Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் கூடிய உலாவி பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள். சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்). கூடுதலாக, தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்ய, ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தைக் காட்டுகிறோம்.
சமீபத்தில், செயற்கை நீர் நானோ கட்டமைப்புகளைப் (EWNS) பயன்படுத்தி நானோ தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு வேதியியல்-இலவச நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு தளம் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. EWNS கள் அதிக மேற்பரப்பு மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் உணவு மூலம் பரவும் நோய்க்கிருமிகள் உட்பட பல நுண்ணுயிரிகளுடன் தொடர்புகொண்டு செயலிழக்கச் செய்யக்கூடிய எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (ROS) நிறைந்துள்ளன. தொகுப்பின் போது அவற்றின் பண்புகளை நுணுக்கமாகச் சரிசெய்து, அவற்றின் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு திறனை மேலும் மேம்படுத்த மேம்படுத்தலாம் என்பது இங்கே காட்டப்பட்டுள்ளது. தொகுப்பு அளவுருக்களை மாற்றுவதன் மூலம் EWNS இன் பண்புகளை நுணுக்கமாகச் சரிசெய்ய EWNS ஆய்வக தளம் வடிவமைக்கப்பட்டது. EWNS பண்புகளின் (மின்சுமை, அளவு மற்றும் ROS உள்ளடக்கம்) தன்மை நவீன பகுப்பாய்வு முறைகளைப் பயன்படுத்தி செய்யப்பட்டது. கூடுதலாக, எஸ்கெரிச்சியா கோலி, சால்மோனெல்லா என்டெரிகா, லிஸ்டீரியா இன்னோகுவா, மைக்கோபாக்டீரியம் பாரா ஃபோர்டிட்டம் மற்றும் சாக்கரோமைசஸ் செரிவிசியா போன்ற உணவு நுண்ணுயிரிகள் கரிம திராட்சை தக்காளியின் மேற்பரப்பில் அவற்றின் நுண்ணுயிர் செயலிழப்பு திறனை மதிப்பிடுவதற்காக செலுத்தப்பட்டன. இங்கு வழங்கப்பட்ட முடிவுகள், தொகுப்பின் போது EWNS இன் பண்புகளை நுணுக்கமாகச் சரிசெய்ய முடியும் என்பதைக் காட்டுகின்றன, இதன் விளைவாக செயலிழக்கச் செயல்திறனில் அதிவேக அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது. குறிப்பாக, மேற்பரப்பு மின்னூட்டம் நான்கு மடங்கு அதிகரித்தது, மேலும் ROS உள்ளடக்கம் அதிகரித்தது. நுண்ணுயிர் நீக்க விகிதம் நுண்ணுயிரி சார்ந்தது மற்றும் 40,000 #/cm3 EWNS என்ற ஏரோசல் டோஸுக்கு 45 நிமிடங்கள் வெளிப்பட்ட பிறகு 1.0 முதல் 3.8 பதிவு வரை இருந்தது.
நோய்க்கிருமிகள் அல்லது அவற்றின் நச்சுகளை உட்கொள்வதால் ஏற்படும் உணவு மூலம் பரவும் நோய்களுக்கு நுண்ணுயிர் மாசுபாடு முக்கிய காரணமாகும். அமெரிக்காவில் மட்டும் ஒவ்வொரு ஆண்டும் சுமார் 76 மில்லியன் நோய்கள், 325,000 மருத்துவமனைகள் மற்றும் 5,000 இறப்புகளுக்கு உணவு மூலம் பரவும் நோய்கள் காரணமாகின்றன. கூடுதலாக, அமெரிக்காவில் பதிவான அனைத்து உணவு மூலம் பரவும் நோய்களில் 48 சதவீதத்திற்கு புதிய விளைபொருட்களின் அதிகரித்த நுகர்வு காரணம் என்று அமெரிக்க வேளாண்மைத் துறை (USDA) மதிப்பிடுகிறது. அமெரிக்காவில் உணவு மூலம் பரவும் நோய்க்கிருமிகளால் ஏற்படும் நோய் மற்றும் இறப்புக்கான செலவு மிக அதிகமாக உள்ளது, இது நோய் கட்டுப்பாடு மற்றும் தடுப்பு மையங்களால் (CDC) ஆண்டுக்கு US$15.6 பில்லியனுக்கும் அதிகமாக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது3.
தற்போது, ​​உணவுப் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதற்கான வேதியியல்4, கதிர்வீச்சு5 மற்றும் வெப்ப6 நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு தலையீடுகள் முக்கியமாக உற்பத்திச் சங்கிலியில் வரையறுக்கப்பட்ட முக்கியமான கட்டுப்பாட்டுப் புள்ளிகளில் (CCPs) செயல்படுத்தப்படுகின்றன (பொதுவாக அறுவடைக்குப் பிறகு மற்றும்/அல்லது பேக்கேஜிங் செய்யும் போது), புதிய விளைபொருட்கள் குறுக்கு மாசுபாட்டிற்கு உட்பட்ட வகையில் தொடர்ந்து செயல்படுத்தப்படுவதற்குப் பதிலாக 7. உணவு மூலம் பரவும் நோய் மற்றும் உணவு கெட்டுப்போவதை சிறப்பாகக் கட்டுப்படுத்த நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு தலையீடுகள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் பண்ணையிலிருந்து மேசை தொடர்ச்சி முழுவதும் பயன்படுத்தப்படும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. குறைந்த தாக்கம் மற்றும் செலவு.
