Kea leboha ha u etetse Nature.com. U sebelisa mofuta oa sebali o nang le tšehetso e fokolang ea CSS. Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetesisa, re khothaletsa hore o sebelise sebatli se ntlafalitsoeng (kapa o tima Compatibility Mode ho Internet Explorer). Ho feta moo, ho netefatsa ts'ehetso e tsoelang pele, re bonts'a sebaka sena ntle le mekhoa le JavaScript.
Haufinyane tjena, ho entsoe sethala sa antimicrobial se se nang lik'hemik'hale se thehiloeng ho nanotechnology e sebelisang li-nanostructures tsa metsi tsa maiketsetso (EWNS). EWNS e na le tefiso e phahameng 'me e na le mefuta e mengata ea oksijene e sebetsang (ROS) e khonang ho sebelisana le ho thibela likokoana-hloko tse ngata, ho akarelletsa le likokoana-hloko tse jang lijo. Mona ho bontšoa hore thepa ea bona nakong ea ho kopanya e ka hlophisoa hantle le ho ntlafatsoa ho ntlafatsa bokhoni ba bona ba antibacterial. Sethala sa laboratori sa EWNS se ne se etselitsoe ho lokisa thepa ea EWNS ka ho fetola liparamente tsa motsoako. Sebopeho sa thepa ea EWNS (tefiso, boholo, le litaba tsa ROS) li entsoe ka mekhoa ea morao-rao ea tlhahlobo. Ho feta moo, likokoana-hloko tsa lijo tse kang Escherichia coli, Salmonella enterica, Listeria innocua, Mycobacterium para fortitum, le Saccharomyces cerevisiae li ile tsa kenngoa holim'a tamati ea morara ea tlhaho ho hlahloba bokhoni ba tsona ba ho se sebetse ha likokoana-hloko. Liphetho tse hlahisitsoeng mona li bonts'a hore thepa ea EWNS e ka hlophisoa hantle nakong ea ho kopanya, e leng se bakang keketseho e kholo ea ts'ebetso ea ho se sebetse hantle. Ka ho khetheha, tefiso ea holim'a metsi e ile ea eketseha ka karolo ea tse 'nè,' me litaba tsa ROS li ile tsa eketseha. Sekhahla sa ho tlosoa ha likokoana-hloko se ne se itšetlehile ka likokoana-hloko 'me se tloha ho 1.0 ho ea ho 3.8 log ka mor'a metsotso e 45 ea ho pepesehela tekanyo ea aerosol ea 40,000 #/cm3 EWNS.
Tšilafalo ea likokoana-hloko ke sesosa se ka sehloohong sa maloetse a bakoang ke lijo tse bakoang ke ho kenngoa ha likokoana-hloko kapa chefo ea tsona. Mafu a bakoang ke lijo a baka mafu a ka bang limillione tse 76, batho ba 325 000 ba kena sepetlele, ’me ba shoang ba 5 000 selemo le selemo United States feela1. Ho phaella moo, Lefapha la Temo la United States (USDA) le hakanya hore tšebeliso e eketsehileng ea lihlahisoa tse foreshe e ikarabella bakeng sa karolo ea 48 lekholong ea mafu ’ohle a bakoang ke lijo a tlalehiloeng United States2. Litsenyehelo tsa ho kula le lefu ho tsoa ho likokoana-hloko tse bakoang ke lijo United States li phahame haholo, tse hakanyetsoang ke Litsi tsa Taolo le Thibelo ea Mafu (CDC) ho feta US $ 15.6 limilione tse likete ka selemo3.
Hajoale, mehato ea 4, radiation5 le thermal6 ea antimicrobial ho netefatsa polokeho ea lijo e kengoa ts'ebetsong libakeng tse fokolang tsa taolo (CCPs) letotong la tlhahiso (hangata ka mor'a kotulo le/kapa nakong ea ho paka) ho e-na le ho tsoela pele ho kengoa tšebetsong ka tsela eo lihlahisoa tse ncha li ka bang le tšoaetso e fapaneng polasi-to-tafola tsweletso. Tšusumetso e fokolang le litšenyehelo.
