Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ සීමිත CSS සහායක් සහිත බ්‍රව්සර් අනුවාදයක් භාවිතා කරයි. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, යාවත්කාලීන කළ බ්‍රව්සරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රීය කරන්න). ඊට අමතරව, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි විලාස සහ JavaScript නොමැතිව අඩවිය පෙන්වමු.
මෑතකදී, කෘතිම ජල නැනෝ ව්‍යුහයන් (EWNS) භාවිතා කරමින් නැනෝ තාක්‍ෂණය මත පදනම් වූ රසායනික-නිදහස් ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී වේදිකාවක් සංවර්ධනය කර ඇත. EWNS වලට ඉහළ මතුපිට ආරෝපණයක් ඇති අතර ආහාර මගින් බෝවන රෝග කාරක ඇතුළු ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් ගණනාවක් සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කර අක්‍රිය කළ හැකි ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) වලින් පොහොසත් වේ. සංස්ලේෂණය අතරතුර ඒවායේ ගුණාංග සියුම්ව සකස් කර ඒවායේ ප්‍රතිබැක්ටීරීය විභවය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ප්‍රශස්තිකරණය කළ හැකි බව මෙහිදී පෙන්වා දී ඇත. EWNS රසායනාගාර වේදිකාව නිර්මාණය කර ඇත්තේ සංස්ලේෂණ පරාමිතීන් වෙනස් කිරීමෙන් EWNS හි ගුණාංග සියුම්ව සකස් කිරීම සඳහා ය. EWNS ගුණාංග (ආරෝපණය, ප්‍රමාණය සහ ROS අන්තර්ගතය) ගුනාංගීකරනය නවීන විශ්ලේෂණාත්මක ක්‍රම භාවිතයෙන් සිදු කරන ලදී. ඊට අමතරව, Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocua, Mycobacterium para fortitum සහ Saccharomyces cerevisiae වැනි ආහාර ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් කාබනික මිදි තක්කාලි මතුපිටට එන්නත් කරන ලද්දේ ඒවායේ ක්ෂුද්‍ර ජීවී අක්‍රිය කිරීමේ විභවය තක්සේරු කිරීම සඳහා ය. මෙහි ඉදිරිපත් කර ඇති ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කරන්නේ සංස්ලේෂණය අතරතුර EWNS හි ගුණාංග සියුම්ව සකස් කළ හැකි බවත්, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස අක්‍රිය කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයේ ඝාතීය වැඩි වීමක් ඇති වන බවත්ය. විශේෂයෙන්, මතුපිට ආරෝපණය හතර ගුණයකින් වැඩි වූ අතර ROS අන්තර්ගතය වැඩි විය. ක්ෂුද්‍රජීවී ඉවත් කිරීමේ අනුපාතය ක්ෂුද්‍රජීවී මත රඳා පවතින අතර 40,000 #/cm3 EWNS වායුසෝල මාත්‍රාවකට මිනිත්තු 45 ක් නිරාවරණය වීමෙන් පසු ලොග් 1.0 සිට 3.8 දක්වා පරාසයක පැවතුනි.
ක්ෂුද්‍ර ජීවී දූෂණය යනු රෝග කාරක හෝ ඒවායේ විෂ ද්‍රව්‍ය ශරීරගත වීම නිසා ඇතිවන ආහාර මගින් බෝවන රෝග සඳහා ප්‍රධාන හේතුවයි. එක්සත් ජනපදයේ පමණක් සෑම වසරකම රෝග මිලියන 76 ක් පමණ, රෝහල්ගත කිරීම් 325,000 ක් සහ මරණ 5,000 ක් සඳහා ආහාර මගින් බෝවන රෝග හේතු වේ. ඊට අමතරව, එක්සත් ජනපද කෘෂිකර්ම දෙපාර්තමේන්තුව (USDA) ඇස්තමේන්තු කරන්නේ නැවුම් නිෂ්පාදන පරිභෝජනය වැඩිවීම එක්සත් ජනපදයේ වාර්තා වන සියලුම ආහාර මගින් බෝවන රෝගවලින් සියයට 48 කට වගකිව යුතු බවයි2. එක්සත් ජනපදයේ ආහාර මගින් බෝවන රෝග කාරක වලින් සිදුවන රෝග සහ මරණ සඳහා වන පිරිවැය ඉතා ඉහළ බව රෝග පාලන හා වැළැක්වීමේ මධ්‍යස්ථාන (CDC) විසින් වසරකට ඇමරිකානු ඩොලර් බිලියන 15.6 කට වඩා වැඩි බව ඇස්තමේන්තු කර ඇත3.
වර්තමානයේදී, ආහාර සුරක්ෂිතතාව සහතික කිරීම සඳහා රසායනික4, විකිරණ5 සහ තාප6 ක්ෂුද්‍ර ජීවී මැදිහත්වීම් ප්‍රධාන වශයෙන් ක්‍රියාත්මක කරනු ලබන්නේ නිෂ්පාදන දාමයේ සීමිත තීරණාත්මක පාලන ස්ථානවල (CCPs) (සාමාන්‍යයෙන් අස්වැන්න නෙලීමෙන් පසු සහ/හෝ ඇසුරුම් කිරීමේදී) නැවුම් නිෂ්පාදන හරස් දූෂණයට ලක්වන ආකාරයෙන් අඛණ්ඩව ක්‍රියාත්මක කිරීමට වඩා 7. ආහාර මගින් බෝවන රෝග සහ ආහාර නරක් වීම වඩා හොඳින් පාලනය කිරීම සඳහා ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී මැදිහත්වීම් අවශ්‍ය වන අතර ගොවිපලෙන් මේසයට අඛණ්ඩව යෙදීමේ හැකියාව ඇත. අඩු බලපෑම සහ පිරිවැය.