செயற்கை நீர் நானோ கட்டமைப்புகளைப் (EWNS) பயன்படுத்தி மேற்பரப்புகளிலும் காற்றிலும் பாக்டீரியாவை செயலிழக்கச் செய்ய நானோ தொழில்நுட்பம் சார்ந்த வேதியியல் இல்லாத நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு தளம் சமீபத்தில் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. EVNS இன் தொகுப்புக்கு, இரண்டு இணையான செயல்முறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன: எலக்ட்ரோஸ்ப்ரே மற்றும் நீர் அயனியாக்கம் (படம் 1a). EWNS கள் முன்னர் தனித்துவமான இயற்பியல் மற்றும் உயிரியல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது8,9,10. EWNS ஒரு கட்டமைப்பிற்கு சராசரியாக 10 எலக்ட்ரான்களையும் சராசரி நானோமீட்டர் அளவு 25 nm (படம் 1b,c)8,9,10. கூடுதலாக, எலக்ட்ரான் சுழல் அதிர்வு (ESR) EWNS களில் அதிக அளவு எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (ROS), முக்கியமாக ஹைட்ராக்சில் (OH•) மற்றும் சூப்பர் ஆக்சைடு (O2-) ரேடிக்கல்கள் (படம் 1c) 8 இருப்பதைக் காட்டியது. EWNS கள் நீண்ட நேரம் காற்றில் இருந்தன, மேலும் காற்றில் இடைநிறுத்தப்பட்ட நுண்ணுயிரிகளுடன் மோதக்கூடும், மேலும் அவற்றின் ROS சுமையை வழங்கி நுண்ணுயிர் செயலிழப்புக்கு வழிவகுக்கும் (படம் 1d). இந்த முந்தைய ஆய்வுகள், EWNS, மைக்கோபாக்டீரியா உட்பட பொது சுகாதார முக்கியத்துவம் வாய்ந்த பல்வேறு கிராம்-எதிர்மறை மற்றும் கிராம்-பாசிட்டிவ் பாக்டீரியாக்களுடன் மேற்பரப்புகளிலும் காற்றிலும் தொடர்பு கொண்டு செயலிழக்கச் செய்ய முடியும் என்பதைக் காட்டியது8,9. டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி, செல் சவ்வின் சீர்குலைவால் செயலிழப்பு ஏற்பட்டது என்பதைக் காட்டியது. கூடுதலாக, கடுமையான உள்ளிழுக்கும் ஆய்வுகள், அதிக அளவு EWNS நுரையீரல் சேதம் அல்லது வீக்கத்தை ஏற்படுத்தாது என்பதைக் காட்டுகின்றன8.
(அ) ​​ஒரு தந்துகியை கொண்ட திரவத்திற்கும் எதிர் மின்முனைக்கும் இடையில் உயர் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது எலக்ட்ரோஸ்ப்ரே ஏற்படுகிறது. (ஆ) உயர் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவது இரண்டு வெவ்வேறு நிகழ்வுகளில் விளைகிறது: (i) தண்ணீரை மின் தெளித்தல் மற்றும் (ii) EWNS இல் சிக்கியுள்ள எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (அயனிகள்) உருவாக்கம். (இ) EWNS இன் தனித்துவமான அமைப்பு. (ஈ) EWNS அவற்றின் நானோ அளவிலான தன்மை காரணமாக மிகவும் நகரக்கூடியவை மற்றும் காற்றில் பரவும் நோய்க்கிருமிகளுடன் தொடர்பு கொள்ள முடியும்.
புதிய உணவின் மேற்பரப்பில் உணவு மூலம் பரவும் நுண்ணுயிரிகளை செயலிழக்கச் செய்யும் EWNS நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு தளத்தின் திறனும் சமீபத்தில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. EWNS மேற்பரப்பு மின்னூட்டத்தை ஒரு மின் புலத்துடன் இணைந்து இலக்கு விநியோகத்திற்காகப் பயன்படுத்தலாம் என்பதும் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. மிக முக்கியமாக, E. coli மற்றும் Listeria போன்ற பல்வேறு உணவு நுண்ணுயிரிகளுக்கு எதிரான கரிம தக்காளி செயல்பாட்டில் தோராயமாக 1.4 லாக் குறைப்பு என்ற நம்பிக்கைக்குரிய ஆரம்ப முடிவு, தோராயமாக 50,000#/cm311 செறிவில் EWNS க்கு வெளிப்பட்ட 90 நிமிடங்களுக்குள் காணப்பட்டது. கூடுதலாக, ஆரம்ப ஆர்கனோலெப்டிக் மதிப்பீட்டு சோதனைகள் கட்டுப்பாட்டு தக்காளியுடன் ஒப்பிடும்போது எந்த ஆர்கனோலெப்டிக் விளைவையும் காட்டவில்லை. இந்த ஆரம்ப செயலிழப்பு முடிவுகள் 50,000#/cc என்ற மிகக் குறைந்த EWNS அளவுகளில் கூட உணவுப் பாதுகாப்பை உறுதியளிக்கின்றன. பார்க்கவும், தொற்று மற்றும் கெட்டுப்போகும் அபாயத்தை மேலும் குறைக்க அதிக செயலிழப்பு திறன் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பது தெளிவாகிறது.
இங்கே, தொகுப்பு அளவுருக்களை நன்றாகச் சரிசெய்து, EWNS இன் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகளை அவற்றின் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு திறனை மேம்படுத்த மேம்படுத்த, EWNS தலைமுறை தளத்தை உருவாக்குவது குறித்து எங்கள் ஆராய்ச்சியை மையப்படுத்துவோம். குறிப்பாக, உகப்பாக்கம் அவற்றின் மேற்பரப்பு மின்னூட்டத்தை அதிகரிப்பதில் (இலக்கு விநியோகத்தை மேம்படுத்த) மற்றும் ROS உள்ளடக்கத்தை (செயலிழக்கச் செய்யும் திறனை மேம்படுத்த) கவனம் செலுத்துகிறது. நவீன பகுப்பாய்வு முறைகளைப் பயன்படுத்தியும், E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae மற்றும் M. parafortuitum போன்ற பொதுவான உணவு நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்தியும் உகந்ததாக்கப்பட்ட இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகளின் (அளவு, மின்னூட்டம் மற்றும் ROS உள்ளடக்கம்) சிறப்பியல்புகளை உருவாக்குதல்.
EVNS ஆனது ஒரே நேரத்தில் அதிக தூய்மையான நீரை (18 MΩ செ.மீ–1) மின் தெளிப்பு மற்றும் அயனியாக்கம் செய்வதன் மூலம் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டது. மின்சார அணுவாக்கி 12 பொதுவாக திரவங்கள் மற்றும் செயற்கை பாலிமர் மற்றும் பீங்கான் துகள்கள் 13 மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அளவிலான இழைகள் 14 ஆகியவற்றை அணுவாக்கப் பயன்படுகிறது.