Ho sa tsoa etsoa sethala sa nanotechnology se se nang lik'hemik'hale tse se nang lik'hemik'hale ho thibela libaktheria tse holim'a metsi le moeeng ho sebelisa li-nanostructures tsa metsi tsa maiketsetso (EWNS). Bakeng sa ho qaptjoa ha EVNS, mekhoa e 'meli e tšoanang e ne e sebelisoa: electrospray le ionization ea metsi (setšoantšo sa 1a). EWNS e kile ea bontšoa hore e na le sete e ikhethang ea thepa ea 'mele le ea tlhaho8,9,10. EWNS e na le karolelano ea lielektrone tse 10 ka sebopeho le boholo ba nanometer ea 25 nm (Setšoantšo sa 1b, c)8,9,10. Ho phaella moo, electron spin resonance (ESR) e bontšitse hore EWNS e na le mefuta e mengata ea oksijene e sebetsang (ROS), haholo-holo hydroxyl (OH•) le superoxide (O2-) radicals (Fig. 1c) 8. EWNS e ile ea lula moeeng ka nako e telele 'me e ne e ka thulana le likokoana-hloko tse emisitsoeng moeeng' me li le teng holim'a metsi, li fana ka moputso oa ROS oa tsona le ho baka ho se sebetse ha likokoana-hloko (setšoantšo sa 1d). Liphuputso tsena tsa pejana li boetse li bontšitse hore EWNS e ka sebelisana le ho thibela libaktheria tse sa tšoaneng tsa gram-negative le gram-positive tsa bohlokoa ba bophelo bo botle ba sechaba, ho akarelletsa le mycobacteria, holim'a metsi le moeeng8,9. Microscopy ea elektronike ea phetisetso e bontšitse hore ho se sebetse ho bakiloe ke tšitiso ea lera la sele. Ho feta moo, liphuputso tse matla tsa inhalation li bontšitse hore litekanyetso tse phahameng tsa EWNS ha li bake tšenyo ea matšoafo kapa ho ruruha8.
(a) Electrospray e etsahala ha motlakase o phahameng o sebelisoa pakeng tsa capillary e nang le metsi le electrode ea counter. (b) Tšebeliso ea matla a phahameng a motlakase e fella ka lintho tse peli tse fapaneng: (i) ho fafatsa metsi ka motlakase le (ii) ho hlahisa mefuta ea oksijene e sebetsang (ion) e qabeletsoeng ho EWNS. (c) Sebopeho se ikhethileng sa EWNS. (d) EWNS e tsamaea haholo ka lebaka la tlhaho ea eona ea nanoscale 'me e ka sebelisana le likokoana-hloko tse tsamaisoang ke moea.
Bokhoni ba sethala sa antimicrobial sa EWNS sa ho thibela likokoana-hloko tse jang lijo holim'a lijo tse ncha le tsona li sa tsoa bontšoa. Ho boetse ho bonts'itsoe hore tefiso ea bokaholimo ba EWNS e ka sebelisoa hammoho le sebaka sa motlakase bakeng sa phano e lebisitsoeng. Habohlokoa le ho feta, sephetho se ts'episang sa pele sa phokotso ea log ea 1.4 ts'ebetsong ea tamati ea tlhaho khahlano le likokoana-hloko tse fapaneng tsa lijo tse joalo ka E. coli le Listeria e ile ea bonoa nakong ea metsotso e 90 ea ho pepesehela EWNS ka bongata ba 50,000 #/cm311. Ntle le moo, liteko tsa pele tsa tlhahlobo ea organoleptic li bonts'itse ha ho na phello ea organoleptic ha e bapisoa le tamati ea taolo. Leha liphetho tsena tsa pele tsa ho se sebetse li ts'episa polokeho ea lijo le ka litekanyetso tse tlase tsa EWNS tsa 50,000 #/cc. bona, ho hlakile hore bokhoni bo phahameng ba ho inctivation bo ka ba molemo ho feta ho fokotsa kotsi ea tšoaetso le ho senyeha.
Mona, re tla tsepamisa maikutlo lipatlisisong tsa rona mabapi le nts'etsopele ea sethala sa tlhahiso ea EWNS ho lokisa liparamente tsa motsoako le ho ntlafatsa thepa ea physicochemical ea EWNS ho ntlafatsa bokhoni ba bona ba antibacteria. Haholo-holo, ho ntlafatsa ho tsepamisitse maikutlo ho eketsa tefiso ea bona ea holim'a metsi (ho ntlafatsa phano e reriloeng) le litaba tsa ROS (ho ntlafatsa ts'ebetso ea ho se sebetse). Tšobotsi ea thepa e ntlafalitsoeng ea physico-chemical (boholo, tefiso le litaba tsa ROS) ho sebelisa mekhoa ea morao-rao ea ho hlahloba le ho sebelisa likokoana-hloko tse tloaelehileng tsa lijo tse kang E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae le M. parafortuitum.
EVNS e entsoe ka nako e le 'ngoe ea electrospraying le ionization ea metsi a hloekileng a phahameng (18 MΩ cm-1). Atomizer ea motlakase 12 hangata e sebelisoa ho etsa atomize metsi le polymer ea maiketsetso le likaroloana tsa ceramic 13 le likhoele 14 tsa boholo bo laoloang.