කෘත්‍රිම ජල නැනෝ ව්‍යුහයන් (EWNS) භාවිතයෙන් මතුපිට සහ වාතයේ බැක්ටීරියා අක්‍රිය කිරීම සඳහා නැනෝ තාක්‍ෂණය මත පදනම් වූ රසායනික-නිදහස් ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී වේදිකාවක් මෑතකදී සංවර්ධනය කර ඇත. EVNS සංස්ලේෂණය සඳහා, සමාන්තර ක්‍රියාවලීන් දෙකක් භාවිතා කරන ලදී: විද්‍යුත් ඉසින සහ ජල අයනීකරණය (රූපය 1a). EWNS වලට අද්විතීය භෞතික හා ජීව විද්‍යාත්මක ගුණාංග සමූහයක් ඇති බව මීට පෙර පෙන්වා දී ඇත8,9,10. EWNS වල ව්‍යුහයකට සාමාන්‍යයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන 10 ක් සහ සාමාන්‍ය නැනෝමීටර ප්‍රමාණය 25 nm (රූපය 1b,c)8,9,10 ඇත. ඊට අමතරව, ඉලෙක්ට්‍රෝන භ්‍රමණ අනුනාදය (ESR) පෙන්නුම් කළේ EWNS වල ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) විශාල ප්‍රමාණයක්, ප්‍රධාන වශයෙන් හයිඩ්‍රොක්සයිල් (OH•) සහ සුපර් ඔක්සයිඩ් (O2-) රැඩිකලුන් (රූපය 1c) 8 අඩංගු බවයි. EWNS දිගු කාලයක් වාතයේ පැවති අතර වාතයේ අත්හිටුවන ලද ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් සමඟ ගැටී මතුපිට මත රැඳී සිටිය හැකි අතර, ඒවායේ ROS බර ලබා දෙන අතර ක්ෂුද්‍ර ජීවී අක්‍රියතාවයට හේතු වේ (රූපය 1d). මෙම පෙර අධ්‍යයනයන් මගින් පෙන්වා දී ඇත්තේ EWNS හට පෘෂ්ඨ මත සහ වාතය තුළ මයිකොබැක්ටීරියා ඇතුළු මහජන සෞඛ්‍ය වැදගත්කමක් ඇති විවිධ ග්‍රෑම්-ඍණ සහ ග්‍රෑම්-ධනාත්මක බැක්ටීරියා සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කර අක්‍රිය කළ හැකි බවයි8,9. සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය මගින් පෙන්නුම් කළේ අක්‍රිය වීම සෛල පටලයේ බාධාවක් නිසා සිදු වූ බවයි. ඊට අමතරව, උග්‍ර ආශ්වාස අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ EWNS හි ඉහළ මාත්‍රා පෙනහළු හානි හෝ දැවිල්ල ඇති නොකරන බවයි8.
(අ) කේශනාලිකා අඩංගු ද්‍රවයක් සහ ප්‍රති ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් අතර අධි වෝල්ටීයතාවයක් යොදන විට විද්‍යුත් ඉසිනය සිදු වේ. (ආ) අධි වෝල්ටීයතාවයේ යෙදීමෙන් වෙනස් සංසිද්ධි දෙකක් ඇති වේ: (i) ජලය විද්‍යුත් ඉසීම සහ (ii) EWNS තුළ සිරවී ඇති ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (අයන) ජනනය කිරීම. (ඇ) EWNS හි අද්විතීය ව්‍යුහය. (ඈ) EWNS ඒවායේ නැනෝ පරිමාණ ස්වභාවය නිසා ඉතා ජංගම වන අතර වාතයේ රෝග කාරක සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කළ හැකිය.
නැවුම් ආහාර මතුපිට ආහාර මගින් බෝවන ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් අක්‍රිය කිරීමට EWNS ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී වේදිකාවේ හැකියාව ද මෑතකදී පෙන්නුම් කර ඇත. ඉලක්කගත බෙදාහැරීම සඳහා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් සමඟ ඒකාබද්ධව EWNS මතුපිට ආරෝපණය භාවිතා කළ හැකි බව ද පෙන්වා දී ඇත. වඩාත් වැදගත් දෙය නම්, E. coli සහ Listeria වැනි විවිධ ආහාර ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ට එරෙහිව කාබනික තක්කාලි ක්‍රියාකාරිත්වයේ ආසන්න වශයෙන් 1.4 ලොග් අඩු කිරීමේ පොරොන්දු වූ ආරම්භක ප්‍රතිඵලයක් EWNS වලට නිරාවරණය වීමෙන් මිනිත්තු 90 ක් ඇතුළත ආසන්න වශයෙන් 50,000#/cm311 සාන්ද්‍රණයකින් නිරීක්ෂණය විය. ඊට අමතරව, මූලික කාබනික ඇගයීම් පරීක්ෂණ මගින් පාලන තක්කාලි හා සසඳන විට කිසිදු කාබනික නොවන බලපෑමක් පෙන්නුම් කළේ නැත. මෙම ආරම්භක අක්‍රිය කිරීමේ ප්‍රතිඵල 50,000#/cc ඉතා අඩු EWNS මාත්‍රාවකින් පවා ආහාර ආරක්ෂාව පොරොන්දු වුවද. බලන්න, ආසාදනය හා නරක් වීමේ අවදානම තවදුරටත් අඩු කිරීම සඳහා ඉහළ අක්‍රිය කිරීමේ විභවයක් වඩාත් ප්‍රයෝජනවත් වනු ඇති බව පැහැදිලිය.
මෙහිදී, සංස්ලේෂණ පරාමිතීන් සියුම් ලෙස සකස් කිරීම සහ EWNS වල ප්‍රතිබැක්ටීරීය විභවය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඒවායේ භෞතික රසායනික ගුණාංග ප්‍රශස්ත කිරීම සඳහා EWNS උත්පාදන වේදිකාවක් සංවර්ධනය කිරීම කෙරෙහි අපගේ පර්යේෂණ අවධානය යොමු කරමු. විශේෂයෙන්, ප්‍රශස්තිකරණය ඒවායේ මතුපිට ආරෝපණය (ඉලක්කගත බෙදාහැරීම වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා) සහ ROS අන්තර්ගතය (අක්‍රිය කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා) වැඩි කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කර ඇත. නවීන විශ්ලේෂණාත්මක ක්‍රම භාවිතා කරමින් සහ E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae සහ M. parafortuitum වැනි පොදු ආහාර ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් භාවිතා කරමින් ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලද භෞතික රසායනික ගුණාංග (ප්‍රමාණය, ආරෝපණය සහ ROS අන්තර්ගතය) සංලක්ෂිත කිරීම.
