврэлтэнд үзүүлэх нөлөө: Товч тойм. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI. Далайн био хальсны зэврэлтэнд үзүүлэх нөлөө: Товч тойм.Little, BJ, Lee, JS and Ray, RI нар далайн биофильмийн зэврэлтэнд үзүүлэх нөлөө: Товч тойм. Little, BJ, Lee, JS & Ray, RI 海洋生物膜对腐蚀的影响：简明综述。 Бяцхан, BJ, Lee, JS & Ray, RILittle, BJ, Lee, JS and Ray, RI нар далайн биофильмийн зэврэлтэнд үзүүлэх нөлөө: Товч тойм.Электрохим.Сэтгүүл.54, 2-7 (2008).