Joalo ka ha ho hlalositsoe likhatisong tse fetileng tsa 8, 9, 10, 11, tekong e tloaelehileng, ho sebelisoa motlakase o phahameng lipakeng tsa capillary ea tšepe le eleketrode ea counter. Nakong ea ts'ebetso ena, liketsahalo tse peli tse fapaneng li etsahala: 1) electrospray le 2) ionization ea metsi. Sebaka se matla sa motlakase pakeng tsa li-electrode tse peli se etsa hore litefiso tse mpe li hahe holim'a metsi a khutsitseng, e leng se etsang hore ho thehoe li-cone tsa Taylor. Ka lebaka leo, ho thehoa marotholi a metsi a qosoang haholo, a tsoelang pele ho arohana ka likaroloana tse nyenyane, ho latela khopolo ea Rayleigh16. Ka nako e ts'oanang, sebaka se matla sa motlakase se etsa hore limolek'hule tse ling tsa metsi li arohane le ho tlosa li-electrone (ionization), kahoo li hlahisa mefuta e mengata ea oksijene e sebetsang (ROS)17. Lipakete tsa ROS18 tse hlahisitsoeng ka nako e le 'ngoe li ne li kentsoe ka EWNS (setšoantšo sa 1c).
Ka feiga. 2a e bonts'a sistimi ea tlhahiso ea EWNS e ntlafalitsoeng le ho sebelisoa ho motsoako oa EWNS thutong ena. Metsi a hloekisitsoeng a bolokiloeng ka botlolong e koetsoeng a ne a feptjoa ka tube ea Teflon (2 mm bophara ba ka hare) ho nale ea 30G ea tšepe e sa hloekang (metal capillary). Joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 2b, phallo ea metsi e laoloa ke khatello ea moea ka hare ho botlolo. Nale e khomaretsoe ho console ea Teflon e ka fetoloang ka letsoho ho ea bohōle bo itseng ho tloha ho electrode ea counter. Eleketrode ea counter ke disk e bentšitsoeng ea aluminium e nang le lesoba bohareng bakeng sa sampuli. Ka tlaase ho k'haontareng eleketrode ke aluminium sampling funnel, e amanang le ba bang kaofela ba liteko seta ka sampling koung (sa feiga. 2b). Likarolo tsohle tsa lisampole li thehiloe ka motlakase ho qoba ho bokellana ha tefiso ho ka theolang sampole ea likaroloana.
(a) Setsi sa Engineered Water Nanostructure Generation System (EWNS). (b) Cross section of sampler le electrospray unit e bontshang diparamente tsa bohlokwa ka ho fetisisa. (c) Setupo sa liteko bakeng sa ho se sebetse ha libaktheria.
Sistimi ea tlhahiso ea EWNS e hlalositsoeng kaholimo e khona ho fetola likarolo tsa bohlokoa tsa ts'ebetso ho tsamaisa tokiso e ntle ea thepa ea EWNS. Fetola motlakase o sebelisitsoeng (V), sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea counter (L), le phallo ea metsi (φ) ka capillary ho lokisa litšobotsi tsa EWNS. Matshwao [V (kV), L (cm)] a sebediswa ho bolela metswako e fapaneng. Fetola phallo ea metsi ho fumana khoune e tsitsitseng ea Taylor ea sete e itseng [V, L]. Bakeng sa merero ea phuputso ena, lesoba la "electrode" la counter (D) le ne le behiloe ho lisenthimithara tse 0.5 (1.29 cm).
Ka lebaka la geometry e fokolang le asymmetry, matla a matla a motlakase a ke ke a baloa ho tloha ho melao-motheo ea pele. Ho e-na le hoo, ho ile ha sebelisoa software ea QuickField™ (Svendborg, Denmark)19 ho bala sebaka sa motlakase. Sebaka sa motlakase ha se tšoane, kahoo boleng ba sebaka sa motlakase tlhōrōng ea capillary bo ne bo sebelisoa e le boleng ba boitsebiso bakeng sa litlhophiso tse sa tšoaneng.
Nakong ea thuto, metsoako e mengata ea motlakase le sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea counter e ile ea hlahlojoa ho latela sebopeho sa Taylor cone, Taylor cone stability, botsitso ba tlhahiso ea EWNS, le ho ikatisa. Likopano tse fapaneng li bonts'itsoe ho Lethathamo la Tlatsetso la S1.