முந்தைய வெளியீடுகள் 8, 9, 10, 11 இல் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு பொதுவான பரிசோதனையில், ஒரு உலோக நுண்குழாய்க்கும் தரையிறக்கப்பட்ட எதிர் மின்முனைக்கும் இடையில் உயர் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயல்முறையின் போது, ​​இரண்டு வெவ்வேறு நிகழ்வுகள் நிகழ்கின்றன: 1) எலக்ட்ரோஸ்ப்ரே மற்றும் 2) நீரின் அயனியாக்கம். இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையில் ஒரு வலுவான மின்சார புலம் அமுக்கப்பட்ட நீரின் மேற்பரப்பில் எதிர்மறை மின்னூட்டங்களை உருவாக்க காரணமாகிறது, இதன் விளைவாக டெய்லர் கூம்புகள் உருவாகின்றன. இதன் விளைவாக, அதிக மின்னூட்டப்பட்ட நீர் துளிகள் உருவாகின்றன, அவை ரேலீ கோட்பாடு 16 இன் படி சிறிய துகள்களாக உடைந்து கொண்டே செல்கின்றன. அதே நேரத்தில், ஒரு வலுவான மின்சார புலம் சில நீர் மூலக்கூறுகளைப் பிரித்து எலக்ட்ரான்களை அகற்றச் செய்கிறது (அயனியாக்கம்), இதன் மூலம் அதிக அளவு எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (ROS) 17 ஐ உருவாக்குகிறது. ஒரே நேரத்தில் உருவாக்கப்பட்ட ROS18 பாக்கெட்டுகள் EWNS இல் இணைக்கப்பட்டன (படம் 1c).
படம் 2a இல், இந்த ஆய்வில் EWNS தொகுப்பில் உருவாக்கப்பட்டு பயன்படுத்தப்படும் EWNS தலைமுறை அமைப்பு காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒரு மூடிய பாட்டிலில் சேமிக்கப்பட்ட சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர் ஒரு டெல்ஃபான் குழாய் (2 மிமீ உள் விட்டம்) வழியாக 30G துருப்பிடிக்காத எஃகு ஊசிக்கு (உலோக தந்துகிகள்) செலுத்தப்பட்டது. படம் 2b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பாட்டிலுக்குள் இருக்கும் காற்று அழுத்தத்தால் நீர் ஓட்டம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. ஊசி ஒரு டெல்ஃபான் கன்சோலுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது கவுண்டர் மின்முனையிலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்திற்கு கைமுறையாக சரிசெய்யப்படலாம். கவுண்டர் மின்முனை என்பது மாதிரி எடுப்பதற்காக நடுவில் ஒரு துளையுடன் கூடிய பளபளப்பான அலுமினிய வட்டு ஆகும். கவுண்டர் மின்முனைக்கு கீழே ஒரு அலுமினிய மாதிரி புனல் உள்ளது, இது ஒரு மாதிரி போர்ட் வழியாக சோதனை அமைப்பின் மீதமுள்ள பகுதியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது (படம் 2b). துகள் மாதிரியை சிதைக்கக்கூடிய சார்ஜ் குவிவதைத் தவிர்க்க அனைத்து மாதிரி கூறுகளும் மின்சாரம் மூலம் தரையிறக்கப்பட்டுள்ளன.
(அ) ​​பொறியியல் நீர் நானோ கட்டமைப்பு உற்பத்தி அமைப்பு (EWNS). (ஆ) மிக முக்கியமான அளவுருக்களைக் காட்டும் மாதிரி மற்றும் எலக்ட்ரோஸ்ப்ரே அலகின் குறுக்குவெட்டு. (இ) பாக்டீரியா செயலிழப்புக்கான பரிசோதனை அமைப்பு.
மேலே விவரிக்கப்பட்ட EWNS தலைமுறை அமைப்பு, EWNS பண்புகளை நன்றாகச் சரிசெய்ய உதவும் வகையில் முக்கிய இயக்க அளவுருக்களை மாற்றும் திறன் கொண்டது. EWNS பண்புகளை நன்றாகச் சரிசெய்ய, பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தம் (V), ஊசி மற்றும் எதிர் மின்முனை (L) இடையேயான தூரம் மற்றும் தந்துகியின் வழியாக நீர் ஓட்டம் (φ) ஆகியவற்றை சரிசெய்யவும். வெவ்வேறு சேர்க்கைகளைக் குறிக்க [V (kV), L (cm)] குறியீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட தொகுப்பின் [V, L] நிலையான டெய்லர் கூம்பைப் பெற நீர் ஓட்டத்தை சரிசெய்யவும். இந்த ஆய்வின் நோக்கங்களுக்காக, எதிர் மின்முனையின் (D) துளை 0.5 அங்குலமாக (1.29 செ.மீ) அமைக்கப்பட்டது.
வரையறுக்கப்பட்ட வடிவியல் மற்றும் சமச்சீரற்ற தன்மை காரணமாக, மின்சார புல வலிமையை முதல் கொள்கைகளிலிருந்து கணக்கிட முடியாது. அதற்கு பதிலாக, QuickField™ மென்பொருள் (Svendborg, Denmark)19 மின்சார புலத்தைக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்பட்டது. மின்சார புலம் சீரானது அல்ல, எனவே தந்துகியின் நுனியில் உள்ள மின்சார புலத்தின் மதிப்பு பல்வேறு உள்ளமைவுகளுக்கு குறிப்பு மதிப்பாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
ஆய்வின் போது, ​​ஊசிக்கும் எதிர் மின்முனைக்கும் இடையிலான மின்னழுத்தம் மற்றும் தூரத்தின் பல சேர்க்கைகள் டெய்லர் கூம்பு உருவாக்கம், டெய்லர் கூம்பு நிலைத்தன்மை, EWNS உற்பத்தி நிலைத்தன்மை மற்றும் மறுஉருவாக்கம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மதிப்பீடு செய்யப்பட்டன. பல்வேறு சேர்க்கைகள் துணை அட்டவணை S1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
EWNS தலைமுறை அமைப்பின் வெளியீடு துகள் எண் செறிவை அளவிட ஸ்கேனிங் மொபிலிட்டி பார்ட்டிகல் சைசருடன் (SMPS, மாடல் 3936, TSI, ஷோர்வியூ, மினசோட்டா) நேரடியாக இணைக்கப்பட்டது. மேலும், எங்கள் முந்தைய வெளியீட்டில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, ஏரோசல் ஓட்டங்களை அளவிட ஃபாரடே ஏரோசல் எலக்ட்ரோமீட்டருடன் (TSI, மாடல் 3068B, ஷோர்வியூ, USA) பயன்படுத்தப்பட்டது. MN) ஏரோசல் ஓட்டங்களை அளவிட பயன்படுத்தப்பட்டது. SMPS மற்றும் ஏரோசல் எலக்ட்ரோமீட்டர் இரண்டும் 0.5 L/min ஓட்ட விகிதத்தில் மாதிரி எடுக்கப்பட்டன (மொத்த மாதிரி ஓட்டம் 1 L/min). துகள் செறிவுகள் மற்றும் ஏரோசல் பாய்வுகள் 120 வினாடிகளுக்கு அளவிடப்பட்டன. அளவீட்டை 30 முறை மீண்டும் செய்யவும். மொத்த ஏரோசல் கட்டணம் தற்போதைய அளவீடுகளிலிருந்து கணக்கிடப்படுகிறது, மேலும் சராசரி EWNS கட்டணம் மாதிரி எடுக்கப்பட்ட மொத்த EWNS துகள்களின் எண்ணிக்கையிலிருந்து மதிப்பிடப்படுகிறது. EWNS இன் சராசரி செலவை சமன்பாடு (1) ஐப் பயன்படுத்தி கணக்கிடலாம்:
இங்கு IEl என்பது அளவிடப்பட்ட மின்னோட்டமாகும், NSMPS என்பது SMPS உடன் அளவிடப்படும் எண் செறிவு ஆகும், மேலும் φEl என்பது எலக்ட்ரோமீட்டருக்கான ஓட்ட விகிதம் ஆகும்.
ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம் (RH) மேற்பரப்பு மின்னூட்டத்தை பாதிப்பதால், பரிசோதனையின் போது வெப்பநிலை மற்றும் (RH) முறையே 21°C மற்றும் 45% இல் நிலையானதாக வைக்கப்பட்டன.
EWNS இன் அளவு மற்றும் ஆயுட்காலத்தை அளவிட அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM), அசைலம் MFP-3D (அசைலம் ஆராய்ச்சி, சாண்டா பார்பரா, CA) மற்றும் AC260T ஆய்வு (ஒலிம்பஸ், டோக்கியோ, ஜப்பான்) ஆகியவை பயன்படுத்தப்பட்டன. AFM ஸ்கேன் வீதம் 1 Hz மற்றும் ஸ்கேன் பரப்பளவு 5 µm×5 µm ஆகும், இதில் 256 ஸ்கேன் கோடுகள் உள்ளன. அனைத்து படங்களும் அசைலம் மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி முதல் வரிசை பட சீரமைப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்டன (100 nm வரம்பு மற்றும் 100 pm வரம்பு கொண்ட முகமூடி).
மாதிரி புனலை அகற்றி, மைக்கா மேற்பரப்பை எதிர் மின்முனையிலிருந்து சராசரியாக 120 வினாடிகள் தூரத்தில் வைக்கவும், இதனால் துகள்கள் ஒன்றிணைந்து மைக்கா மேற்பரப்பில் ஒழுங்கற்ற நீர்த்துளிகள் உருவாகுவதைத் தவிர்க்கலாம். புதிதாக வெட்டப்பட்ட மைக்கா மேற்பரப்புகளில் (டெட் பெல்லா, ரெடிங், CA) EWNS நேரடியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. தெளித்த உடனேயே, மைக்கா மேற்பரப்பு AFM ஐப் பயன்படுத்தி காட்சிப்படுத்தப்பட்டது. புதிதாக வெட்டப்பட்ட மாற்றப்படாத மைக்காவின் மேற்பரப்பு தொடர்பு கோணம் 0° க்கு அருகில் உள்ளது, எனவே EWNS மைக்கா மேற்பரப்பில் ஒரு குவிமாட வடிவத்தில் பரவுகிறது20. பரவும் நீர்த்துளிகளின் விட்டம் (a) மற்றும் உயரம் (h) ஆகியவை AFM நிலப்பரப்பிலிருந்து நேரடியாக அளவிடப்பட்டு, முன்னர் சரிபார்க்கப்பட்ட எங்கள் முறையைப் பயன்படுத்தி குவிமாட பரவல் தொகுதி EWNS ஐக் கணக்கிடப் பயன்படுத்தப்பட்டன8. உள் EVNS ஒரே அளவைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதினால், சமமான விட்டத்தை சமன்பாடு (2) இலிருந்து கணக்கிடலாம்:
முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட எங்கள் முறைக்கு இணங்க, EWNS இல் குறுகிய கால தீவிர இடைநிலைகள் இருப்பதைக் கண்டறிய எலக்ட்ரான் சுழல் ஒத்ததிர்வு (ESR) சுழல் பொறி பயன்படுத்தப்பட்டது. 235 mM DEPMPO (5-(டைதாக்ஸிபாஸ்போரில்)-5-மெத்தில்-1-பைரோலின்-N-ஆக்சைடு) (ஆக்ஸிஸ் இன்டர்நேஷனல் இன்க்., போர்ட்லேண்ட், ஓரிகான்) கொண்ட ஒரு கரைசல் வழியாக ஏரோசோல்கள் அனுப்பப்பட்டன. அனைத்து EPR அளவீடுகளும் ப்ரூக்கர் EMX ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் (ப்ரூக்கர் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் இன்க். பில்லெரிகா, MA, USA) மற்றும் பிளாட் செல் வரிசைகளைப் பயன்படுத்தி செய்யப்பட்டன. தரவைச் சேகரித்து பகுப்பாய்வு செய்ய அக்விசிட் மென்பொருள் (ப்ரூக்கர் இன்ஸ்ட்ரூமென்ட்ஸ் இன்க். பில்லெரிகா, MA, USA) பயன்படுத்தப்பட்டது. ROS குணாதிசயம் ஒரு குறிப்பிட்ட இயக்க நிலைமைகளுக்கு மட்டுமே செய்யப்பட்டது [-6.5 kV, 4.0 செ.மீ]. தாக்கத்தில் EWNS இழப்பைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொண்ட பிறகு SMPS ஐப் பயன்படுத்தி EWNS செறிவுகள் அளவிடப்பட்டன.
205 இரட்டை பீம் ஓசோன் மானிட்டர்™ (2B டெக்னாலஜிஸ், போல்டர், கோ)8,9,10 ஐப் பயன்படுத்தி ஓசோன் அளவுகள் கண்காணிக்கப்பட்டன.
அனைத்து EWNS பண்புகளுக்கும், அளவீட்டு மதிப்பு அளவீடுகளின் சராசரியாகும், மேலும் அளவீட்டு பிழை நிலையான விலகலாகும். உகந்த EWNS பண்புக்கூறின் மதிப்பை அடிப்படை EWNS இன் தொடர்புடைய மதிப்புடன் ஒப்பிடுவதற்கு ஒரு t-சோதனை செய்யப்பட்டது.