EVNS සංස්ලේෂණය කරන ලද්දේ එකවර විද්‍යුත් ඉසීම සහ ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් ජලය (18 MΩ cm–1) අයනීකරණය කිරීමෙනි. විද්‍යුත් පරමාණුකාරකය 12 සාමාන්‍යයෙන් පාලිත ප්‍රමාණයේ ද්‍රව සහ කෘතිම පොලිමර් සහ සෙරමික් අංශු 13 සහ තන්තු 14 පරමාණුකරණය කිරීමට භාවිතා කරයි.
පෙර ප්‍රකාශන 8, 9, 10, 11 හි විස්තර කර ඇති පරිදි, සාමාන්‍ය අත්හදා බැලීමකදී, ලෝහ කේශනාලිකා සහ භූගත කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් අතර අධි වෝල්ටීයතාවයක් යොදනු ලැබේ. මෙම ක්‍රියාවලිය අතරතුර, වෙනස් සංසිද්ධි දෙකක් සිදු වේ: 1) විද්‍යුත් ඉසිනය සහ 2) ජලය අයනීකරණය. ඉලෙක්ට්‍රෝඩ දෙක අතර ශක්තිමත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් ඝනීභවනය වූ ජලයේ මතුපිට සෘණ ආරෝපණ ගොඩනැගීමට හේතු වන අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ටේලර් කේතු සෑදේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, අධික ලෙස ආරෝපිත ජල බිඳිති සෑදී ඇති අතර, ඒවා රේලී න්‍යායට අනුව කුඩා අංශු වලට කැඩී යාම දිගටම කරගෙන යයි16. ඒ සමඟම, ශක්තිමත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් සමහර ජල අණු බෙදීමට සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉවත් කිරීමට (අයනීකරණය) හේතු වන අතර එමඟින් ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) විශාල ප්‍රමාණයක් ජනනය වේ17. එකවර ජනනය කරන ලද ROS18 පැකට් EWNS හි කැප්සියුල කර ඇත (රූපය 1c).
රූපයේ. 2a හි මෙම අධ්‍යයනයේ EWNS සංස්ලේෂණය සඳහා සංවර්ධනය කර භාවිතා කරන ලද EWNS උත්පාදන පද්ධතිය පෙන්වයි. සංවෘත බෝතලයක ගබඩා කර ඇති පිරිසිදු ජලය ටෙෆ්ලෝන් නලයක් (මි.මී. 2 ක අභ්‍යන්තර විෂ්කම්භයක්) හරහා 30G මල නොබැඳෙන වානේ ඉඳිකටුවකට (ලෝහ කේශනාලිකා) පෝෂණය කරන ලදී. රූපය 2b හි පෙන්වා ඇති පරිදි, ජල ප්‍රවාහය බෝතලය තුළ ඇති වායු පීඩනය මගින් පාලනය වේ. ඉඳිකටුව ටෙෆ්ලෝන් කොන්සෝලයකට සවි කර ඇති අතර එය කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩයෙන් යම් දුරකට අතින් සකස් කළ හැකිය. කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩය නියැදීම සඳහා මැද සිදුරක් සහිත ඔප දැමූ ඇලුමිනියම් තැටියකි. කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට පහළින් ඇලුමිනියම් නියැදි පුනීලයක් ඇති අතර එය නියැදි වරායක් හරහා පර්යේෂණාත්මක සැකසුමේ ඉතිරි කොටසට සම්බන්ධ කර ඇත (රූපය 2b). අංශු නියැදීම පිරිහීමට ලක් කළ හැකි ආරෝපණ ගොඩනැගීම වළක්වා ගැනීම සඳහා සියලුම නියැදි සංරචක විද්‍යුත් වශයෙන් පදනම් කර ඇත.
(අ) ඉංජිනේරු ජල නැනෝ ව්‍යුහ උත්පාදන පද්ධතිය (EWNS). (ආ) වඩාත්ම වැදගත් පරාමිතීන් පෙන්වන සාම්පල්කරු සහ විද්‍යුත් ඉසින ඒකකයේ හරස්කඩ. (ඇ) බැක්ටීරියා අක්‍රිය කිරීම සඳහා පර්යේෂණාත්මක සැකසුම.
ඉහත විස්තර කර ඇති EWNS උත්පාදන පද්ධතිය EWNS ගුණාංග සියුම් ලෙස සකස් කිරීම පහසු කිරීම සඳහා ප්‍රධාන මෙහෙයුම් පරාමිතීන් වෙනස් කිරීමට සමත් වේ. EWNS ලක්ෂණ සියුම් ලෙස සකස් කිරීම සඳහා යොදන ලද වෝල්ටීයතාවය (V), ඉඳිකටුව සහ කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩය (L) අතර දුර සහ කේශනාලිකා හරහා ජල ප්‍රවාහය (φ) සකසන්න. විවිධ සංයෝජන දැක්වීමට [V (kV), L (cm)] සංකේත භාවිතා කරයි. නිශ්චිත කට්ටලයක [V, L] ස්ථාවර ටේලර් කේතුවක් ලබා ගැනීම සඳහා ජල ප්‍රවාහය සකසන්න. මෙම අධ්‍යයනයේ අරමුණු සඳහා, කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ (D) විවරය අඟල් 0.5 (සෙ.මී. 1.29) ලෙස සකසා ඇත.
සීමිත ජ්‍යාමිතිය සහ අසමමිතිය නිසා, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය පළමු මූලධර්මවලින් ගණනය කළ නොහැක. ඒ වෙනුවට, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය ගණනය කිරීම සඳහා QuickField™ මෘදුකාංගය (Svendborg, Denmark)19 භාවිතා කරන ලදී. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය ඒකාකාර නොවන බැවින්, කේශනාලිකා කෙළවරේ ඇති විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ අගය විවිධ වින්‍යාසයන් සඳහා යොමු අගයක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී.
අධ්‍යයනය අතරතුර, ටේලර් කේතු සෑදීම, ටේලර් කේතු ස්ථායිතාව, EWNS නිෂ්පාදන ස්ථායිතාව සහ ප්‍රජනන හැකියාව අනුව ඉඳිකටුව සහ කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අතර වෝල්ටීයතාවයේ සහ දුරෙහි සංයෝජන කිහිපයක් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. විවිධ සංයෝජන අතිරේක වගුව S1 හි දක්වා ඇත.