Sehlahisoa sa tsamaiso ea moloko oa EWNS se ne se amana ka ho toba le Scanning Mobility Particle Sizer (SMPS, model 3936, TSI, Shoreview, Minnesota) ho lekanya palo ea likaroloana 'me e ne e sebelisoa le Faraday aerosol electrometer (TSI, model 3068B, Shoreview, USA). MN) ho lekanya phallo ea aerosol, joalo ka ha ho hlalositsoe khatisong ea rona e fetileng9. Ka bobeli SMPS le electrometer ea aerosol e entsoeng ka sekhahla sa phallo ea 0.5 L/min (kakaretso ea sampuli ea phallo 1 L/min). Likarolo tsa likaroloana le phallo ea aerosol li lekantsoe bakeng sa 120 s. Pheta tekanyo ka makhetlo a 30. Kakaretso ea tefiso ea aerosol e baloa ho latela litekanyo tsa hajoale, 'me tefiso e tloaelehileng ea EWNS e hakanngoa ho tsoa ho kakaretso ea palo ea likaroloana tsa EWNS tse sampulitsoeng. Karolelano ea litšenyehelo tsa EWNS e ka baloa ho sebelisoa Equation (1):
moo IEl e leng hona joale e lekantsoeng, NSMPS ke palo ea mahloriso e lekantsoeng ka SMPS, 'me φEl ke tekanyo ea ho phalla ho electrometer.
Hobane mongobo o lekanyelitsoeng (RH) o ama tefiso ea holim'a metsi, mocheso le (RH) li ne li bolokiloe kamehla ho 21 ° C le 45%, ka ho latellana, nakong ea teko.
Atomic force microscopy (AFM), Asylum MFP-3D (Asylum Research, Santa Barbara, CA) le AC260T probe (Olympus, Tokyo, Japan) li ile tsa sebelisoa ho lekanya boholo le bophelo ba EWNS. Sekhahla sa scan ninete ea AFM ke 1 Hz mme sebaka sa scan ni 5 µm×5 µm se nang le mela e 256 ea scan. Litšoantšo tsohle li ile tsa behoa tlas'a taolo ea setšoantšo sa pele ho sebelisoa software ea Asylum (mask e nang le mefuta e mengata ea 100 nm le moeli oa 100 pm).
Tlosa fani ea sampling 'me u behe sebaka sa mica ka sebaka sa 2.0 cm ho tloha ho electrode ea counter bakeng sa nako e tloaelehileng ea 120 s ho qoba ho kopana ha likaroloana le ho thehoa ha marotholi a sa tloaelehang holim'a mica. EWNS e ne e sebelisoa ka ho toba libakeng tse ncha tsa mica (Ted Pella, Redding, CA). Hang ka mor'a ho sputtering, sebaka sa mica se ile sa bonoa ho sebelisoa AFM. Sebaka sa ho kopana sa mica e sa tsoa sehoa e haufi le 0°, kahoo EWNS e hasana holim'a mica ka sebopeho sa domed20. Bophara (a) le bophahamo (h) ba marotholi a qhalakaneng bo ile ba lekanngoa ka kotloloho ho tsoa ho AFM topography mme ba sebelisoa ho bala bophahamo ba modumo ea phallo ea EWNS ho sebelisoa mokhoa oa rona o neng o tiisitsoe8. Ho nka hore EVNS e ka holim'a sekepe e na le bophahamo bo lekanang, bophara bo lekanang bo ka baloa ho tloha ho equation (2):
Ho latela mokhoa oa rona o entsoeng pele, sefi sa electron spin resonance (ESR) se ile sa sebelisoa ho lemoha boteng ba li-radical intermediate tsa nakoana ho EWNS. Li-aerosol li ile tsa fetisoa ka tharollo e nang le 235 mM DEPMPO (5- (diethoxyphosphoryl) -5-methyl-1-pyrroline-N-oxide) (Oxis International Inc., Portland, Oregon). Litekanyo tsohle tsa EPR li ne li etsoa ho sebelisoa Bruker EMX spectrometer (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) le li-cell flat arrays. Software ea Acquisit (Bruker Instruments Inc. Billerica, MA, USA) e ile ea sebelisoa ho bokella le ho hlahloba lintlha. Sebopeho sa ROS se ne se etsoa feela bakeng sa maemo a ts'ebetso [-6.5 kV, 4.0 cm]. Likarolo tsa EWNS li ile tsa lekanyetsoa ho sebelisoa SMPS ka mor'a ho nahanela tahlehelo ea EWNS ho motlatsi.
Maemo a Ozone a ile a behoa leihlo ho sebelisoa 205 Dual Beam Ozone Monitor™ (2B Technologies, Boulder, Co)8,9,10.
