Nature.com ని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు. మీరు పరిమిత CSS మద్దతు ఉన్న బ్రౌజర్ వెర్షన్‌ను ఉపయోగిస్తున్నారు. ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాలని మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా ఇంటర్నెట్ ఎక్స్‌ప్లోరర్‌లో అనుకూలత మోడ్‌ను నిలిపివేయండి). అదనంగా, కొనసాగుతున్న మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము శైలులు మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ను చూపుతాము.
ఇటీవల, కృత్రిమ నీటి నానోస్ట్రక్చర్లను (EWNS) ఉపయోగించి నానోటెక్నాలజీ ఆధారంగా రసాయన రహిత యాంటీమైక్రోబయల్ ప్లాట్‌ఫామ్ అభివృద్ధి చేయబడింది. EWNSలు అధిక ఉపరితల ఛార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (ROS)తో సమృద్ధిగా ఉంటాయి, ఇవి ఆహారపదార్థాల ద్వారా వ్యాపించే వ్యాధికారకాలతో సహా అనేక సూక్ష్మజీవులతో సంకర్షణ చెందగలవు మరియు నిష్క్రియం చేయగలవు. సంశ్లేషణ సమయంలో వాటి లక్షణాలను చక్కగా ట్యూన్ చేయవచ్చు మరియు వాటి యాంటీ బాక్టీరియల్ సామర్థ్యాన్ని మరింత పెంచడానికి ఆప్టిమైజ్ చేయవచ్చు అని ఇక్కడ చూపబడింది. సంశ్లేషణ పారామితులను మార్చడం ద్వారా EWNS యొక్క లక్షణాలను చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి EWNS ప్రయోగశాల ప్లాట్‌ఫామ్ రూపొందించబడింది. EWNS లక్షణాల (ఛార్జ్, పరిమాణం మరియు ROS కంటెంట్) యొక్క వర్గీకరణను ఆధునిక విశ్లేషణాత్మక పద్ధతులను ఉపయోగించి నిర్వహించారు. అదనంగా, ఎస్చెరిచియా కోలి, సాల్మొనెల్లా ఎంటెరికా, లిస్టెరియా ఇన్నోకువా, మైకోబాక్టీరియం పారా ఫోర్టిటమ్ మరియు సాచరోమైసెస్ సెరెవిసియా వంటి ఆహార సూక్ష్మజీవులను వాటి సూక్ష్మజీవుల నిష్క్రియాత్మక సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి సేంద్రీయ ద్రాక్ష టమోటాల ఉపరితలంపైకి ఇంజెక్ట్ చేశారు. ఇక్కడ అందించిన ఫలితాలు సంశ్లేషణ సమయంలో EWNS యొక్క లక్షణాలను చక్కగా ట్యూన్ చేయవచ్చని, ఫలితంగా నిష్క్రియాత్మక సామర్థ్యంలో ఘాతాంక పెరుగుదలకు దారితీస్తుందని చూపిస్తున్నాయి. ముఖ్యంగా, ఉపరితల ఛార్జ్ నాలుగు రెట్లు పెరిగింది మరియు ROS కంటెంట్ పెరిగింది. సూక్ష్మజీవుల తొలగింపు రేటు సూక్ష్మజీవులపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు 40,000 #/cm3 EWNS ఏరోసోల్ మోతాదుకు 45 నిమిషాలు బహిర్గతం అయిన తర్వాత 1.0 నుండి 3.8 లాగ్ వరకు ఉంటుంది.
సూక్ష్మజీవుల కాలుష్యం అనేది వ్యాధికారక క్రిములు లేదా వాటి విషపదార్థాలను తీసుకోవడం వల్ల కలిగే ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యానికి ప్రధాన కారణం. ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యం యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో ప్రతి సంవత్సరం దాదాపు 76 మిలియన్ల అనారోగ్యాలకు, 325,000 మంది ఆసుపత్రిలో చేరడానికి మరియు 5,000 మరణాలకు కారణమవుతుంది. అదనంగా, యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ అగ్రికల్చర్ (USDA) అంచనా ప్రకారం తాజా ఉత్పత్తుల వినియోగం పెరగడం యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో నివేదించబడిన అన్ని ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యాలలో 48 శాతం కారణమని అంచనా వేసింది2. యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో ఆహారం ద్వారా సంక్రమించే వ్యాధికారకాల వల్ల అనారోగ్యం మరియు మరణాల ఖర్చు చాలా ఎక్కువగా ఉంది, సెంటర్స్ ఫర్ డిసీజ్ కంట్రోల్ అండ్ ప్రివెన్షన్ (CDC) అంచనా ప్రకారం సంవత్సరానికి US$15.6 బిలియన్లకు పైగా ఉంది3.
ప్రస్తుతం, ఆహార భద్రతను నిర్ధారించడానికి రసాయన4, రేడియేషన్5 మరియు థర్మల్6 యాంటీమైక్రోబయల్ జోక్యాలను ప్రధానంగా ఉత్పత్తి గొలుసులోని పరిమిత క్రిటికల్ కంట్రోల్ పాయింట్ల (CCPలు) వద్ద (సాధారణంగా పంట తర్వాత మరియు/లేదా ప్యాకేజింగ్ సమయంలో) అమలు చేస్తున్నారు, తాజా ఉత్పత్తులు క్రాస్-కాలుష్యానికి గురయ్యే విధంగా నిరంతరం అమలు చేయడం కంటే 7. ఆహార సంబంధిత అనారోగ్యం మరియు ఆహార చెడిపోవడాన్ని బాగా నియంత్రించడానికి మరియు పొలం నుండి టేబుల్ వరకు నిరంతరాయంగా వర్తించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉండటానికి యాంటీమైక్రోబయల్ జోక్యాలు అవసరం. తక్కువ ప్రభావం మరియు ఖర్చు.