படம் 2c, EWNS11 ஐ மேற்பரப்புகளுக்கு இலக்காகக் கொள்ளப் பயன்படுத்தக்கூடிய, முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட மற்றும் வகைப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் மழைப்பொழிவு பாஸ் த்ரூ சிஸ்டம் (EPES) ஐக் காட்டுகிறது. EPES, இலக்கின் மேற்பரப்பில் நேரடியாக "சுட்டிக்காட்ட" ஒரு வலுவான மின்சார புலத்துடன் இணைந்து EPES மின்னூட்டத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. Pyrgiotakis et al.11 இன் சமீபத்திய வெளியீட்டில் EPES அமைப்பின் விவரங்கள் வழங்கப்பட்டுள்ளன. எனவே, EPES ஒரு 3D அச்சிடப்பட்ட PVC அறையைக் கொண்டுள்ளது, இது குறுகலான முனைகளுடன் நடுவில் 15.24 செ.மீ இடைவெளியில் இரண்டு இணையான துருப்பிடிக்காத எஃகு (304 துருப்பிடிக்காத எஃகு, கண்ணாடி பாலிஷ் செய்யப்பட்ட) உலோகத் தகடுகளைக் கொண்டுள்ளது. பலகைகள் வெளிப்புற உயர் மின்னழுத்த மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டன (Bertran 205B-10R, Spellman, Hauppauge, NY), கீழ் பலகை எப்போதும் நேர்மறையாக இருந்தது மற்றும் மேல் பலகை எப்போதும் தரையிறக்கப்பட்டது (மிதக்கும்). அறை சுவர்கள் அலுமினியத் தகடுடன் மூடப்பட்டிருக்கும், இது துகள் இழப்பைத் தடுக்க மின்சாரம் தரையிறக்கப்பட்டுள்ளது. அறையில் சீல் செய்யப்பட்ட முன் ஏற்றுதல் கதவு உள்ளது, இது சோதனை மேற்பரப்புகளை பிளாஸ்டிக் ரேக்குகளில் வைக்க அனுமதிக்கிறது, உயர் மின்னழுத்த குறுக்கீட்டைத் தவிர்க்க கீழ் உலோகத் தட்டிலிருந்து அவற்றைத் தூக்குகிறது.
துணை படம் S111 இல் விவரிக்கப்பட்டுள்ள முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட நெறிமுறையின்படி EPES இல் EWNS இன் படிவு திறன் கணக்கிடப்பட்டது.
ஒரு கட்டுப்பாட்டு அறையாக, உருளை அறை வழியாக இரண்டாவது ஓட்டம் EPES அமைப்புடன் தொடரில் இணைக்கப்பட்டு, EWNS ஐ அகற்ற இடைநிலை HEPA வடிகட்டியைப் பயன்படுத்துகிறது. படம் 2c இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, EWNS ஏரோசல் தொடரில் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு அறைகள் வழியாக பம்ப் செய்யப்பட்டது. கட்டுப்பாட்டு அறைக்கும் EPES க்கும் இடையிலான வடிகட்டி மீதமுள்ள EWNS ஐ நீக்குகிறது, இதன் விளைவாக அதே வெப்பநிலை (T), ஒப்பீட்டு ஈரப்பதம் (RH) மற்றும் ஓசோன் அளவுகள் ஏற்படுகின்றன.
புதிய விளைபொருட்களை மாசுபடுத்தும் முக்கியமான உணவு மூலம் பரவும் நுண்ணுயிரிகள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன, அவை மலக் குறிகாட்டியான எஸ்கெரிச்சியா கோலி (ATCC #27325), உணவில் பரவும் நோய்க்கிருமியான சால்மோனெல்லா என்டெரிகா (ATCC #53647), நோய்க்கிருமி லிஸ்டீரியா மோனோசைட்டோஜீன்களுக்கு மாற்றான லிஸ்டீரியா இன்னோகுவா (ATCC #33090), கெட்டுப்போகும் ஈஸ்டுக்கு மாற்றாக சாக்கரோமைசஸ் செரிவிசியா (ATCC #4098), மற்றும் அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட உயிருள்ள பாக்டீரியாவாக மைக்கோபாக்டீரியம் பாராஃபோர்டுயிட்டஸ் (ATCC #19686) ஆகியவை ATCC (மனாசாஸ், வர்ஜீனியா) இலிருந்து வாங்கப்பட்டன.
உங்கள் உள்ளூர் சந்தையில் இருந்து தற்செயலாக ஆர்கானிக் திராட்சை தக்காளி பெட்டிகளை வாங்கி, 4°C வெப்பநிலையில் குளிர்சாதன பெட்டியில் வைத்துப் பயன்படுத்துங்கள் (3 நாட்கள் வரை). ஒரு அளவு, சுமார் 1/2 அங்குல விட்டம் கொண்ட தக்காளியைத் தேர்ந்தெடுத்து பரிசோதிக்கவும்.
அடைகாத்தல், தடுப்பூசி போடுதல், வெளிப்பாடு மற்றும் காலனி எண்ணிக்கை ஆகியவற்றுக்கான நெறிமுறைகள் எங்கள் முந்தைய வெளியீடுகளில் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் துணைத் தரவு 11 இல் விரிவாக விளக்கப்பட்டுள்ளன. தடுப்பூசி போடப்பட்ட தக்காளியை 45 நிமிடங்களுக்கு 40,000 #/cm3 க்கு வெளிப்படுத்துவதன் மூலம் EWNS செயல்திறன் மதிப்பிடப்பட்டது. சுருக்கமாக, t = 0 நிமிட நேரத்தில், உயிர்வாழும் நுண்ணுயிரிகளை மதிப்பிடுவதற்கு மூன்று தக்காளிகள் பயன்படுத்தப்பட்டன. மூன்று தக்காளிகள் EPES இல் வைக்கப்பட்டு 40,000 #/cc (EWNS வெளிப்படும் தக்காளி) இல் EWNS க்கு வெளிப்படுத்தப்பட்டன, மேலும் மூன்று தக்காளிகள் கட்டுப்பாட்டு அறையில் (கட்டுப்பாட்டு தக்காளி) வைக்கப்பட்டன. தக்காளி குழுக்கள் எதுவும் கூடுதல் செயலாக்கத்திற்கு உட்படுத்தப்படவில்லை. EWNS இன் விளைவை மதிப்பிடுவதற்காக 45 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு EWNS- வெளிப்படும் தக்காளி மற்றும் கட்டுப்பாடுகள் அகற்றப்பட்டன.