EWNS උත්පාදන පද්ධතියේ ප්‍රතිදානය අංශු සංඛ්‍යා සාන්ද්‍රණය මැනීම සඳහා ස්කෑනිං මොබිලිටි අංශු ප්‍රමාණය කරන්නෙකුට (SMPS, ආකෘතිය 3936, TSI, Shoreview, Minnesota) සෘජුවම සම්බන්ධ කරන ලද අතර අපගේ පෙර ප්‍රකාශනයේ විස්තර කර ඇති පරිදි, aerosol ප්‍රවාහ මැනීම සඳහා Faraday aerosol විද්‍යුත් මාපකයක් (TSI, ආකෘතිය 3068B, Shoreview, USA) සමඟ භාවිතා කරන ලදී. MN) SMPS සහ aerosol විද්‍යුත් මාපකය යන දෙකම 0.5 L/min ප්‍රවාහ අනුපාතයකින් සාම්පල ලබා ගන්නා ලදී (මුළු සාම්පල ප්‍රවාහය 1 L/min). අංශු සාන්ද්‍රණයන් සහ aerosol ප්‍රවාහ තත්පර 120 ක් සඳහා මනිනු ලැබීය. මිනුම 30 වතාවක් නැවත කරන්න. මුළු aerosol ආරෝපණය වත්මන් මිනුම් වලින් ගණනය කරනු ලබන අතර, සාමාන්‍ය EWNS ආරෝපණය සාම්පල ලබා ගත් මුළු EWNS අංශු ගණනින් ඇස්තමේන්තු කෙරේ. EWNS හි සාමාන්‍ය පිරිවැය සමීකරණය (1) භාවිතයෙන් ගණනය කළ හැකිය:
මෙහි IEl යනු මනින ලද ධාරාව වන අතර, NSMPS යනු SMPS සමඟ මනින ලද සංඛ්‍යා සාන්ද්‍රණය වන අතර, φEl යනු විද්‍යුත් මානය වෙත ප්‍රවාහ අනුපාතය වේ.
සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාවය (RH) පෘෂ්ඨික ආරෝපණයට බලපාන බැවින්, අත්හදා බැලීම අතරතුර උෂ්ණත්වය සහ (RH) පිළිවෙලින් 21°C සහ 45% හි නියතව තබා ගන්නා ලදී.
EWNS හි ප්‍රමාණය සහ ආයු කාලය මැනීම සඳහා පරමාණුක බල අන්වීක්ෂය (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) සහ AC260T probe (Olympus, Tokyo, Japan) භාවිතා කරන ලදී. AFM ස්කෑන් අනුපාතය 1 Hz වන අතර ස්කෑන් ප්‍රදේශය 5 µm×5 µm වන අතර ස්කෑන් රේඛා 256 ක් ඇත. සියලුම රූප Asylum මෘදුකාංගය භාවිතයෙන් පළමු අනුපිළිවෙල රූප පෙළගැස්මට ලක් කරන ලදී (100 nm පරාසයක් සහ 100 pm සීමාවක් සහිත ආවරණ).
සාම්පල පුනීලය ඉවත් කර මයිකා මතුපිට කවුන්ටර ඉලෙක්ට්‍රෝඩයෙන් සෙන්ටිමීටර 2.0 ක් දුරින් තත්පර 120 ක සාමාන්‍ය කාලයක් සඳහා තබන්න. අංශු එකලස් කිරීම සහ මයිකා මතුපිට අක්‍රමවත් ජල බිඳිති සෑදීම වළක්වා ගැනීම සඳහා. නැවුම්ව කැපූ මයිකා මතුපිටට (ටෙඩ් පෙලා, රෙඩින්, කැලිෆෝනියා) EWNS කෙලින්ම යොදන ලදී. ඉසීමෙන් පසු වහාම, මයිකා මතුපිට AFM භාවිතයෙන් දෘශ්‍යමාන කරන ලදී. නැවුම්ව කැපූ වෙනස් නොකළ මයිකා මතුපිට සම්බන්ධතා කෝණය 0° ට ආසන්න බැවින් EWNS ගෝලාකාර හැඩයකින් මයිකා මතුපිට පුරා ප්‍රචාරණය වේ20. විසරණ ජල බිඳිතිවල විෂ්කම්භය (a) සහ උස (h) AFM භූ විෂමතාවයෙන් සෘජුවම මනිනු ලබන අතර අපගේ කලින් වලංගු කරන ලද ක්‍රමය භාවිතා කර ගෝලාකාර විසරණ පරිමාව EWNS ගණනය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී8. අභ්‍යන්තර EVNS වලට එකම පරිමාවක් ඇති බව උපකල්පනය කළහොත්, සමාන විෂ්කම්භය සමීකරණයෙන් (2) ගණනය කළ හැකිය:
අපගේ කලින් සංවර්ධනය කරන ලද ක්‍රමයට අනුකූලව, EWNS හි කෙටි කාලීන රැඩිකල් අතරමැදි පවතින බව හඳුනා ගැනීම සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝන භ්‍රමණ අනුනාද (ESR) භ්‍රමණ උගුලක් භාවිතා කරන ලදී. 235 mM DEPMPO (5-(ඩයිතොක්සිෆොස්ෆොරයිල්)-5-මෙතිල්-1-පයිරොලයින්-N-ඔක්සයිඩ්) (ඔක්සිස් ඉන්ටර්නැෂනල් ඉන්කෝපරේෂන්, පෝට්ලන්ඩ්, ඔරිගන්) අඩංගු ද්‍රාවණයක් හරහා එයරොසෝල් ගමන් කරන ලදී. සියලුම EPR මිනුම් සිදු කරන ලද්දේ Bruker EMX වර්ණාවලීක්ෂයක් (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) සහ පැතලි සෛල අරා භාවිතා කරමිනි. දත්ත රැස් කිරීම සහ විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා Acquisit මෘදුකාංගය (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) භාවිතා කරන ලදී. ROS ගුනාංගීකරනය සිදු කරන ලද්දේ මෙහෙයුම් කොන්දේසි කට්ටලයක් සඳහා පමණි [-6.5 kV, 4.0 cm]. බලපෑම්කාරකයේ EWNS නැතිවීම සැලකිල්ලට ගැනීමෙන් පසු SMPS භාවිතයෙන් EWNS සාන්ද්‍රණයන් මනිනු ලැබීය.