కృత్రిమ నీటి నానోస్ట్రక్చర్‌లను (EWNS) ఉపయోగించి ఉపరితలాలపై మరియు గాలిలో బ్యాక్టీరియాను నిష్క్రియం చేయడానికి నానోటెక్నాలజీ ఆధారిత రసాయన రహిత యాంటీమైక్రోబయల్ ప్లాట్‌ఫామ్ ఇటీవల అభివృద్ధి చేయబడింది. EVNS సంశ్లేషణ కోసం, రెండు సమాంతర ప్రక్రియలు ఉపయోగించబడ్డాయి: ఎలక్ట్రోస్ప్రే మరియు నీటి అయనీకరణ (Fig. 1a). EWNS గతంలో ప్రత్యేకమైన భౌతిక మరియు జీవ లక్షణాలను కలిగి ఉన్నట్లు చూపబడింది8,9,10. EWNS ప్రతి నిర్మాణానికి సగటున 10 ఎలక్ట్రాన్‌లను మరియు సగటు నానోమీటర్ పరిమాణం 25 nm (Fig. 1b,c)8,9,10. అదనంగా, ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్ రెసొనెన్స్ (ESR) EWNS పెద్ద మొత్తంలో రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (ROS), ప్రధానంగా హైడ్రాక్సిల్ (OH•) మరియు సూపర్ ఆక్సైడ్ (O2-) రాడికల్‌లను కలిగి ఉందని చూపించింది (Fig. 1c) 8. EWNS చాలా కాలం పాటు గాలిలో ఉండి, గాలిలో నిలిపివేయబడిన సూక్ష్మజీవులతో ఢీకొనగలదు మరియు ఉపరితలాలపై ఉంటుంది, వాటి ROS పేలోడ్‌ను అందిస్తుంది మరియు సూక్ష్మజీవుల నిష్క్రియాత్మకతకు కారణమవుతుంది (Fig. 1d). ఈ మునుపటి అధ్యయనాలు కూడా EWNS ఉపరితలాలపై మరియు గాలిలో మైకోబాక్టీరియాతో సహా ప్రజారోగ్య ప్రాముఖ్యత కలిగిన వివిధ గ్రామ్-నెగటివ్ మరియు గ్రామ్-పాజిటివ్ బ్యాక్టీరియాలతో సంకర్షణ చెందగలదని మరియు నిష్క్రియం చేయగలదని చూపించాయి8,9. ట్రాన్స్మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ కణ త్వచం యొక్క అంతరాయం వల్ల నిష్క్రియం జరిగిందని చూపించింది. అదనంగా, తీవ్రమైన ఉచ్ఛ్వాస అధ్యయనాలు అధిక మోతాదులో EWNS ఊపిరితిత్తులకు నష్టం లేదా వాపు కలిగించవని చూపించాయి8.
(ఎ) కేశనాళిక కలిగిన ద్రవం మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య అధిక వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు ఎలక్ట్రోస్ప్రే జరుగుతుంది. (బి) అధిక వోల్టేజ్ యొక్క అనువర్తనం రెండు వేర్వేరు దృగ్విషయాలకు దారితీస్తుంది: (i) నీటిని ఎలక్ట్రోస్ప్రే చేయడం మరియు (ii) EWNSలో చిక్కుకున్న రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (అయాన్లు) ఉత్పత్తి. (సి) EWNS యొక్క ప్రత్యేక నిర్మాణం. (డి) EWNSలు వాటి నానోస్కేల్ స్వభావం కారణంగా చాలా మొబైల్‌గా ఉంటాయి మరియు గాలిలో వ్యాపించే వ్యాధికారకాలతో సంకర్షణ చెందుతాయి.
తాజా ఆహారం యొక్క ఉపరితలంపై ఆహార సూక్ష్మజీవులను నిష్క్రియం చేయడానికి EWNS యాంటీమైక్రోబయల్ ప్లాట్‌ఫామ్ యొక్క సామర్థ్యం కూడా ఇటీవల ప్రదర్శించబడింది. EWNS ఉపరితల ఛార్జ్‌ను విద్యుత్ క్షేత్రంతో కలిపి లక్ష్య డెలివరీ కోసం ఉపయోగించవచ్చని కూడా చూపబడింది. మరింత ముఖ్యంగా, E. coli మరియు Listeria వంటి వివిధ ఆహార సూక్ష్మజీవులకు వ్యతిరేకంగా సేంద్రీయ టమోటా కార్యకలాపాలలో సుమారు 1.4 లాగ్ తగ్గింపు యొక్క ఆశాజనకమైన ప్రారంభ ఫలితం EWNSకి గురైన 90 నిమిషాలలోపు సుమారు 50,000#/cm311 సాంద్రత వద్ద గమనించబడింది. అదనంగా, ప్రాథమిక ఆర్గానోలెప్టిక్ మూల్యాంకన పరీక్షలు నియంత్రణ టమోటాతో పోలిస్తే ఎటువంటి ఆర్గానోలెప్టిక్ ప్రభావాన్ని చూపించలేదు. ఈ ప్రారంభ నిష్క్రియాత్మక ఫలితాలు 50,000#/cc యొక్క చాలా తక్కువ EWNS మోతాదుల వద్ద కూడా ఆహార భద్రతను వాగ్దానం చేస్తున్నప్పటికీ. చూడండి, సంక్రమణ మరియు చెడిపోయే ప్రమాదాన్ని మరింత తగ్గించడానికి అధిక నిష్క్రియాత్మక సంభావ్యత మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.
ఇక్కడ, సంశ్లేషణ పారామితులను చక్కగా ట్యూన్ చేయడానికి మరియు EWNS యొక్క భౌతిక రసాయన లక్షణాలను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మరియు వాటి యాంటీ బాక్టీరియల్ సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి EWNS జనరేషన్ ప్లాట్‌ఫామ్ అభివృద్ధిపై మా పరిశోధనను కేంద్రీకరిస్తాము. ముఖ్యంగా, ఆప్టిమైజేషన్ వాటి ఉపరితల ఛార్జ్ (లక్ష్యంగా ఉన్న డెలివరీని మెరుగుపరచడానికి) మరియు ROS కంటెంట్ (నిష్క్రియాత్మక సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి) పెంచడంపై దృష్టి పెట్టింది. ఆధునిక విశ్లేషణాత్మక పద్ధతులను ఉపయోగించి మరియు E. coli, S. enterica, L. innocua, S. cerevisiae మరియు M. parafortuitum వంటి సాధారణ ఆహార సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించి ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన భౌతిక-రసాయన లక్షణాల (పరిమాణం, ఛార్జ్ మరియు ROS కంటెంట్) యొక్క లక్షణం.