ஒவ்வொரு பரிசோதனையும் மும்மடங்காக மேற்கொள்ளப்பட்டது. துணைத் தரவுகளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள நெறிமுறையின்படி தரவு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.
EWNS (45 நிமிடம், EWNS ஏரோசல் செறிவு 40,000 #/cm3) க்கு வெளிப்படும் மற்றும் வெளிப்படுத்தப்படாத E. coli, Enterobacter மற்றும் L. innocua பாக்டீரியா மாதிரிகள் செயலிழப்பு வழிமுறைகளை மதிப்பிடுவதற்கு துகள்களாகப் பிரிக்கப்பட்டன. 0.1 M சோடியம் ககோடைலேட் கரைசலில் (pH 7.4) அறை வெப்பநிலையில் 2 மணி நேரம் வீழ்படிவு நிலைப்படுத்தப்பட்டது, 2.5% குளுடரால்டிஹைடு, 1.25% பாராஃபோர்மால்டிஹைடு மற்றும் 0.03% பிக்ரிக் அமிலம் ஆகியவற்றின் நிலைப்படுத்தியுடன். கழுவிய பின், அவை 1% ஆஸ்மியம் டெட்ராக்சைடு (OsO4)/1.5% பொட்டாசியம் ஃபெரோசயனைடு (KFeCN6) உடன் 2 மணி நேரம் நிலைப்படுத்தப்பட்டு, 3 முறை தண்ணீரில் கழுவப்பட்டு, 1% யுரேனைல் அசிடேட்டில் 1 மணி நேரம் அடைகாக்கப்பட்டு, பின்னர் இரண்டு முறை தண்ணீரில் கழுவப்பட்டன. பின்னர் 50%, 70%, 90%, 100% ஆல்கஹால் ஒவ்வொன்றும் 10 நிமிடங்கள் நீரிழப்பு செய்யப்பட்டது. பின்னர் மாதிரிகள் 1 மணி நேரம் புரோபிலீன் ஆக்சைடில் வைக்கப்பட்டு, 1:1 என்ற விகிதத்தில் புரோபிலீன் ஆக்சைடு மற்றும் TAAP Epon (Marivac Canada Inc. St. Laurent, CA) கலவையுடன் செறிவூட்டப்பட்டன. மாதிரிகள் TAAB Epon இல் பதிக்கப்பட்டு 60°C வெப்பநிலையில் 48 மணி நேரம் பாலிமரைஸ் செய்யப்பட்டன. குணப்படுத்தப்பட்ட சிறுமணி பிசின், AMT 2k CCD கேமராவுடன் பொருத்தப்பட்ட ஒரு வழக்கமான டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியான JEOL 1200EX (JEOL, டோக்கியோ, ஜப்பான்) ஐப் பயன்படுத்தி TEM ஆல் வெட்டப்பட்டு காட்சிப்படுத்தப்பட்டது (Advanced Microscopy Techniques, Corp., Woburn, MA, USA).
அனைத்து சோதனைகளும் மும்மடங்காக மேற்கொள்ளப்பட்டன. ஒவ்வொரு நேரப் புள்ளிக்கும், பாக்டீரியா கழுவல்கள் மும்மடங்காக பூசப்பட்டன, இதன் விளைவாக ஒரு புள்ளிக்கு மொத்தம் ஒன்பது தரவு புள்ளிகள் கிடைத்தன, அவற்றின் சராசரி அந்த குறிப்பிட்ட உயிரினத்திற்கான பாக்டீரியா செறிவாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. அளவீட்டுப் பிழையாக நிலையான விலகல் பயன்படுத்தப்பட்டது. அனைத்து புள்ளிகளும் கணக்கிடப்படுகின்றன.
t = 0 நிமிடத்துடன் ஒப்பிடும்போது பாக்டீரியாவின் செறிவு குறைவதற்கான மடக்கை பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்பட்டது:
இங்கு C0 என்பது கட்டுப்பாட்டு மாதிரியில் 0 நேரத்தில் (அதாவது மேற்பரப்பு காய்ந்த பிறகு ஆனால் அறையில் வைக்கப்படுவதற்கு முன்பு) பாக்டீரியாக்களின் செறிவு ஆகும், மேலும் Cn என்பது வெளிப்பாட்டின் n நிமிடங்களுக்குப் பிறகு மேற்பரப்பில் உள்ள பாக்டீரியாக்களின் செறிவு ஆகும்.
45 நிமிட வெளிப்பாடு காலத்தில் பாக்டீரியாவின் இயற்கையான சிதைவைக் கணக்கிட, 45 நிமிடங்களில் கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது லாக்-ரிடக்ஷன் பின்வருமாறு கணக்கிடப்பட்டது:
இங்கு Cn என்பது n நேரத்தில் கட்டுப்பாட்டு மாதிரியில் உள்ள பாக்டீரியாக்களின் செறிவு மற்றும் Cn-Control என்பது n நேரத்தில் கட்டுப்பாட்டு பாக்டீரியாக்களின் செறிவு ஆகும். தரவு கட்டுப்பாட்டுடன் ஒப்பிடும்போது ஒரு பதிவு குறைப்பாக வழங்கப்படுகிறது (EWNS வெளிப்பாடு இல்லை).