Bakeng sa thepa eohle ea EWNS, boleng ba tekanyo ke moelelo oa litekanyo, 'me phoso ea tekanyo ke ho kheloha ho tloaelehileng. Teko ea t e entsoe ho bapisa boleng ba tšobotsi e ntlafalitsoeng ea EWNS le boleng bo tsamaellanang ba EWNS ea motheo.
Setšoantšo sa 2c se bonts'a mokhoa oa ho feta oa Electrostatic Precipitation Pass Through System (EPES) o ka sebelisoang ho lebisa EWNS11 holimo. EPES e sebelisa tefiso ea EWNS hammoho le sebaka se matla sa motlakase ho "supa" ka kotloloho sebakeng sa sepheo. Lintlha tsa tsamaiso ea EPES li hlahisoa khatisong ea morao-rao ea Pyrgiotakis et al.11. Kahoo, EPES e na le kamore ea PVC e hatisitsoeng ea 3D e nang le lipheletso tse tapered tse nang le litšepe tse peli tse tšoanang (304 stainless steel, seipone polished) lipoleiti tsa tšepe tse bohareng ba 15.24 cm ka thōko. Liboto li ne li hokahane le mohloli o ka ntle oa motlakase o phahameng (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), boto e ka tlaase e ne e lula e le ntle 'me boto e ka holimo e ne e lula e thehiloe (e phaphametseng). Mabota a kamore a koahetsoe ka foil ea aluminium, e thehiloeng ka motlakase ho thibela tahlehelo ea likaroloana. Kamore e na le lemati le ka pele le koetsoeng le lumellang hore libaka tsa liteko li behoe holim'a liraka tsa polasetiki, li li phahamise ho tloha holim'a tšepe e tlase ho qoba ho kena-kenana le matla a phahameng a motlakase.
Ho sebetsa hantle ha EWNS ho EPES ho baloa ho latela protocol e ntlafalitsoeng e boletsoeng ho Supplementary Figure S111.
Joaloka kamore ea ho laola, phallo ea bobeli ka kamoreng ea cylindrical e kopantsoe letotong le tsamaiso ea EPES e sebelisang sefahla sa HEPA se bohareng ho tlosa EWNS. Joalokaha ho bontšitsoe feiga. 2c, aerosol ea EWNS e ile ea pompeloa ka likamoreng tse peli tse hokahaneng ka letoto. Sesefa se pakeng tsa phaposi ea taolo le EPES se tlosa EWNS efe kapa efe e setseng e bakang mocheso o tšoanang (T), mongobo o lekanyelitsoeng (RH) le maemo a ozone.
Likokoana-hloko tsa bohlokoa tse jeoang ke lijo li fumanoe li silafatsa lihlahisoa tse ncha tse kang Escherichia coli (ATCC #27325), letšoao la fecal, Salmonella enterica (ATCC #53647), kokoana-hloko ea lijo, Listeria innocua (ATCC #33090), mokhoa o mong oa pathogenic Listeria monocy. , Saccharomyces cerevisiae (ATCC #4098) e le sebaka se seng sa tomoso e senyang, le Mycobacterium parafortuitous (ATCC #19686) e le baktheria e phelang e hanyetsanang le ho feta e ile ea rekoa ho ATCC (Manassas, Virginia).
Reka mabokose a ditamati tsa morara o sa reroang ho tloha mmarakeng wa lehae la hao mme o behe sehatsetsing ka 4°C ho fihlela o sebediswa (ho fihla ho matsatsi a 3). Khetha tamati ho leka ka boholo bo le bong, hoo e ka bang 1/2 inch bophara.
Li-protocols tsa incubation, inoculation, exposure and colony counting li hlalositsoe ka ho qaqileng likhatisong tsa rona tse fetileng mme li hlalositsoe ka ho qaqileng ho Supplementary Data 11. Ts'ebetso ea EWNS e ile ea hlahlojoa ka ho pepesa tamati e kentsoeng ho 40,000 #/cm3 bakeng sa metsotso ea 45. Ka bokhutšoanyane, ka nako t = 0 min, tamati e meraro e ne e sebelisetsoa ho hlahloba likokoana-hloko tse phelang. Litamati tse tharo li ile tsa kenngoa ho EPES 'me tsa pepesetsoa EWNS ho 40,000 #/cc (EWNS pepenene tamati) le tse ling tse tharo li behiloe ka kamoreng ea taolo (tamati ea taolo). Ha ho le e 'ngoe ea lihlopha tsa tamati e ileng ea kenngoa ts'ebetsong e eketsehileng. Litamati le li-control tse hlahisitsoeng ke EWNS li ile tsa tlosoa ka mor'a metsotso e 45 ho hlahloba phello ea EWNS.