EVNS ను అధిక స్వచ్ఛత గల నీటిని (18 MΩ cm–1) ఏకకాలంలో ఎలక్ట్రోస్ప్రే చేయడం మరియు అయనీకరణం చేయడం ద్వారా సంశ్లేషణ చేశారు. ఎలక్ట్రిక్ అటామైజర్ 12 సాధారణంగా ద్రవాలను మరియు సింథటిక్ పాలిమర్ మరియు సిరామిక్ కణాలను [13] మరియు నియంత్రిత పరిమాణంలోని ఫైబర్‌లను [14] అటామైజ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
మునుపటి ప్రచురణలు 8, 9, 10, 11 లలో వివరించినట్లుగా, ఒక సాధారణ ప్రయోగంలో, ఒక లోహ కేశనాళిక మరియు గ్రౌండెడ్ కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య అధిక వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో, రెండు వేర్వేరు దృగ్విషయాలు సంభవిస్తాయి: 1) ఎలక్ట్రోస్ప్రే మరియు 2) నీటి అయనీకరణ. రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం ఘనీభవించిన నీటి ఉపరితలంపై ప్రతికూల చార్జ్‌లను నిర్మించడానికి కారణమవుతుంది, ఫలితంగా టేలర్ శంకువులు ఏర్పడతాయి. ఫలితంగా, అధిక చార్జ్ ఉన్న నీటి బిందువులు ఏర్పడతాయి, ఇవి రేలీ సిద్ధాంతం 16 ప్రకారం చిన్న కణాలుగా విడిపోతూనే ఉంటాయి. అదే సమయంలో, ఒక బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం కొన్ని నీటి అణువులను విభజించి ఎలక్ట్రాన్‌లను తొలగించేలా చేస్తుంది (అయనీకరణం), తద్వారా పెద్ద మొత్తంలో రియాక్టివ్ ఆక్సిజన్ జాతులు (ROS) 17 ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఏకకాలంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన ROS18 ప్యాకెట్‌లను EWNS (Fig. 1c)లో కప్పారు.
ఈ అధ్యయనంలో EWNS సంశ్లేషణలో అభివృద్ధి చేయబడిన మరియు ఉపయోగించిన EWNS జనరేషన్ వ్యవస్థను అత్తి 2a చూపిస్తుంది. మూసి ఉన్న సీసాలో నిల్వ చేయబడిన శుద్ధి చేసిన నీటిని టెఫ్లాన్ ట్యూబ్ (2 మిమీ లోపలి వ్యాసం) ద్వారా 30G స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ సూది (లోహ కేశనాళిక)కి అందించారు. చిత్రం 2bలో చూపిన విధంగా, నీటి ప్రవాహం బాటిల్ లోపల గాలి పీడనం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. సూది టెఫ్లాన్ కన్సోల్‌కు జోడించబడింది, దీనిని కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ నుండి కొంత దూరానికి మాన్యువల్‌గా సర్దుబాటు చేయవచ్చు. కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ అనేది నమూనా కోసం మధ్యలో రంధ్రంతో పాలిష్ చేయబడిన అల్యూమినియం డిస్క్. కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ క్రింద అల్యూమినియం నమూనా గరాటు ఉంది, ఇది నమూనా పోర్ట్ ద్వారా మిగిలిన ప్రయోగాత్మక సెటప్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది (చిత్రం 2b). కణ నమూనాను క్షీణింపజేసే ఛార్జ్ బిల్డ్-అప్‌ను నివారించడానికి అన్ని నమూనా భాగాలు విద్యుత్తుగా గ్రౌండింగ్ చేయబడ్డాయి.
(ఎ) ఇంజనీర్డ్ వాటర్ నానోస్ట్రక్చర్ జనరేషన్ సిస్టమ్ (EWNS). (బి) అతి ముఖ్యమైన పారామితులను చూపించే శాంప్లర్ మరియు ఎలక్ట్రోస్ప్రే యూనిట్ యొక్క క్రాస్ సెక్షన్. (సి) బ్యాక్టీరియా నిష్క్రియం కోసం ప్రయోగాత్మక సెటప్.
పైన వివరించిన EWNS జనరేషన్ సిస్టమ్ EWNS లక్షణాల యొక్క సూక్ష్మ ట్యూనింగ్‌ను సులభతరం చేయడానికి కీలక ఆపరేటింగ్ పారామితులను మార్చగలదు. EWNS లక్షణాలను సూక్ష్మ ట్యూన్ చేయడానికి కేశనాళిక ద్వారా అనువర్తిత వోల్టేజ్ (V), సూది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ (L) మధ్య దూరం మరియు నీటి ప్రవాహాన్ని (φ) సర్దుబాటు చేయండి. [V (kV), L (cm)] అనే చిహ్నాలను విభిన్న కలయికలను సూచించడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఒక నిర్దిష్ట సెట్ [V, L] యొక్క స్థిరమైన టేలర్ కోన్‌ను పొందడానికి నీటి ప్రవాహాన్ని సర్దుబాటు చేయండి. ఈ అధ్యయనం యొక్క ప్రయోజనాల కోసం, కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ (D) యొక్క ద్వారం 0.5 అంగుళాలు (1.29 సెం.మీ) వద్ద సెట్ చేయబడింది.
పరిమిత జ్యామితి మరియు అసమానత కారణంగా, విద్యుత్ క్షేత్ర బలాన్ని మొదటి సూత్రాల నుండి లెక్కించలేము. బదులుగా, విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని లెక్కించడానికి QuickField™ సాఫ్ట్‌వేర్ (స్వెండ్‌బోర్గ్, డెన్మార్క్)19 ఉపయోగించబడింది. విద్యుత్ క్షేత్రం ఏకరీతిగా ఉండదు, కాబట్టి కేశనాళిక కొన వద్ద ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్రం విలువను వివిధ ఆకృతీకరణలకు సూచన విలువగా ఉపయోగించారు.
అధ్యయనం సమయంలో, టేలర్ కోన్ నిర్మాణం, టేలర్ కోన్ స్థిరత్వం, EWNS ఉత్పత్తి స్థిరత్వం మరియు పునరుత్పత్తి పరంగా సూది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య వోల్టేజ్ మరియు దూరం యొక్క అనేక కలయికలను అంచనా వేశారు. వివిధ కలయికలు అనుబంధ పట్టిక S1 లో చూపించబడ్డాయి.