205 ද්විත්ව කදම්භ ඕසෝන් මොනිටරයක්™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10 භාවිතයෙන් ඕසෝන් මට්ටම් නිරීක්ෂණය කරන ලදී.
සියලුම EWNS ගුණාංග සඳහා, මිනුම් අගය මිනුම්වල මධ්‍යන්‍යය වන අතර, මිනුම් දෝෂය සම්මත අපගමනය වේ. ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලද EWNS ගුණාංගයේ අගය පාදක EWNS හි අනුරූප අගය සමඟ සංසන්දනය කිරීම සඳහා t-පරීක්ෂණයක් සිදු කරන ලදී.
රූපය 2c හි, EWNS11 මතුපිටට ඉලක්ක කර ගැනීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි, කලින් සංවර්ධනය කරන ලද සහ සංලක්ෂිත විද්‍යුත් ස්ථිතික වර්ෂාපතන ගමන් පද්ධතියක් (EPES) පෙන්වයි. EPES ශක්තිමත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් සමඟ ඒකාබද්ධව EWNS ආරෝපණයක් භාවිතා කර ඉලක්කයේ මතුපිටට කෙලින්ම “යොමු” කරයි. Pyrgiotakis et al.11 විසින් මෑතකදී කරන ලද ප්‍රකාශනයක EPES පද්ධතිය පිළිබඳ විස්තර ඉදිරිපත් කර ඇත. මේ අනුව, EPES ත්‍රිමාණ මුද්‍රිත PVC කුටියකින් සමන්විත වන අතර එහි මැද සෙන්ටිමීටර 15.24 ක දුරින් සමාන්තර මල නොබැඳෙන වානේ දෙකක් (මල නොබැඳෙන වානේ 304, දර්පණ ඔප දැමූ) ලෝහ තහඩු අඩංගු වේ. පුවරු බාහිර අධි වෝල්ටීයතා ප්‍රභවයකට සම්බන්ධ කර ඇත (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), පහළ පුවරුව සැමවිටම ධනාත්මක වූ අතර ඉහළ පුවරුව සැමවිටම භූගත කර ඇත (පාවෙන). කුටියේ බිත්ති ඇලුමිනියම් තීරු වලින් ආවරණය කර ඇති අතර, එය අංශු නැතිවීම වැළැක්වීම සඳහා විද්‍යුත් වශයෙන් භූගත කර ඇත. කුටියේ මුද්‍රා තැබූ ඉදිරිපස පැටවීමේ දොරක් ඇති අතර එමඟින් පරීක්ෂණ පෘෂ්ඨයන් ප්ලාස්ටික් රාක්ක මත තැබීමට ඉඩ සලසයි, ඉහළ වෝල්ටීයතා බාධා වළක්වා ගැනීම සඳහා පහළ ලෝහ තහඩුවෙන් ඒවා ඔසවයි.
EPES හි EWNS හි තැන්පත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව ගණනය කරන ලද්දේ පරිපූරක රූප සටහන S111 හි විස්තර කර ඇති පෙර සංවර්ධනය කරන ලද ප්‍රොටෝකෝලයකට අනුව ය.
පාලන කුටියක් ලෙස, සිලින්ඩරාකාර කුටිය හරහා දෙවන ප්‍රවාහය EWNS ඉවත් කිරීම සඳහා අතරමැදි HEPA පෙරහනක් භාවිතයෙන් EPES පද්ධතිය සමඟ ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇත. රූපය 2c හි පෙන්වා ඇති පරිදි, EWNS aerosol ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කර ඇති කුටි දෙකක් හරහා පොම්ප කරන ලදී. පාලක කාමරය සහ EPES අතර පෙරහන ඉතිරි EWNS ඉවත් කරන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස එකම උෂ්ණත්වය (T), සාපේක්ෂ ආර්ද්‍රතාවය (RH) සහ ඕසෝන් මට්ටම් ඇති වේ.
ආහාර මගින් බෝවන වැදගත් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් නැවුම් නිෂ්පාදන දූෂණය කරන බව සොයාගෙන ඇත, උදාහරණයක් ලෙස මල දර්ශකයක් වන Escherichia coli (ATCC #27325), ආහාර මගින් බෝවන රෝග කාරකයක් වන Salmonella enterica (ATCC #53647), ව්යාධිජනක Listeria monocytogenes සඳහා විකල්පයක් වන Listeria innocua (ATCC #33090), නරක් වන යීස්ට් සඳහා විකල්පයක් ලෙස Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098) සහ වඩාත් ප්‍රතිරෝධී සජීවී බැක්ටීරියාවක් වන Mycobacterium parafortuitous (ATCC #19686) ATCC (Manassas, Virginia) වෙතින් මිලදී ගන්නා ලදී.
ඔබේ දේශීය වෙළඳපොළෙන් අහඹු ලෙස කාබනික මිදි තක්කාලි පෙට්ටි මිලදී ගෙන භාවිතයට ගන්නා තෙක් (දින 3ක් දක්වා) 4°C හි ශීතකරණයේ තබන්න. විෂ්කම්භය අඟල් 1/2ක් පමණ වන එක් ප්‍රමාණයකින් අත්හදා බැලීමට තක්කාලි තෝරන්න.
ඉන්කියුබේෂන්, එන්නත් කිරීම, නිරාවරණය සහ ජනපද ගණන් කිරීම සඳහා වන ප්‍රොටෝකෝල අපගේ පෙර ප්‍රකාශනවල විස්තර කර ඇති අතර අතිරේක දත්ත 11 හි විස්තරාත්මකව පැහැදිලි කර ඇත. එන්නත් කරන ලද තක්කාලි විනාඩි 45 ක් සඳහා 40,000 #/cm3 ට නිරාවරණය කිරීමෙන් EWNS කාර්ය සාධනය ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. කෙටියෙන් කිවහොත්, t = 0 මිනිත්තුවේදී, දිවි ගලවා ගත් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් ඇගයීමට තක්කාලි තුනක් භාවිතා කරන ලදී. තක්කාලි තුනක් EPES හි තබා 40,000 #/cc (EWNS නිරාවරණය වූ තක්කාලි) හි EWNS වලට නිරාවරණය කරන ලද අතර තවත් තුනක් පාලන කුටියේ (පාලන තක්කාලි) තබා ඇත. තක්කාලි කණ්ඩායම් කිසිවක් අතිරේක සැකසුම් වලට භාජනය නොවීය. EWNS හි බලපෑම තක්සේරු කිරීම සඳහා EWNS-නිරාවරණය වූ තක්කාලි සහ පාලන මිනිත්තු 45 කට පසු ඉවත් කරන ලදී.