Teko ka 'ngoe e entsoe ka makhetlo a mararo. Tlhahlobo ea lintlha e ile ea etsoa ho latela protocol e hlalositsoeng ho Supplementary Data.
E. coli, Enterobacter, le L. innocua baktheria disampole tse pepesehileng ho EWNS (45 min, EWNS aerosol concentration 40,000 #/cm3) le tse sa hlahisoang li ile tsa phunyeletsoa ho hlahloba mekhoa ea ho inctivation. Mocheso o ne o tsitsitse lihora tsa 2 ka mocheso oa motsoako ka tharollo ea 0.1 M sodium cacodylate (pH 7.4) e nang le fixative ea 2.5% glutaraldehyde, 1.25% paraformaldehyde le 0.03% picric acid. Ka mor'a ho hlatsoa, ​​​​li ne li behiloe ka 1% osmium tetroxide (OsO4) / 1.5% potassium ferrocyanide (KFeCN6) bakeng sa 2 h, e hlatsuoa ka makhetlo a 3 ka metsi 'me e kenngoa ka 1% ea uranyl acetate bakeng sa 1 h, ebe e hlatsoa habeli ka metsi. Ka mor'a moo dehydration 10 metsotso e mong le e 50%, 70%, 90%, 100% joala. Joale li-sampuli li ile tsa kenngoa ka propylene oxide bakeng sa hora ea 1 'me li kenngoa ka motsoako oa 1: 1 oa propylene oxide le TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA). Mehlala e kentsoe ho TAAB Epon mme e entsoe ka polymerized ho 60 ° C bakeng sa lihora tse 48. Resin e folisitsoeng ea granular e ile ea khaoloa 'me ea bonoa ke TEM e sebelisa JEOL 1200EX (JEOL, Tokyo, Japan), microscope e tloaelehileng ea phetiso e nang le khamera ea AMT 2k CCD (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, MA, USA).
Liteko tsohle li entsoe ka makhetlo a mararo. Bakeng sa nako e 'ngoe le e 'ngoe, ho hlatsuoa ha baktheria ho ne ho entsoe ka makhetlo a mararo, e leng se ileng sa fella ka kakaretso ea lintlha tse robong ntlha ka 'ngoe, eo karolelano ea eona e neng e sebelisoa e le mahloriso a baktheria bakeng sa sebōpuoa seo. Ho kheloha ho tloaelehileng ho sebelisitsoe joalo ka phoso ea tekanyo. Lintlha tsohle lia baloa.
Logarithm ea ho fokotseha ha bongata ba libaktheria ha e bapisoa le t = 0 min e baloa ho sebelisoa foromo e latelang:
moo C0 e leng bongata ba libaktheria sampuling ea taolo ka nako 0 (ke hore ka mor'a hore bokaholimo bo ome empa pele bo behoa ka kamoreng) 'me Cn ke bongata ba libaktheria holim'a metsi ka mor'a metsotso ea n ea ho pepeseha.
Ho ikarabella bakeng sa ho senyeha ha tlhaho ha libaktheria nakong ea ho pepeseha ha metsotso ea 45, Phokotso ea Log-Log e boetse e baloa ha e bapisoa le taolo ka metsotso ea 45 ka tsela e latelang:
Moo Cn e leng bongata ba libaktheria mohlaleng oa taolo ka nako n le Cn-Control ke mokoloko oa libaktheria tsa taolo ka nako n. Lintlha li hlahisoa e le phokotso ea log ha e bapisoa le taolo (ha ho na tlhahiso ea EWNS).
Nakong ea thuto, metsoako e mengata ea motlakase le sebaka se pakeng tsa nale le electrode ea counter e ile ea hlahlojoa ho latela sebopeho sa Taylor cone, Taylor cone stability, botsitso ba tlhahiso ea EWNS, le ho ikatisa. Likopano tse fapaneng li bonts'itsoe ho Lethathamo la Tlatsetso la S1. Ho ile ha khethoa linyeoe tse peli bakeng sa thuto e feletseng e bontšang thepa e tsitsitseng le e ka ikatisa (Taylor cone, tlhahiso ea EWNS, le botsitso ka nako). Ka feiga. 3 e bonts'a liphetho tsa tefiso, boholo le litaba tsa ROS bakeng sa linyeoe tse peli. Liphetho li boetse li akaretsoa ho Lethathamo la 1. Bakeng sa litšupiso, Setšoantšo sa 3 le Lethathamo la 1 li kenyelletsa thepa ea EWNS8, 9, 10, 11 (ea motheo-EWNS) e sa tsoa etsoa. Lipalopalo tsa bohlokoa tsa lipalo ho sebelisoa tlhahlobo ea t-tailed tse peli li hatisoa hape ho Supplementary Table S2. Ho phaella moo, lintlha tse eketsehileng li kenyelletsa liphuputso tse mabapi le phello ea counter electrode sampling lesoba bophara (D) le sebaka se pakeng tsa eleketrode fatše le ntlha ea nale (L) (Supplementary Figures S2 le S3).