EWNS జనరేషన్ సిస్టమ్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను కణ సంఖ్య సాంద్రతను కొలవడానికి స్కానింగ్ మొబిలిటీ పార్టికల్ సైజర్ (SMPS, మోడల్ 3936, TSI, షోర్‌వ్యూ, మిన్నెసోటా)కి నేరుగా అనుసంధానించారు మరియు మా మునుపటి ప్రచురణలో వివరించిన విధంగా ఏరోసోల్ ప్రవాహాలను కొలవడానికి ఫెరడే ఏరోసోల్ ఎలక్ట్రోమీటర్ (TSI, మోడల్ 3068B, షోర్‌వ్యూ, USA)తో ఉపయోగించారు. SMPS మరియు ఏరోసోల్ ఎలక్ట్రోమీటర్ రెండూ 0.5 L/min (మొత్తం నమూనా ప్రవాహం 1 L/min) ప్రవాహం రేటుతో నమూనా చేయబడ్డాయి. కణ సాంద్రతలు మరియు ఏరోసోల్ ప్రవాహాలను 120 సెకన్లకు కొలుస్తారు. కొలతను 30 సార్లు పునరావృతం చేయండి. మొత్తం ఏరోసోల్ ఛార్జ్ ప్రస్తుత కొలతల నుండి లెక్కించబడుతుంది మరియు సగటు EWNS ఛార్జ్ నమూనా చేయబడిన మొత్తం EWNS కణాల సంఖ్య నుండి అంచనా వేయబడుతుంది. EWNS యొక్క సగటు వ్యయాన్ని సమీకరణం (1) ఉపయోగించి లెక్కించవచ్చు:
ఇక్కడ IEl అనేది కొలిచిన విద్యుత్ ప్రవాహం, NSMPS అనేది SMPSతో కొలవబడిన సంఖ్యా సాంద్రత, మరియు φEl అనేది ఎలక్ట్రోమీటర్‌కు ప్రవాహ రేటు.
సాపేక్ష ఆర్ద్రత (RH) ఉపరితల ఛార్జ్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది కాబట్టి, ప్రయోగం సమయంలో ఉష్ణోగ్రత మరియు (RH) వరుసగా 21°C మరియు 45% వద్ద స్థిరంగా ఉంచబడ్డాయి.
EWNS పరిమాణం మరియు జీవితకాలాన్ని కొలవడానికి అటామిక్ ఫోర్స్ మైక్రోస్కోపీ (AFM), అసైలమ్ MFP-3D (అసైలమ్ రీసెర్చ్, శాంటా బార్బరా, CA) మరియు AC260T ప్రోబ్ (ఒలింపస్, టోక్యో, జపాన్) ఉపయోగించబడ్డాయి. AFM స్కాన్ రేటు 1 Hz మరియు స్కాన్ ప్రాంతం 5 µm×5 µm, 256 స్కాన్ లైన్లతో. అన్ని చిత్రాలను అసైలమ్ సాఫ్ట్‌వేర్ (100 nm పరిధి మరియు 100 pm థ్రెషోల్డ్‌తో కూడిన మాస్క్) ఉపయోగించి మొదటి ఆర్డర్ ఇమేజ్ అలైన్‌మెంట్‌కు గురి చేశారు.
నమూనా గరాటును తీసివేసి, మైకా ఉపరితలాన్ని కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ నుండి సగటున 2.0 సెం.మీ దూరంలో 120 సెకన్ల పాటు ఉంచండి, తద్వారా కణాలు కలిసిపోకుండా మరియు మైకా ఉపరితలంపై క్రమరహిత బిందువులు ఏర్పడకుండా ఉంటాయి. EWNS ను తాజాగా కత్తిరించిన మైకా ఉపరితలాలకు (టెడ్ పెల్లా, రెడ్డింగ్, CA) నేరుగా వర్తింపజేయబడింది. చిమ్మిన వెంటనే, మైకా ఉపరితలం AFM ఉపయోగించి దృశ్యమానం చేయబడింది. తాజాగా కత్తిరించిన మార్పు చేయని మైకా యొక్క ఉపరితల కాంటాక్ట్ కోణం 0°కి దగ్గరగా ఉంటుంది, కాబట్టి EWNS మైకా ఉపరితలంపై గోపురం ఆకారంలో వ్యాపిస్తుంది20. విస్తరించే బిందువుల వ్యాసం (a) మరియు ఎత్తు (h) లను AFM స్థలాకృతి నుండి నేరుగా కొలుస్తారు మరియు మా గతంలో ధృవీకరించబడిన పద్ధతిని ఉపయోగించి గోపురం వ్యాప్తి వాల్యూమ్ EWNS ను లెక్కించడానికి ఉపయోగించారు8. ఆన్‌బోర్డ్ EVNS ఒకే వాల్యూమ్‌ను కలిగి ఉందని ఊహిస్తే, సమానమైన వ్యాసాన్ని సమీకరణం (2) నుండి లెక్కించవచ్చు:
గతంలో అభివృద్ధి చేసిన మా పద్ధతికి అనుగుణంగా, EWNSలో స్వల్పకాలిక రాడికల్ ఇంటర్మీడియట్‌ల ఉనికిని గుర్తించడానికి ఎలక్ట్రాన్ స్పిన్ రెసొనెన్స్ (ESR) స్పిన్ ట్రాప్ ఉపయోగించబడింది. 235 mM DEPMPO (5-(డైథాక్సిఫాస్ఫోరిల్)-5-మిథైల్-1-పైరోలిన్-N-ఆక్సైడ్) (ఆక్సిస్ ఇంటర్నేషనల్ ఇంక్., పోర్ట్‌ల్యాండ్, ఒరెగాన్) కలిగిన ద్రావణం ద్వారా ఏరోసోల్‌లను పంపారు. అన్ని EPR కొలతలు బ్రూకర్ EMX స్పెక్ట్రోమీటర్ (బ్రూకర్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ ఇంక్. బిల్లెరికా, MA, USA) మరియు ఫ్లాట్ సెల్ శ్రేణులను ఉపయోగించి నిర్వహించబడ్డాయి. డేటాను సేకరించి విశ్లేషించడానికి అక్విజిట్ సాఫ్ట్‌వేర్ (బ్రూకర్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ ఇంక్. బిల్లెరికా, MA, USA) ఉపయోగించబడింది. ROS క్యారెక్టరైజేషన్ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల సమితికి మాత్రమే నిర్వహించబడింది [-6.5 kV, 4.0 cm]. ఇంపాక్టర్‌లో EWNS నష్టాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకున్న తర్వాత SMPSని ఉపయోగించి EWNS సాంద్రతలను కొలుస్తారు.