සෑම අත්හදා බැලීමක්ම ත්‍රිත්ව වශයෙන් සිදු කරන ලදී. අතිරේක දත්තවල විස්තර කර ඇති ප්‍රොටෝකෝලයට අනුව දත්ත විශ්ලේෂණය සිදු කරන ලදී.
EWNS (මිනිත්තු 45, EWNS aerosol සාන්ද්‍රණය 40,000 #/cm3) වලට නිරාවරණය වූ සහ නිරාවරණය නොවූ E. coli, Enterobacter සහ L. innocua බැක්ටීරියා සාම්පල අක්‍රිය කිරීමේ යාන්ත්‍රණයන් තක්සේරු කිරීම සඳහා පෙති වලින් සකස් කරන ලදී. 2.5% ග්ලූටරල්ඩිහයිඩ්, 1.25% පැරෆෝමල්ඩිහයිඩ් සහ 0.03% පික්රික් අම්ලය සවිකරන ද්‍රව්‍යයක් සමඟ කාමර උෂ්ණත්වයේ දී 0.1 M සෝඩියම් කැකෝඩිලේට් ද්‍රාවණයක (pH 7.4) පැය 2 ක් අවක්ෂේපය ස්ථාවර කරන ලදී. සේදීමෙන් පසු, ඒවා පැය 2 ක් සඳහා 1% ඔස්මියම් ටෙට්‍රොක්සයිඩ් (OsO4)/1.5% පොටෑසියම් ෆෙරෝසයනයිඩ් (KFeCN6) සමඟ සවි කර, 3 වතාවක් ජලයෙන් සෝදා, 1% යුරේනයිල් ඇසිටේට් තුළ පැය 1 ක් පුර්ව ගන්වා, පසුව දෙවරක් ජලයෙන් සෝදා ඇත. පසුව විජලනය 50%, 70%, 90%, 100% ඇල්කොහොල් වලින් විනාඩි 10 බැගින්. ඉන්පසු සාම්පල පැය 1 ක් ප්‍රොපිලීන් ඔක්සයිඩ් තුළ තබා 1:1 අනුපාතයකින් ප්‍රොපිලීන් ඔක්සයිඩ් සහ TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA) මිශ්‍රණයකින් පුරවන ලදී. සාම්පල TAAB Epon තුළට කාවැදී පැය 48 ක් 60°C දී බහුඅවයවීකරණය කරන ලදී. සුව කළ කැටිති දුම්මල AMT 2k CCD කැමරාවකින් සමන්විත සාම්ප්‍රදායික සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයක් වන JEOL 1200EX (JEOL, ටෝකියෝ, ජපානය) භාවිතයෙන් TEM විසින් කපා දෘශ්‍යමාන කරන ලදී (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, MA, USA).
සියලුම අත්හදා බැලීම් ත්‍රිත්ව ආකාරයෙන් සිදු කරන ලදී. සෑම කාල ලක්ෂ්‍යයක් සඳහාම, බැක්ටීරියා සේදීම් ත්‍රිත්ව ආකාරයෙන් ආලේප කරන ලද අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස එක් ලක්ෂ්‍යයකට මුළු දත්ත ලක්ෂ්‍ය නවයක් ලැබුණි, එහි සාමාන්‍යය එම විශේෂිත ජීවියා සඳහා බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය ලෙස භාවිතා කරන ලදී. සම්මත අපගමනය මිනුම් දෝෂය ලෙස භාවිතා කරන ලදී. සියලුම ලක්ෂ්‍ය ගණන් ගනී.
t = 0 min හා සසඳන විට බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය අඩුවීමේ ලඝුගණකය පහත සූත්‍රය භාවිතයෙන් ගණනය කරන ලදී:
මෙහි C0 යනු පාලන සාම්පලයේ 0 වන අවස්ථාවේදී (එනම් මතුපිට වියළී ගිය පසු නමුත් කුටියේ තැබීමට පෙර) බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය වන අතර Cn යනු නිරාවරණයෙන් මිනිත්තු n කට පසු මතුපිට ඇති බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය වේ.
මිනිත්තු 45 ක නිරාවරණ කාලය තුළ බැක්ටීරියා වල ස්වාභාවික හායනය සඳහා හේතු දැක්වීම සඳහා, මිනිත්තු 45 ක පාලනයට සාපේක්ෂව ලොග්-අඩු කිරීම පහත පරිදි ගණනය කරන ලදී:
මෙහි Cn යනු n වන අවස්ථාවේදී පාලන සාම්පලයේ බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය වන අතර Cn-Control යනු n වන අවස්ථාවේදී පාලන බැක්ටීරියා සාන්ද්‍රණය වේ. දත්ත පාලකයට සාපේක්ෂව ලොග් අඩු කිරීමක් ලෙස ඉදිරිපත් කෙරේ (EWNS නිරාවරණයක් නොමැත).
අධ්‍යයනය අතරතුර, ටේලර් කේතු සෑදීම, ටේලර් කේතු ස්ථායිතාව, EWNS නිෂ්පාදන ස්ථායිතාව සහ ප්‍රජනන හැකියාව අනුව ඉඳිකටුව සහ කවුන්ටරය අතර වෝල්ටීයතාවයේ සහ දුරෙහි සංයෝජන කිහිපයක් ඇගයීමට ලක් කරන ලදී. විවිධ සංයෝජන අතිරේක වගුව S1 හි දක්වා ඇත. ස්ථායී සහ ප්‍රජනනය කළ හැකි ගුණාංග (ටේලර් කේතුව, EWNS නිෂ්පාදනය සහ කාලයත් සමඟ ස්ථායිතාව) පෙන්වන සම්පූර්ණ අධ්‍යයනයක් සඳහා අවස්ථා දෙකක් තෝරා ගන්නා ලදී. රූපයේ. 3 අවස්ථා දෙකක් සඳහා ROS හි ආරෝපණය, ප්‍රමාණය සහ අන්තර්ගතය පිළිබඳ ප්‍රතිඵල පෙන්වයි. ප්‍රතිඵල 1 වගුවේ ද සාරාංශ කර ඇත. යොමුව සඳහා, රූපය 3 සහ වගුව 1 හි කලින් සංස්ලේෂණය කරන ලද ප්‍රශස්තකරණය නොකළ EWNS8, 9, 10, 11 (මූලික රේඛාව-EWNS) හි ගුණාංග ඇතුළත් වේ. වලිග දෙකක t-පරීක්ෂණයක් භාවිතා කරන සංඛ්‍යානමය වැදගත්කම ගණනය කිරීම් අතිරේක වගුව S2 හි නැවත ප්‍රකාශයට පත් කෙරේ. ඊට අමතරව, අතිරේක දත්ත අතර කවුන්ටරය ඉලෙක්ට්‍රෝඩ සාම්පල සිදුරු විෂ්කම්භය (D) සහ බිම් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සහ ඉඳිකටුවේ කෙළවර (L) අතර දුර පිළිබඳ අධ්‍යයනයන් ඇතුළත් වේ (පරිපූරක රූප S2 සහ S3).