(a–c) Kabo ea boholo ba AFM. (d – f) Tšobotsi ea tefiso ea bokaholimo. (g) Tšobotsi ea ROS le ESR.
Hape ke habohlokoa ho hlokomela hore bakeng sa maemo ohle a ka holimo, maqhubu a ionization a lekantsoeng a ne a le boemong ba 2-6 µA, 'me maqhubu a ne a le ho -3.8 ho -6.5 kV, e leng se ileng sa fella ka tšebeliso ea matla bakeng sa EWNS ena e le 'ngoe e ka tlaase ho 50 mW. . mojule oa tlhahiso. Le hoja EWNS e ile ea etsoa tlas'a khatello e phahameng, maemo a ozone a ne a le tlaase haholo, a sa feteng 60 ppb.
Setšoantšo sa Tlatsetso S4 se bontša libaka tsa motlakase tse etsisitsoeng bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] ka ho latellana. Masimo ho ea ka maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] a baloa e le 2 × 105 V/m le 4.7 × 105 V/m, ka ho latellana. Sena se ka lebelloa, kaha karo-karolelano ea voltage ho sebaka e phahame haholo tabeng ea bobeli.
Ka feiga. 3a,b e bonts'a bophara ba EWNS bo lekantsoeng ka AFM8. Karolelano ea li-diameter tsa EWNS bakeng sa maemo a [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] a ne a baloa e le 27 nm le 19 nm, ka ho latellana. Liphapang tsa maemo a geometri tsa kabo ea likheche [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm] ke 1.41 le 1.45, ka ho latellana, ho bonts'a kabo ea boholo bo moqotetsane. Ka bobeli boholo bo bolelang le phapang e tloaelehileng ea geometri li haufi haholo le motheo-EWNS, e leng 25 nm le 1.41, ka ho latellana. Ka feiga. 3c e bonts'a kabo ea boholo ba EWNS ea motheo e lekantsoeng ka mokhoa o ts'oanang tlas'a maemo a tšoanang.
Ka feiga. 3d, e e bonts'a liphetho tsa sebopeho sa tefiso. Lintlha ke litekanyo tse tloaelehileng tsa litekanyo tse 30 tsa nako e le 'ngoe tsa mahloriso (#/cm3) le hajoale (I). Tlhahlobo e bontša hore tefiso e tloaelehileng ho EWNS ke 22 ± 6 e- le 44 ± 6 e- bakeng sa [-6.5 kV, 4.0 cm] le [-3.8 kV, 0.5 cm], ka ho latellana. Ha ho bapisoa le Baseline-EWNS (10 ± 2 e-), tefiso ea tsona ea bokaholimo e phahame haholo, habeli ea boemo ba [-6.5 kV, 4.0 cm] le makhetlo a mane ho feta ea [-3 .8 kV, 0.5 cm]. 3f e bonts'a data ea mantlha ea tefo ea EWNS.
Ho tsoa 'mapeng oa mahloriso oa linomoro tsa EWNS (Lipalo tse Tlatselletsang S5 le S6), ho ka bonoa hore [-6.5 kV, 4.0 cm] setšoantšo se na le palo e phahameng haholo ea likaroloana ho feta [-3.8 kV, 0.5 cm]. Hape hoa lokela ho hlokomeloa hore litekanyetso tsa linomoro tsa EWNS li ile tsa hlahlojoa ho fihlela lihora tsa 4 (Supplementary Figures S5 le S6), moo botsitso ba moloko oa EWNS bo bontšitseng maemo a tšoanang a palo ea likaroloana maemong ka bobeli.
Setšoantšo sa 3g se bonts'a phallo ea EPR kamora taolo (kamorao) bakeng sa EWNS e ntlafalitsoeng ho [-6.5 kV, 4.0 cm]. Phatlalatso ea ROS e boetse e bapisoa le motheo oa EWNS pampiring e hatisitsoeng pele. Palo e baliloeng ea EWNS e sebetsanang le spin trap ke 7.5 × 104 EWNS/s, e ts'oanang le Baseline-EWNS8 e hatisitsoeng pele. Ponahalo ea EPR e bontšitse ka ho hlaka boteng ba mefuta e 'meli ea ROS, moo O2- e neng e le teng pele, ha OH• e ne e le teng ka tekanyo e nyenyane. Ho feta moo, papiso e tobileng ea matla a holimo e bonts'itse hore EWNS e ntlafalitsoeng e na le litaba tsa ROS tse phahameng haholo ha li bapisoa le EWNS ea mantlha.