205 డ్యూయల్ బీమ్ ఓజోన్ మానిటర్™ (2B టెక్నాలజీస్, బౌల్డర్, కో)8,9,10 ఉపయోగించి ఓజోన్ స్థాయిలను పర్యవేక్షించారు.
అన్ని EWNS లక్షణాలకు, కొలత విలువ కొలతల సగటు, మరియు కొలత లోపం ప్రామాణిక విచలనం. ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS లక్షణం యొక్క విలువను బేస్ EWNS యొక్క సంబంధిత విలువతో పోల్చడానికి t-పరీక్ష నిర్వహించబడింది.
Figure 2c, EWNS11 ను ఉపరితలాలకు లక్ష్యంగా చేసుకోవడానికి ఉపయోగించే గతంలో అభివృద్ధి చేయబడిన మరియు వర్గీకరించబడిన ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ అవపాతం పాస్ త్రూ సిస్టమ్ (EPES) ను చూపిస్తుంది. EPES, బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రంతో కలిపి EWNS ఛార్జ్‌ను ఉపయోగించి లక్ష్యం యొక్క ఉపరితలంపై నేరుగా "పాయింట్" చేస్తుంది. Pyrgiotakis et al.11 ద్వారా EPES వ్యవస్థ యొక్క వివరాలు ఇటీవలి ప్రచురణలో ప్రस्तుతించబడ్డాయి. అందువల్ల, EPES 15.24 సెం.మీ దూరంలో మధ్యలో రెండు సమాంతర స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ (304 స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, మిర్రర్ పాలిష్డ్) మెటల్ ప్లేట్‌లను కలిగి ఉన్న టేపర్డ్ చివరలతో కూడిన 3D ప్రింటెడ్ PVC చాంబర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. బోర్డులు బాహ్య అధిక వోల్టేజ్ మూలానికి (బెర్ట్రాన్ 205B-10R, స్పెల్‌మాన్, హౌపాజ్, NY) అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి, దిగువ బోర్డు ఎల్లప్పుడూ సానుకూలంగా ఉంటుంది మరియు పై బోర్డు ఎల్లప్పుడూ గ్రౌండెడ్ (తేలియాడే) చేయబడుతుంది. గది గోడలు అల్యూమినియం ఫాయిల్‌తో కప్పబడి ఉంటాయి, ఇది కణ నష్టాన్ని నివారించడానికి విద్యుత్తుగా గ్రౌండెడ్ చేయబడింది. గదిలో సీలు చేయబడిన ముందు లోడింగ్ తలుపు ఉంది, ఇది పరీక్ష ఉపరితలాలను ప్లాస్టిక్ రాక్‌లపై ఉంచడానికి అనుమతిస్తుంది, అధిక వోల్టేజ్ జోక్యాన్ని నివారించడానికి దిగువ మెటల్ ప్లేట్ నుండి వాటిని ఎత్తివేస్తుంది.
EPES లో EWNS నిక్షేపణ సామర్థ్యాన్ని అనుబంధ మూర్తి S111 లో వివరించిన గతంలో అభివృద్ధి చేసిన ప్రోటోకాల్ ప్రకారం లెక్కించారు.
నియంత్రణ గదిగా, స్థూపాకార గది ద్వారా రెండవ ప్రవాహం EWNS ను తొలగించడానికి ఇంటర్మీడియట్ HEPA ఫిల్టర్‌ను ఉపయోగించి EPES వ్యవస్థతో సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. చిత్రం 2c లో చూపిన విధంగా, EWNS ఏరోసోల్ సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడిన రెండు గదుల ద్వారా పంప్ చేయబడింది. నియంత్రణ గది మరియు EPES మధ్య ఫిల్టర్ మిగిలిన EWNS లను తొలగిస్తుంది, ఫలితంగా ఒకే ఉష్ణోగ్రత (T), సాపేక్ష ఆర్ద్రత (RH) మరియు ఓజోన్ స్థాయిలు ఏర్పడతాయి.
ముఖ్యమైన ఆహార జీవ సూక్ష్మజీవులు తాజా ఉత్పత్తులను కలుషితం చేస్తాయని కనుగొనబడ్డాయి, అవి మల సూచిక అయిన ఎస్చెరిచియా కోలి (ATCC #27325), ఆహార జీవ వ్యాధికారక సాల్మొనెల్లా ఎంటెరికా (ATCC #53647), వ్యాధికారక లిస్టెరియా మోనోసైటోజీన్‌లకు ప్రత్యామ్నాయమైన లిస్టెరియా ఇన్నోకువా (ATCC #33090). , చెడిపోయే ఈస్ట్‌కు ప్రత్యామ్నాయంగా సాచరోమైసెస్ సెరెవిసియా (ATCC #4098) మరియు మరింత నిరోధక లైవ్ బ్యాక్టీరియా అయిన మైకోబాక్టీరియం పారాఫోర్చుయిటస్ (ATCC #19686) ATCC (మనసాస్, వర్జీనియా) నుండి కొనుగోలు చేయబడ్డాయి.
మీ స్థానిక మార్కెట్ నుండి యాదృచ్ఛికంగా సేంద్రీయ ద్రాక్ష టమోటాల పెట్టెలను కొనుగోలు చేసి, ఉపయోగించే వరకు (3 రోజుల వరకు) 4°C వద్ద ఫ్రిజ్‌లో ఉంచండి. 1/2 అంగుళాల వ్యాసం కలిగిన ఒక సైజుతో ప్రయోగం చేయడానికి టమోటాలను ఎంచుకోండి.