(a–c) AFM ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තිය. (d – f) මතුපිට ආරෝපණ ලක්ෂණය. (g) ROS සහ ESR වල ලක්ෂණ.
ඉහත සියලු තත්වයන් සඳහා, මනින ලද අයනීකරණ ධාරා 2-6 µA පරාසයක පැවති බවත්, වෝල්ටීයතා -3.8 සිට -6.5 kV පරාසයක පැවති බවත්, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස මෙම තනි-පර්යන්ත EWNS සඳහා 50 mW ට අඩු බල පරිභෝජනයක් ඇති වූ බවත් සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. උත්පාදන මොඩියුලය. EWNS අධි පීඩනය යටතේ සංස්ලේෂණය කළද, ඕසෝන් මට්ටම් ඉතා අඩු වූ අතර කිසි විටෙකත් 60 ppb නොඉක්මවිය.
පරිපූරක රූප සටහන S4 හි [-6.5 kV, 4.0 cm] සහ [-3.8 kV, 0.5 cm] අවස්ථා සඳහා අනුකරණය කරන ලද විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර පිළිවෙලින් පෙන්වයි. අවස්ථා [-6.5 kV, 4.0 cm] සහ [-3.8 kV, 0.5 cm] අනුව ක්ෂේත්‍ර පිළිවෙලින් 2 × 105 V/m සහ 4.7 × 105 V/m ලෙස ගණනය කෙරේ. දෙවන අවස්ථාවේදී වෝල්ටීයතාවයේ අනුපාතය දුරින් බෙහෙවින් වැඩි බැවින් මෙය අපේක්ෂා කළ යුතුය.
රූපය 3a හි, b හි AFM8 සමඟ මනින ලද EWNS විෂ්කම්භය පෙන්වයි. [-6.5 kV, 4.0 cm] සහ [-3.8 kV, 0.5 cm] අවස්ථා සඳහා සාමාන්‍ය EWNS විෂ්කම්භයන් පිළිවෙලින් 27 nm සහ 19 nm ලෙස ගණනය කරන ලදී. අවස්ථා [-6.5 kV, 4.0 cm] සහ [-3.8 kV, 0.5 cm] සඳහා බෙදාහැරීම්වල ජ්‍යාමිතික සම්මත අපගමනයන් පිළිවෙලින් 1.41 සහ 1.45 වන අතර එය පටු ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තියක් පෙන්නුම් කරයි. මධ්‍යන්‍ය ප්‍රමාණය සහ ජ්‍යාමිතික සම්මත අපගමනය යන දෙකම මූලික-EWNS වලට ඉතා ආසන්න වන අතර ඒවා පිළිවෙලින් 25 nm සහ 1.41 වේ. රූපය 3c හි එකම කොන්දේසි යටතේ එකම ක්‍රමය භාවිතා කර මනින ලද මූලික EWNS හි ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තිය පෙන්වයි.
රූපය 3d හි, e ආරෝපණ ලක්ෂණකරණයේ ප්‍රතිඵල පෙන්වයි. දත්ත යනු සාන්ද්‍රණය (#/cm3) සහ ධාරාව (I) එකවර මැනීම් 30 ක සාමාන්‍ය මිනුම් වේ. විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ EWNS හි සාමාන්‍ය ආරෝපණය පිළිවෙලින් 22 ± 6 e- සහ 44 ± 6 e- [-6.5 kV, 4.0 cm] සහ [-3.8 kV, 0.5 cm] සඳහා බවයි. Baseline-EWNS (10 ± 2 e-) හා සසඳන විට, ඒවායේ මතුපිට ආරෝපණය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වන අතර, [-6.5 kV, 4.0 cm] අවස්ථාව මෙන් දෙගුණයක් සහ [-3 .8 kV, 0.5 cm] මෙන් හතර ගුණයක් වේ. 3f මූලික EWNS ගෙවීම් දත්ත පෙන්වයි.
EWNS සංඛ්‍යා සාන්ද්‍රණ සිතියම් (පරිපූරක රූප S5 සහ S6) වලින්, [-6.5 kV, 4.0 cm] දර්ශනයේ [-3.8 kV, 0.5 cm] දර්ශනයට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි අංශු සංඛ්‍යාවක් ඇති බව දැකිය හැකිය. EWNS සංඛ්‍යා සාන්ද්‍රණයන් පැය 4ක් දක්වා නිරීක්ෂණය කරන ලද බව ද සැලකිල්ලට ගත යුතුය (පරිපූරක රූප S5 සහ S6), එහිදී EWNS උත්පාදන ස්ථායිතාව අවස්ථා දෙකේදීම අංශු සංඛ්‍යා සාන්ද්‍රණ මට්ටම් එකම මට්ටමක පෙන්නුම් කළේය.