ஆய்வின் போது, ​​ஊசிக்கும் எதிர் மின்முனைக்கும் இடையிலான மின்னழுத்தம் மற்றும் தூரத்தின் பல சேர்க்கைகள் டெய்லர் கூம்பு உருவாக்கம், டெய்லர் கூம்பு நிலைத்தன்மை, EWNS உற்பத்தி நிலைத்தன்மை மற்றும் மறுஉருவாக்கம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மதிப்பீடு செய்யப்பட்டன. பல்வேறு சேர்க்கைகள் துணை அட்டவணை S1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. நிலையான மற்றும் மறுஉருவாக்கம் செய்யக்கூடிய பண்புகளைக் காட்டும் முழுமையான ஆய்வுக்கு இரண்டு வழக்குகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன (டெய்லர் கூம்பு, EWNS உற்பத்தி மற்றும் காலப்போக்கில் நிலைத்தன்மை). படம் 3 இல் இரண்டு நிகழ்வுகளுக்கான ROS இன் கட்டணம், அளவு மற்றும் உள்ளடக்கம் குறித்த முடிவுகளைக் காட்டுகிறது. முடிவுகள் அட்டவணை 1 இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. குறிப்புக்காக, படம் 3 மற்றும் அட்டவணை 1 இல் முன்னர் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட உகந்ததாக்கப்படாத EWNS8, 9, 10, 11 (அடிப்படை-EWNS) இன் பண்புகள் அடங்கும். இரண்டு வால் கொண்ட t-சோதனையைப் பயன்படுத்தி புள்ளிவிவர முக்கியத்துவம் கணக்கீடுகள் துணை அட்டவணை S2 இல் மீண்டும் வெளியிடப்பட்டுள்ளன. கூடுதலாக, கூடுதல் தரவுகளில் எதிர் மின்முனை மாதிரி துளை விட்டம் (D) மற்றும் தரை மின்முனைக்கும் ஊசியின் நுனிக்கும் (L) இடையிலான தூரம் (துணை புள்ளிவிவரங்கள் S2 மற்றும் S3) ஆகியவற்றின் விளைவு பற்றிய ஆய்வுகள் அடங்கும்.
(a–c) AFM அளவு பரவல். (d – f) மேற்பரப்பு மின்னூட்ட பண்பு. (g) ROS மற்றும் ESR இன் பண்பு.
மேற்கூறிய அனைத்து நிலைமைகளுக்கும், அளவிடப்பட்ட அயனியாக்கம் மின்னோட்டங்கள் 2-6 µA வரம்பிலும், மின்னழுத்தங்கள் -3.8 முதல் -6.5 kV வரம்பிலும் இருந்தன என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டியது அவசியம், இதன் விளைவாக இந்த ஒற்றை-முனைய EWNS க்கு 50 mW க்கும் குறைவான மின் நுகர்வு ஏற்பட்டது. . உற்பத்தி தொகுதி. EWNS உயர் அழுத்தத்தின் கீழ் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டாலும், ஓசோன் அளவுகள் மிகக் குறைவாக இருந்தன, ஒருபோதும் 60 ppb ஐ தாண்டவில்லை.
துணை படம் S4, [-6.5 kV, 4.0 cm] மற்றும் [-3.8 kV, 0.5 cm] காட்சிகளுக்கான உருவகப்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலங்களை முறையே காட்டுகிறது. காட்சிகளின்படி புலங்கள் [-6.5 kV, 4.0 cm] மற்றும் [-3.8 kV, 0.5 cm] முறையே 2 × 105 V/m மற்றும் 4.7 × 105 V/m என கணக்கிடப்படுகின்றன. இரண்டாவது வழக்கில் மின்னழுத்தத்திற்கும் தூரத்திற்கும் இடையிலான விகிதம் மிக அதிகமாக இருப்பதால் இது எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
படம் 3a,b இல் AFM8 உடன் அளவிடப்பட்ட EWNS விட்டம் காட்டப்பட்டுள்ளது. [-6.5 kV, 4.0 cm] மற்றும் [-3.8 kV, 0.5 cm] காட்சிகளுக்கான சராசரி EWNS விட்டங்கள் முறையே 27 nm மற்றும் 19 nm என கணக்கிடப்பட்டன. [-6.5 kV, 4.0 cm] மற்றும் [-3.8 kV, 0.5 cm] நிகழ்வுகளுக்கான விநியோகங்களின் வடிவியல் நிலையான விலகல்கள் முறையே 1.41 மற்றும் 1.45 ஆகும், இது ஒரு குறுகிய அளவு பரவலைக் குறிக்கிறது. சராசரி அளவு மற்றும் வடிவியல் நிலையான விலகல் இரண்டும் அடிப்படை-EWNS க்கு மிக அருகில் உள்ளன, அவை முறையே 25 nm மற்றும் 1.41 ஆகும். படம் 3c இல் அதே நிலைமைகளின் கீழ் அதே முறையைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்ட அடிப்படை EWNS இன் அளவு பரவலைக் காட்டுகிறது.
படம் 3d இல், e என்பது மின்னூட்ட பண்புகளின் முடிவுகளைக் காட்டுகிறது. தரவு என்பது செறிவு (#/cm3) மற்றும் மின்னோட்டம் (I) ஆகியவற்றின் ஒரே நேரத்தில் 30 அளவீடுகளின் சராசரி அளவீடுகள் ஆகும். பகுப்பாய்வு EWNS இல் சராசரி மின்னூட்டம் முறையே 22 ± 6 e- மற்றும் 44 ± 6 e- [-6.5 kV, 4.0 cm] மற்றும் [-3.8 kV, 0.5 cm] க்குக் காட்டுகிறது. அடிப்படை-EWNS (10 ± 2 e-) உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அவற்றின் மேற்பரப்பு மின்னூட்டம் கணிசமாக அதிகமாக உள்ளது, [-6.5 kV, 4.0 cm] காட்சியை விட இரண்டு மடங்கு மற்றும் [-3 .8 kV, 0.5 cm] ஐ விட நான்கு மடங்கு. 3f அடிப்படை EWNS கட்டணத் தரவைக் காட்டுகிறது.
EWNS எண் செறிவு வரைபடங்களிலிருந்து (துணை படங்கள் S5 மற்றும் S6), [-6.5 kV, 4.0 செ.மீ] காட்சியில் [-3.8 kV, 0.5 செ.மீ] காட்சியை விட கணிசமாக அதிக எண்ணிக்கையிலான துகள்கள் இருப்பதைக் காணலாம். EWNS எண் செறிவுகள் 4 மணிநேரம் வரை கண்காணிக்கப்பட்டன என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும் (துணை படங்கள் S5 மற்றும் S6), அங்கு EWNS தலைமுறை நிலைத்தன்மை இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் துகள் எண் செறிவுகளின் அதே அளவைக் காட்டியது.