ఇంక్యుబేషన్, ఇనాక్యులేషన్, ఎక్స్‌పోజర్ మరియు కాలనీ కౌంటింగ్ కోసం ప్రోటోకాల్‌లను మా మునుపటి ప్రచురణలలో వివరంగా వివరించారు మరియు సప్లిమెంటరీ డేటా 11లో వివరంగా వివరించారు. ఇనాక్యులేటెడ్ టమోటాలను 45 నిమిషాల పాటు 40,000 #/cm3 కు బహిర్గతం చేయడం ద్వారా EWNS పనితీరును అంచనా వేశారు. క్లుప్తంగా, t = 0 నిమిషాల సమయంలో, మనుగడలో ఉన్న సూక్ష్మజీవులను అంచనా వేయడానికి మూడు టమోటాలను ఉపయోగించారు. మూడు టమోటాలను EPESలో ఉంచారు మరియు 40,000 #/cc (EWNS ఎక్స్‌పోజ్డ్ టమోటాలు) వద్ద EWNSకి బహిర్గతం చేశారు మరియు మరో మూడు టమోటాలను కంట్రోల్ చాంబర్ (కంట్రోల్ టమోటాలు)లో ఉంచారు. టమోటా సమూహాలలో ఏవీ అదనపు ప్రాసెసింగ్‌కు గురి కాలేదు. EWNS ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడానికి 45 నిమిషాల తర్వాత EWNS-బహిర్గత టమోటాలు మరియు నియంత్రణలు తొలగించబడ్డాయి.
ప్రతి ప్రయోగం మూడుసార్లు జరిగింది. సప్లిమెంటరీ డేటాలో వివరించిన ప్రోటోకాల్ ప్రకారం డేటా విశ్లేషణ జరిగింది.
EWNS (45 నిమిషాలు, EWNS ఏరోసోల్ సాంద్రత 40,000 #/cm3) కు గురైన మరియు బహిర్గతం కాని E. coli, Enterobacter, మరియు L. innocua బాక్టీరియా నమూనాలను నిష్క్రియాత్మక విధానాలను అంచనా వేయడానికి గుళికలుగా విభజించారు. అవక్షేపణను గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 0.1 M సోడియం కాకోడైలేట్ ద్రావణంలో (pH 7.4) 2.5% గ్లూటరాల్డిహైడ్, 1.25% పారాఫార్మల్డిహైడ్ మరియు 0.03% పిక్రిక్ యాసిడ్ యొక్క ఫిక్సేటివ్‌తో 2 గంటలు స్థిరంగా ఉంచారు. కడిగిన తర్వాత, వాటిని 1% ఆస్మియం టెట్రాక్సైడ్ (OsO4)/1.5% పొటాషియం ఫెర్రోసైనైడ్ (KFeCN6) తో 2 గంటలు స్థిరంగా ఉంచారు, 3 సార్లు నీటితో కడిగి, 1% యురేనిల్ అసిటేట్‌లో 1 గంట పాటు పొదిగించి, ఆపై రెండుసార్లు నీటితో కడగాలి. తరువాత నిర్జలీకరణం 50%, 70%, 90%, 100% ఆల్కహాల్‌తో ఒక్కొక్కటి 10 నిమిషాలు. ఆ తరువాత నమూనాలను ప్రొపైలిన్ ఆక్సైడ్‌లో 1 గంట పాటు ఉంచి, ప్రొపైలిన్ ఆక్సైడ్ మరియు TAAP Epon (మారివాక్ కెనడా ఇంక్. సెయింట్ లారెంట్, CA) యొక్క 1:1 మిశ్రమంతో నింపారు. నమూనాలను TAAB Eponలో పొందుపరిచి, 60°C వద్ద 48 గంటల పాటు పాలిమరైజ్ చేశారు. క్యూర్డ్ గ్రాన్యులర్ రెసిన్‌ను TEM ద్వారా JEOL 1200EX (JEOL, టోక్యో, జపాన్) ఉపయోగించి కత్తిరించి దృశ్యమానం చేశారు, ఇది AMT 2k CCD కెమెరాతో కూడిన సాంప్రదాయ ట్రాన్స్‌మిషన్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (అడ్వాన్స్‌డ్ మైక్రోస్కోపీ టెక్నిక్స్, కార్ప్., వోబర్న్, MA, USA).
అన్ని ప్రయోగాలు త్రిపాదిలో జరిగాయి. ప్రతి సమయ బిందువుకు, బ్యాక్టీరియా వాష్‌లను త్రిపాదిలో పూత పూశారు, ఫలితంగా ఒక పాయింట్‌కు మొత్తం తొమ్మిది డేటా పాయింట్లు వచ్చాయి, వీటి సగటును ఆ నిర్దిష్ట జీవికి బ్యాక్టీరియా సాంద్రతగా ఉపయోగించారు. ప్రామాణిక విచలనం కొలత లోపంగా ఉపయోగించబడింది. అన్ని పాయింట్లు లెక్కించబడ్డాయి.
t = 0 min తో పోలిస్తే బ్యాక్టీరియా సాంద్రత తగ్గుదల యొక్క సంవర్గమానం క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడింది:
ఇక్కడ C0 అనేది నియంత్రణ నమూనాలోని 0 సమయంలో (అంటే ఉపరితలం ఎండిన తర్వాత కానీ గదిలో ఉంచే ముందు) బ్యాక్టీరియా సాంద్రత మరియు Cn అనేది n నిమిషాల బహిర్గతం తర్వాత ఉపరితలంపై బ్యాక్టీరియా సాంద్రత.
45 నిమిషాల ఎక్స్‌పోజర్ వ్యవధిలో బ్యాక్టీరియా యొక్క సహజ క్షీణతను లెక్కించడానికి, లాగ్-రిడక్షన్‌ను 45 నిమిషాలలో నియంత్రణతో పోలిస్తే ఈ క్రింది విధంగా లెక్కించారు:
ఇక్కడ Cn అనేది n సమయంలో నియంత్రణ నమూనాలోని బ్యాక్టీరియా సాంద్రత మరియు Cn-కంట్రోల్ అనేది n సమయంలో నియంత్రణ బ్యాక్టీరియా సాంద్రత. నియంత్రణతో పోలిస్తే డేటాను లాగ్ తగ్గింపుగా ప్రదర్శించారు (EWNS ఎక్స్‌పోజర్ లేదు).