[-6.5 kV, 4.0 cm] හි ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලද EWNS සඳහා පාලන (පසුබිම්) අඩු කිරීමෙන් පසු EPR වර්ණාවලිය රූපය 3g හි දැක්වේ. ROS වර්ණාවලිය කලින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද පත්‍රිකාවක EWNS මූලික රේඛාවට ද සංසන්දනය කර ඇත. භ්‍රමණ උගුල සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරන EWNS ගණනය කළ සංඛ්‍යාව 7.5 × 104 EWNS/s වන අතර එය කලින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද Baseline-EWNS8 ට සමාන වේ. EPR වර්ණාවලිය පැහැදිලිවම ROS වර්ග දෙකක පැවැත්ම පෙන්නුම් කළ අතර, එහිදී O2- ප්‍රමුඛ වූ අතර OH• කුඩා ප්‍රමාණයකින් පැවතුනි. ඊට අමතරව, උච්ච තීව්‍රතාවයන් සෘජුව සංසන්දනය කිරීමෙන් පෙන්නුම් කළේ ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලද EWNS මූලික රේඛාවට සාපේක්ෂව සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ ROS අන්තර්ගතයක් ඇති බවයි.
රූපය 4 හි EPES හි EWNS හි තැන්පත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව පෙන්වයි. දත්ත I වගුවේ ද සාරාංශ කර ඇති අතර මුල් EWNS දත්ත සමඟ සංසන්දනය කර ඇත. EUNS අවස්ථා දෙකෙහිම, 3.0 kV අඩු වෝල්ටීයතාවයකින් වුවද තැන්පත් වීම 100% කට ආසන්න විය. සාමාන්‍යයෙන්, මතුපිට ආරෝපණ වෙනස නොසලකා 100% තැන්පත් වීමක් ලබා ගැනීමට 3.0 kV ප්‍රමාණවත් වේ. එම කොන්දේසි යටතේම, අඩු ආරෝපණය (EWNS එකකට සාමාන්‍ය ඉලෙක්ට්‍රෝන 10) හේතුවෙන් මූලික රේඛාව-EWNS හි තැන්පත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව 56% ක් පමණි.
ප්‍රශස්ත තත්ත්වය යටතේ [-6.5 kV, 4.0 cm] මිනිත්තු 45ක් සඳහා ආසන්න වශයෙන් 40,000 #/cm3 EWNS වලට නිරාවරණය වීමෙන් පසු තක්කාලි මතුපිට එන්නත් කරන ලද ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ අක්‍රියතාවයේ මට්ටම රූප සටහන 5 සහ වගුව 2 සාරාංශ කරයි. එන්නත් කරන ලද E. coli සහ L. innocua නිරාවරණයෙන් මිනිත්තු 45කට පසු ලොග් 3.8 ක සැලකිය යුතු අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළේය. එම තත්වයන් යටතේම, S. enterica ලොග් 2.2 ක අඩු ලොග් අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළ අතර, S. cerevisiae සහ M. parafortuitum ලොග් 1.0 ක අඩුවීමක් පෙන්නුම් කළේය.
E. coli, Salmonella enterica සහ L. innocua සෛල තුළ EWNS මගින් ඇති කරන ලද භෞතික වෙනස්කම් අක්‍රිය වීමට හේතු වන ඉලෙක්ට්‍රෝන ක්ෂුද්‍ර රූප (රූපය 6). පාලන බැක්ටීරියා නොවෙනස්ව සෛල පටල පෙන්නුම් කළ අතර නිරාවරණය වූ බැක්ටීරියා බාහිර පටල වලට හානි කර තිබුණි.
පාලනය කරන ලද සහ නිරාවරණය වූ බැක්ටීරියා වල ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂීය රූපකරණය මගින් පටල හානිය අනාවරණය විය.
ප්‍රශස්තිකරණය කරන ලද EWNS හි භෞතික රසායනික ගුණාංග පිළිබඳ දත්ත සාමූහිකව පෙන්නුම් කරන්නේ, කලින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද EWNS මූලික දත්ත8,9,10,11 හා සසඳන විට EWNS ගුණාංග (මතුපිට ආරෝපණය සහ ROS අන්තර්ගතය) සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු වී ඇති බවයි. අනෙක් අතට, ඒවායේ ප්‍රමාණය නැනෝමීටර පරාසයේ පැවති අතර, එය කලින් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද ප්‍රතිඵලවලට බෙහෙවින් සමාන වන අතර, දිගු කාලයක් වාතයේ රැඳී සිටීමට ඉඩ සලසයි. නිරීක්ෂණය කරන ලද බහුවිස්පර්සිටි මතුපිට ආරෝපණයේ වෙනස්කම් මගින් පැහැදිලි කළ හැකි අතර, එය රේලී ආචරණයේ විශාලත්වය, අහඹු බව සහ EWNS හි විභව ඒකාබද්ධ කිරීම තීරණය කරයි. කෙසේ වෙතත්, නීල්සන් සහ වෙනත් අය විසින් විස්තර කරන ලද පරිදි.22, ඉහළ මතුපිට ආරෝපණය ජල බිංදුවේ මතුපිට ශක්තිය/ආතතිය ඵලදායී ලෙස වැඩි කිරීමෙන් වාෂ්පීකරණය අඩු කරයි. මෙම න්‍යාය අපගේ පෙර ප්‍රකාශනයේ8 දී ක්ෂුද්‍ර බිඳිති22 සහ EWNS සඳහා පර්යේෂණාත්මකව තහවුරු කරන ලදී. අතිකාලය නැතිවීම ප්‍රමාණයට ද බලපෑ හැකි අතර නිරීක්ෂණය කරන ලද ප්‍රමාණයේ ව්‍යාප්තියට දායක විය හැකිය.
ඊට අමතරව, ව්‍යුහයකට ආරෝපණය 22–44 e- පමණ වන අතර, තත්වයන් අනුව, එය ව්‍යුහයකට ඉලෙක්ට්‍රෝන 10 ± 2 ක සාමාන්‍ය ආරෝපණයක් ඇති මූලික EWNS හා සසඳන විට සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි ය. කෙසේ වෙතත්, මෙය EWNS හි සාමාන්‍ය ආරෝපණය බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. සෙටෝ සහ තවත් අය. ආරෝපණය ඒකාකාර නොවන බවත් ලොග්-සාමාන්‍ය ව්‍යාප්තියක් අනුගමනය කරන බවත් පෙන්වා දී ඇත21. අපගේ පෙර කාර්යයට සාපේක්ෂව, මතුපිට ආරෝපණය දෙගුණ කිරීම EPES පද්ධතියේ තැන්පත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව 100% කට ආසන්න ප්‍රමාණයකට දෙගුණ කරයි11.