Ka feiga. 4 e bonts'a katleho ea ho beha EWNS ho EPES. Lintlha li boetse li akaretsoa ho Lethathamo la I le ho bapisoa le data ea mantlha ea EWNS. Bakeng sa linyeoe tse peli tsa EUNS, deposition e ne e le haufi le 100% esita le ka matla a tlaase a 3.0 kV. Ka tloaelo, 3.0 kV e lekane ho fihlela deposition 100% ho sa tsotelehe phetoho ea tefiso ea bokaholimo. Tlas'a maemo a ts'oanang, katleho ea deposition ea Baseline-EWNS e ne e le 56% feela ka lebaka la tefiso e tlaase (karolelano ea li-electrone tsa 10 ka EWNS).
Figure 5 le Lethathamo la 2 akaretsa tekanyo ea inactivation ea likokoana-hloko inoculated holim'a tamati ka mor'a ho pepesehela hoo e ka bang 40,000 #/cm3 EWNS bakeng sa metsotso e 45 tlas'a boemo ba ho fetisisa [-6.5 kV, 4.0 cm]. Enoculated E. coli le L. innocua li bontšitse ho fokotseha ho hoholo ha 3.8 log ka mor'a metsotso ea 45 ea ho pepeseha. Tlas'a maemo a tšoanang, S. enterica e bontšitse phokotso e tlase ea log ea 2.2 logs, ha S. cerevisiae le M. parafortuitum li bontšitse ho fokotseha ha 1.0 log.
Electron micrographs (Figure 6) e bontšang liphetoho tsa 'mele tse hlahisitsoeng ke EWNS ho E. coli, Salmonella enterica, le L. innocua lisele tse lebisang ho inctivation. Libaktheria tse laolang li ile tsa bontša li-membrane tsa lisele tse sa tsitsang, ha libaktheria tse pepesitsoeng li ne li senyehile lera la ka ntle.
Litšoantšo tsa elektrone tsa taolo le libaktheria tse pepesitsoeng li ile tsa senola tšenyo ea lera.
Lintlha tse mabapi le thepa ea physicochemical ea EWNS e ntlafalitsoeng ka kakaretso e bontša hore thepa ea EWNS (tefiso ea bokaholimo le litaba tsa ROS) e ntlafalitsoe haholo ha e bapisoa le data ea motheo ea EWNS e hatisitsoeng pele8,9,10,11. Ka lehlakoreng le leng, boholo ba bona bo ile ba lula boemong ba nanometer, bo tšoanang haholo le liphello tse hatisitsoeng pele, tse ba lumellang ho lula moeeng nako e telele. Polydispersity e hlokometsoeng e ka hlalosoa ka liphetoho tsa tefiso ea holim'a metsi, tse khethollang boholo ba phello ea Rayleigh, randomness, le ho kopana ho ka bang teng ha EWNS. Leha ho le joalo, joalokaha ho hlalositsoe ka ho qaqileng ke Nielsen et al.22, tefiso e phahameng ea holim'a metsi e fokotsa mouoane ka ho eketsa ka katleho matla a holim'a metsi / tsitsipano ea lerotholi la metsi. Khopolo ena e netefalitsoe ka liteko bakeng sa microdroplets22 le EWNS khatisong ea rona e fetileng8. Tahlehelo ea nako e eketsehileng e ka boela ea ama boholo le ho kenya letsoho kabong ea boholo bo hlokometsoeng.
Ho phaella moo, tefiso ka sebopeho se ka bang 22-44 e-, ho itšetlehile ka maemo, e leng e phahameng haholo ha e bapisoa le EWNS ea motheo, e nang le tefiso ea karolelano ea li-electrone tsa 10 ± 2 ka mohaho. Leha ho le joalo, ho lokela ho hlokomeloa hore ena ke tefiso e tloaelehileng ea EWNS. Seto et al. Ho bonts'itsoe hore tefiso ha e ts'oane mme e latela kabo e tloaelehileng ea log-normal21. Ha ho bapisoa le mosebetsi oa rona oa nakong e fetileng, ho imena habeli tefiso ea holim'a metsi ho eketsa katleho ea tsamaiso ea EPES ho hoo e ka bang 100% 11.