అధ్యయనం సమయంలో, సూది మరియు కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ మధ్య వోల్టేజ్ మరియు దూరం యొక్క అనేక కలయికలు టేలర్ కోన్ నిర్మాణం, టేలర్ కోన్ స్థిరత్వం, EWNS ఉత్పత్తి స్థిరత్వం మరియు పునరుత్పత్తి పరంగా మూల్యాంకనం చేయబడ్డాయి. వివిధ కలయికలు అనుబంధ పట్టిక S1లో చూపబడ్డాయి. స్థిరమైన మరియు పునరుత్పాదక లక్షణాలను (టేలర్ కోన్, EWNS ఉత్పత్తి మరియు కాలక్రమేణా స్థిరత్వం) చూపించే పూర్తి అధ్యయనం కోసం రెండు కేసులు ఎంపిక చేయబడ్డాయి. అంజీర్ 3 రెండు కేసులకు ROS యొక్క ఛార్జ్, పరిమాణం మరియు కంటెంట్‌పై ఫలితాలను చూపుతుంది. ఫలితాలు టేబుల్ 1లో కూడా సంగ్రహించబడ్డాయి. సూచన కోసం, చిత్రం 3 మరియు పట్టిక 1 గతంలో సంశ్లేషణ చేయబడిన నాన్-ఆప్టిమైజ్డ్ EWNS8, 9, 10, 11 (బేస్‌లైన్-EWNS) యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. రెండు-తోక గల t-పరీక్షను ఉపయోగించి గణాంక ప్రాముఖ్యత గణనలు అనుబంధ పట్టిక S2లో తిరిగి ప్రచురించబడ్డాయి. అదనంగా, అదనపు డేటాలో కౌంటర్ ఎలక్ట్రోడ్ నమూనా రంధ్రం వ్యాసం (D) ప్రభావం మరియు గ్రౌండ్ ఎలక్ట్రోడ్ మరియు సూది కొన (L) మధ్య దూరం (అనుబంధ గణాంకాలు S2 మరియు S3) యొక్క అధ్యయనాలు ఉన్నాయి.
(a–c) AFM పరిమాణ పంపిణీ. (d – f) ఉపరితల ఛార్జ్ లక్షణం. (g) ROS మరియు ESR యొక్క లక్షణం.
పైన పేర్కొన్న అన్ని పరిస్థితులకు, కొలిచిన అయనీకరణ ప్రవాహాలు 2-6 µA పరిధిలో ఉన్నాయని మరియు వోల్టేజీలు -3.8 నుండి -6.5 kV పరిధిలో ఉన్నాయని గమనించడం కూడా ముఖ్యం, దీని ఫలితంగా ఈ సింగిల్-టెర్మినల్ EWNS కోసం 50 mW కంటే తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం జరిగింది. . జనరేషన్ మాడ్యూల్. EWNS అధిక పీడనం కింద సంశ్లేషణ చేయబడినప్పటికీ, ఓజోన్ స్థాయిలు చాలా తక్కువగా ఉన్నాయి, ఎప్పుడూ 60 ppb మించలేదు.
అనుబంధ చిత్రం S4 [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యాలకు అనుకరణ విద్యుత్ క్షేత్రాలను వరుసగా చూపిస్తుంది. దృశ్యాలు [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] ప్రకారం క్షేత్రాలను వరుసగా 2 × 105 V/m మరియు 4.7 × 105 V/m గా లెక్కించారు. రెండవ సందర్భంలో వోల్టేజ్ మరియు దూరం నిష్పత్తి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది కాబట్టి ఇది ఊహించదగినది.
అత్తి 3aలో, b AFM8తో కొలిచిన EWNS వ్యాసాన్ని చూపిస్తుంది. [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యాలకు సగటు EWNS వ్యాసాలను వరుసగా 27 nm మరియు 19 nmగా లెక్కించారు. [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] కేసులకు పంపిణీల యొక్క రేఖాగణిత ప్రామాణిక విచలనాలు వరుసగా 1.41 మరియు 1.45, ఇరుకైన పరిమాణ పంపిణీని సూచిస్తాయి. సగటు పరిమాణం మరియు రేఖాగణిత ప్రామాణిక విచలనం రెండూ బేస్‌లైన్-EWNSకి చాలా దగ్గరగా ఉంటాయి, వరుసగా 25 nm మరియు 1.41. అత్తి 3cలో అదే పరిస్థితులలో అదే పద్ధతిని ఉపయోగించి కొలిచిన బేస్‌లైన్ EWNS యొక్క పరిమాణ పంపిణీని చూపిస్తుంది.
అత్తి 3dలో, e అనేది ఛార్జ్ క్యారెక్టరైజేషన్ ఫలితాలను చూపిస్తుంది. డేటా అనేది 30 ఏకకాలిక గాఢత (#/cm3) మరియు కరెంట్ (I) కొలతల సగటు కొలతలు. విశ్లేషణ ప్రకారం EWNS పై సగటు ఛార్జ్ వరుసగా 22 ± 6 e- మరియు 44 ± 6 e- [-6.5 kV, 4.0 cm] మరియు [-3.8 kV, 0.5 cm] లకు ఉంటుంది. బేస్‌లైన్-EWNS (10 ± 2 e-) తో పోలిస్తే, వాటి ఉపరితల ఛార్జ్ గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంటుంది, [-6.5 kV, 4.0 cm] దృష్టాంతం కంటే రెండు రెట్లు మరియు [-3 .8 kV, 0.5 cm] కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ. 3f ప్రాథమిక EWNS చెల్లింపు డేటాను చూపుతుంది.
EWNS సంఖ్య సాంద్రత పటాల నుండి (అనుబంధ గణాంకాలు S5 మరియు S6), [-6.5 kV, 4.0 cm] దృశ్యం [-3.8 kV, 0.5 cm] దృశ్యం కంటే గణనీయంగా ఎక్కువ కణాల సంఖ్యను కలిగి ఉందని చూడవచ్చు. EWNS సంఖ్య సాంద్రతలను 4 గంటల వరకు పర్యవేక్షించారని కూడా గమనించాలి (అనుబంధ గణాంకాలు S5 మరియు S6), ఇక్కడ EWNS ఉత్పత్తి స్థిరత్వం రెండు సందర్భాలలోనూ కణ సంఖ్య సాంద్రతల స్థాయిలను ఒకే విధంగా చూపించింది.