படம் 3g, [-6.5 kV, 4.0 செ.மீ] இல் உகந்த EWNS க்கான கட்டுப்பாட்டு (பின்னணி) கழித்தலுக்குப் பிறகு EPR நிறமாலையைக் காட்டுகிறது. முன்னர் வெளியிடப்பட்ட ஆய்வறிக்கையில் ROS நிறமாலை EWNS அடிப்படையுடன் ஒப்பிடப்படுகிறது. சுழல் பொறியுடன் வினைபுரியும் EWNSகளின் கணக்கிடப்பட்ட எண்ணிக்கை 7.5 × 104 EWNS/s ஆகும், இது முன்னர் வெளியிடப்பட்ட அடிப்படை-EWNS8 ஐப் போன்றது. EPR நிறமாலை இரண்டு வகையான ROS இருப்பதை தெளிவாகக் குறிக்கிறது, அங்கு O2- ஆதிக்கம் செலுத்தியது, அதே நேரத்தில் OH• சிறிய அளவில் இருந்தது. கூடுதலாக, உச்ச தீவிரங்களின் நேரடி ஒப்பீடு, உகந்த EWNS அடிப்படை EWNS உடன் ஒப்பிடும்போது கணிசமாக அதிக ROS உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.
படம் 4 இல் EPES இல் EWNS இன் படிவுத் திறன் காட்டப்பட்டுள்ளது. தரவு அட்டவணை I இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் அசல் EWNS தரவுகளுடன் ஒப்பிடப்பட்டுள்ளது. இரண்டு EUNS நிகழ்வுகளுக்கும், 3.0 kV குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் கூட படிவு 100% க்கு அருகில் இருந்தது. பொதுவாக, மேற்பரப்பு மின்னூட்ட மாற்றத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் 100% படிவை அடைய 3.0 kV போதுமானது. அதே நிலைமைகளின் கீழ், குறைந்த மின்னூட்டம் (EWNS க்கு சராசரியாக 10 எலக்ட்ரான்கள்) காரணமாக அடிப்படை-EWNS இன் படிவுத் திறன் 56% மட்டுமே இருந்தது.
படம் 5 மற்றும் அட்டவணை 2, உகந்த சூழ்நிலையில் [-6.5 kV, 4.0 செ.மீ] 45 நிமிடங்களுக்கு தோராயமாக 40,000 #/cm3 EWNS க்கு வெளிப்படுத்தப்பட்ட பிறகு தக்காளியின் மேற்பரப்பில் தடுப்பூசி போடப்பட்ட நுண்ணுயிரிகளின் செயலிழப்பு அளவை சுருக்கமாகக் கூறுகின்றன. தடுப்பூசி போடப்பட்ட E. coli மற்றும் L. innocua 45 நிமிட வெளிப்பாட்டிற்குப் பிறகு 3.8 log இன் குறிப்பிடத்தக்க குறைப்பைக் காட்டின. அதே நிலைமைகளின் கீழ், S. enterica 2.2 logs இன் குறைந்த பதிவு குறைப்பைக் காட்டியது, அதே நேரத்தில் S. cerevisiae மற்றும் M. parafortuitum 1.0 log குறைப்பைக் காட்டியது.
E. coli, Salmonella enterica மற்றும் L. innocua செல்களில் EWNS தூண்டி செயலிழக்க வழிவகுக்கும் இயற்பியல் மாற்றங்களை சித்தரிக்கும் எலக்ட்ரான் நுண்வரைபடங்கள் (படம் 6). கட்டுப்பாட்டு பாக்டீரியாக்கள் அப்படியே செல் சவ்வுகளைக் காட்டின, அதே நேரத்தில் வெளிப்படும் பாக்டீரியாக்கள் வெளிப்புற சவ்வுகளை சேதப்படுத்தின.
கட்டுப்பாட்டு மற்றும் வெளிப்படும் பாக்டீரியாக்களின் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி இமேஜிங் சவ்வு சேதத்தை வெளிப்படுத்தியது.
மேம்படுத்தப்பட்ட EWNS இன் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகள் பற்றிய தரவு, முன்னர் வெளியிடப்பட்ட EWNS அடிப்படை தரவு8,9,10,11 உடன் ஒப்பிடும்போது EWNS பண்புகள் (மேற்பரப்பு மின்னூட்டம் மற்றும் ROS உள்ளடக்கம்) கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டிருப்பதைக் காட்டுகிறது. மறுபுறம், அவற்றின் அளவு நானோமீட்டர் வரம்பில் இருந்தது, இது முன்னர் வெளியிடப்பட்ட முடிவுகளுக்கு மிகவும் ஒத்திருக்கிறது, இது நீண்ட காலத்திற்கு காற்றில் இருக்க அனுமதிக்கிறது. ரேலீ விளைவின் அளவு, சீரற்ற தன்மை மற்றும் EWNS இன் சாத்தியமான இணைப்பு ஆகியவற்றை தீர்மானிக்கும் மேற்பரப்பு மின்னூட்டத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் கவனிக்கப்பட்ட பாலிடிஸ்பர்சிட்டியை விளக்க முடியும். இருப்பினும், நீல்சன் மற்றும் பலர் விவரித்தபடி.22, அதிக மேற்பரப்பு மின்னூட்டம் நீர் துளியின் மேற்பரப்பு ஆற்றல்/இழுவிசையை திறம்பட அதிகரிப்பதன் மூலம் ஆவியாதலைக் குறைக்கிறது. இந்த கோட்பாடு எங்கள் முந்தைய வெளியீடு8 இல் மைக்ரோடிராப்லெட்டுகள்22 மற்றும் EWNS க்கு சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. கூடுதல் நேர இழப்பு அளவையும் பாதிக்கும் மற்றும் கவனிக்கப்பட்ட அளவு விநியோகத்திற்கு பங்களிக்கும்.
கூடுதலாக, ஒரு கட்டமைப்பிற்கான மின்னூட்டம் சுமார் 22–44 e- ஆகும், இது சூழ்நிலைகளைப் பொறுத்து, அடிப்படை EWNS உடன் ஒப்பிடும்போது கணிசமாக அதிகமாகும், இது ஒரு கட்டமைப்பிற்கு சராசரியாக 10 ± 2 எலக்ட்ரான்கள் மின்னூட்டத்தைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், இது EWNS இன் சராசரி மின்னூட்டம் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். செட்டோ மற்றும் பலர். மின்னூட்டம் சீரானது அல்ல என்றும், பதிவு-சாதாரண விநியோகத்தைப் பின்பற்றுகிறது என்றும் காட்டப்பட்டுள்ளது. எங்கள் முந்தைய பணியுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​மேற்பரப்பு மின்னூட்டத்தை இரட்டிப்பாக்குவது EPES அமைப்பில் படிவு செயல்திறனை கிட்டத்தட்ட 100%11 ஆக இரட்டிப்பாக்குகிறது.