[-6.5 kV, 4.0 cm] వద్ద ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS కోసం నియంత్రణ (నేపథ్యం) తీసివేత తర్వాత EPR స్పెక్ట్రమ్‌ను Figure 3g చూపిస్తుంది. గతంలో ప్రచురించబడిన పత్రంలో ROS స్పెక్ట్రమ్‌ను EWNS బేస్‌లైన్‌తో పోల్చారు. స్పిన్ ట్రాప్‌తో చర్య తీసుకునే EWNSల లెక్కించిన సంఖ్య 7.5 × 104 EWNS/s, ఇది గతంలో ప్రచురించబడిన బేస్‌లైన్-EWNS8కి సమానంగా ఉంటుంది. EPR స్పెక్ట్రా రెండు రకాల ROS ఉనికిని స్పష్టంగా సూచించింది, ఇక్కడ O2- ప్రధానంగా ఉంటుంది, అయితే OH• తక్కువ మొత్తంలో ఉంటుంది. అదనంగా, గరిష్ట తీవ్రతల యొక్క ప్రత్యక్ష పోలిక ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS బేస్‌లైన్ EWNSతో పోలిస్తే గణనీయంగా ఎక్కువ ROS కంటెంట్‌ను కలిగి ఉందని చూపించింది.
అత్తి 4 EPESలో EWNS నిక్షేపణ సామర్థ్యాన్ని చూపిస్తుంది. డేటాను టేబుల్ Iలో కూడా సంగ్రహించారు మరియు అసలు EWNS డేటాతో పోల్చారు. రెండు EUNS కేసులకు, 3.0 kV తక్కువ వోల్టేజ్ వద్ద కూడా నిక్షేపణ 100%కి దగ్గరగా ఉంది. సాధారణంగా, ఉపరితల ఛార్జ్ మార్పుతో సంబంధం లేకుండా 100% నిక్షేపణ సాధించడానికి 3.0 kV సరిపోతుంది. అదే పరిస్థితులలో, తక్కువ ఛార్జ్ (EWNSకి సగటున 10 ఎలక్ట్రాన్లు) కారణంగా బేస్‌లైన్-EWNS నిక్షేపణ సామర్థ్యం 56% మాత్రమే.
సరైన సందర్భంలో [-6.5 kV, 4.0 cm] 45 నిమిషాల పాటు సుమారు 40,000 #/cm3 EWNS కు గురైన తర్వాత టమోటాల ఉపరితలంపై ఇంజెక్ట్ చేయబడిన సూక్ష్మజీవుల నిష్క్రియాత్మకత స్థాయిని చిత్రం 5 మరియు పట్టిక 2 సంగ్రహించాయి. ఇనోక్యులేటెడ్ E. coli మరియు L. innocua 45 నిమిషాల ఎక్స్‌పోజర్ తర్వాత 3.8 లాగ్ గణనీయమైన తగ్గింపును చూపించాయి. అదే పరిస్థితులలో, S. enterica 2.2 లాగ్‌ల తక్కువ లాగ్ తగ్గింపును చూపించగా, S. cerevisiae మరియు M. parafortuitum 1.0 లాగ్ తగ్గింపును చూపించాయి.
E. coli, Salmonella enterica మరియు L. innocua కణాలలో EWNS ద్వారా ప్రేరేపించబడిన భౌతిక మార్పులను నిష్క్రియాత్మకతకు దారితీసే ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోగ్రాఫ్‌లు (చిత్రం 6). నియంత్రణ బ్యాక్టీరియా చెక్కుచెదరకుండా ఉన్న కణ పొరలను చూపించగా, బహిర్గతమైన బ్యాక్టీరియా బయటి పొరలను దెబ్బతీసింది.
నియంత్రణ మరియు బహిర్గత బ్యాక్టీరియా యొక్క ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపిక్ ఇమేజింగ్ పొర నష్టాన్ని వెల్లడించింది.
ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన EWNS యొక్క భౌతిక రసాయన లక్షణాలపై డేటా సమిష్టిగా EWNS లక్షణాలు (ఉపరితల ఛార్జ్ మరియు ROS కంటెంట్) గతంలో ప్రచురించబడిన EWNS బేస్‌లైన్ డేటా8,9,10,11 తో పోలిస్తే గణనీయంగా మెరుగుపడ్డాయని చూపిస్తుంది. మరోవైపు, వాటి పరిమాణం నానోమీటర్ పరిధిలోనే ఉంది, ఇది గతంలో ప్రచురించబడిన ఫలితాలకు చాలా పోలి ఉంటుంది, ఇది వాటిని ఎక్కువ కాలం గాలిలో ఉండటానికి అనుమతిస్తుంది. గమనించిన పాలీడిస్పర్సిటీని ఉపరితల ఛార్జ్‌లోని మార్పుల ద్వారా వివరించవచ్చు, ఇది రేలీ ప్రభావం యొక్క పరిమాణం, యాదృచ్ఛికత మరియు EWNS యొక్క సంభావ్య విలీనంను నిర్ణయిస్తుంది. అయితే, నీల్సన్ మరియు ఇతరులు వివరించినట్లుగా.22, అధిక ఉపరితల ఛార్జ్ నీటి బిందువు యొక్క ఉపరితల శక్తి/ఉద్రిక్తతను సమర్థవంతంగా పెంచడం ద్వారా బాష్పీభవనాన్ని తగ్గిస్తుంది. ఈ సిద్ధాంతం మా మునుపటి ప్రచురణ8లో మైక్రోడ్రాప్లెట్‌లు22 మరియు EWNS కోసం ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ధారించబడింది. ఓవర్ టైం కోల్పోవడం కూడా పరిమాణాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు గమనించిన పరిమాణ పంపిణీకి దోహదం చేస్తుంది.
అదనంగా, ఒక్కో నిర్మాణానికి ఛార్జ్ దాదాపు 22–44 e- ఉంటుంది, ఇది పరిస్థితులను బట్టి ఉంటుంది, ఇది ప్రాథమిక EWNS తో పోలిస్తే గణనీయంగా ఎక్కువ, ఇది నిర్మాణానికి సగటున 10 ± 2 ఎలక్ట్రాన్ల ఛార్జ్ కలిగి ఉంటుంది. అయితే, ఇది EWNS యొక్క సగటు ఛార్జ్ అని గమనించాలి. సెటో మరియు ఇతరులు. ఛార్జ్ ఏకరీతిగా లేదని మరియు లాగ్-సాధారణ పంపిణీని అనుసరిస్తుందని చూపబడింది21. మా మునుపటి పనితో పోలిస్తే, ఉపరితల ఛార్జ్‌ను రెట్టింపు చేయడం వలన EPES వ్యవస్థలో నిక్షేపణ సామర్థ్యం దాదాపు 100%11కి రెట్టింపు అవుతుంది.