Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tú ag baint úsáide as leagan brabhsálaí a bhfuil tacaíocht CSS teoranta aige.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Ina theannta sin, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánann muid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Taispeánann sé timpeallán de thrí shleamhnán ag an am céanna.Bain úsáid as na cnaipí Roimhe agus Ar Aghaidh chun bogadh trí thrí shleamhnán ag an am, nó bain úsáid as na cnaipí sleamhnáin ag an deireadh chun bogadh trí thrí shleamhnán ag an am.
Is fadhb mhór é creimeadh miocróbach (MIC) i go leor tionscail mar go bhféadfadh caillteanais eacnamaíocha ollmhóra a bheith mar thoradh air.Úsáidtear cruach dhosmálta Super déphléacsacha 2707 (2707 HDSS) i dtimpeallachtaí mara mar gheall ar a fhriotaíocht cheimiceach den scoth.Mar sin féin, níl a fhriotaíocht in aghaidh MIC léirithe go turgnamhach.Scrúdaigh an staidéar seo iompar MIC 2707 HDSS ba chúis leis an mbaictéar aeróbach mara Pseudomonas aeruginosa.Léirigh anailís leictriceimiceach, i láthair biofilm Pseudomonas aeruginosa sa mheán 2216E, d'athraigh an poitéinseal creimeadh go dearfach, agus tháinig méadú ar an dlús reatha creimeadh.Léirigh torthaí anailíse speictreascópachta fótaileictreon X-gha (XPS) laghdú ar an ábhar Cr ar dhromchla an tsampla faoin mbithscannán.Léirigh anailís ar na híomhánna claiseanna gur tháirg bithscannáin Pseudomonas aeruginosa uasdoimhneacht sloc 0.69 µm tar éis 14 lá saothraithe.Cé go bhfuil sé seo beag, tugann sé le tuiscint nach bhfuil 2707 HDSS imdhíonach go hiomlán ar éifeachtaí bithscannáin P. aeruginosa ar MIC.
Úsáidtear cruach dhosmálta déphléacsacha (DSS) go forleathan i dtionscail éagsúla mar gheall ar an meascán foirfe d'airíonna meicniúla den scoth agus friotaíocht creimeadh1,2.Mar sin féin, d'fhéadfadh polladh logánta tarlú fós, rud a d'fhéadfadh cur isteach ar shláine an chruach seo 3, 4 .Níl an DSS cosanta ar chreimeadh miocróbach (MIC)5,6.Cé go bhfuil raon feidhme DSS an-leathan, tá timpeallachtaí fós ann nach leor friotaíocht creimeadh DSS le húsáid fhadtéarmach.Ciallaíonn sé seo go bhfuil gá le hábhair níos costasaí le friotaíocht creimeadh níos airde.Fuair Jeon et al.7 amach go bhfuil teorainneacha áirithe ag fiú cruach dhosmálta super déphléacsacha (SDSS) i dtéarmaí friotaíocht creimeadh.Dá bhrí sin, tá gá le steels dhosmálta super déphléacsacha (HDSS) le friotaíocht creimeadh níos airde in iarratais áirithe.Mar thoradh air seo forbraíodh HDSS ard-chóimhiotail.
Déantar friotaíocht creimeadh DSS a chinneadh ag an gcóimheas idir α-phase agus γ-chéim agus limistéir ídithe i Cr, Mo agus W in aice leis na céimeanna tánaisteacha8,9,10.Tá ard-ábhar Cr, Mo agus N11 ag HDSS, rud a thugann friotaíocht creimeadh den scoth dó agus luach ard (45-50) friotaíocht pitting coibhéiseach (PREN), atá sainmhínithe ag wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo) + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Braitheann a fhriotaíocht creimeadh den scoth ar chomhdhéanamh cothromaithe ina bhfuil thart ar 50% de chéimeanna ferriteacha (α) agus 50% austenitic (γ).Tá airíonna meicniúla feabhsaithe ag HDSS agus friotaíocht clóirín níos airde i gcomparáid le DSS13 traidisiúnta.Saintréithe creimeadh ceimiceach.Leathnaíonn friotaíocht creimeadh feabhsaithe úsáid HDSS i dtimpeallachtaí clóiríd níos ionsaithí ar nós timpeallachtaí mara.
Is fadhb shuntasach é MIC i go leor tionscal, lena n-áirítear ola agus gáis agus soláthar uisce14.Is ionann MIC agus 20% den damáiste creimeadh ar fad15.Is creimeadh bithleictriceimiceach é MIC is féidir a fheiceáil i go leor timpeallachtaí16.Athraíonn foirmiú bithscannáin ar dhromchlaí miotail na coinníollacha leictriceimiceach agus mar sin bíonn tionchar aige ar an bpróiseas creimthe.Glactar leis go ginearálta gur bithscannáin is cúis le creimeadh MIC14.Itheann miocrorgánaigh leictrighineacha miotail chun fuinneamh a fháil le maireachtáil17.Tá sé léirithe ag staidéir MIC le déanaí gurb é EET (aistriú leictreoin seach-cheallacha) an fachtóir teorannaithe do MIC a tharlódh ó mhiocrorgánaigh leictreoiniceacha.Léirigh Zhang et al.18 go luathaíonn idirghabhálaithe leictreon aistriú leictreon idir cealla sessile Desulfovibrio vulgaris agus 304 cruach dhosmálta, rud a fhágann ionsaí MIC níos déine.Anning et al.19 agus Wenzlaff et al.Tá sé léirithe ag 20 gur féidir le bithscannáin de bhaictéir a laghdaíonn sulfáit chreimneach (SRBanna) leictreoin a ionsú go díreach ó fhoshraitheanna miotail, rud a fhágann go bhfuil pitting dian ann.
Is eol go bhfuil DSS so-ghabhálach do MIC i meáin ina bhfuil SRBanna, baictéir a laghdaíonn iarann (IRBanna), etc. 21 .Cruthaíonn na baictéir seo polladh logánta ar dhromchla an DSS faoin mbithscannán22,23.Murab ionann agus DSS, is beag atá ar eolas faoin MIC HDSS24.
Is baictéar Gram-diúltach, gluaisteach, slat-chruthach é Pseudomonas aeruginosa a dháiltear go forleathan sa nádúr25.Is é Pseudomonas aeruginosa freisin an príomh-mhicribiota atá freagrach as MIC cruach sa timpeallacht mhuirí26.Tá baint dhíreach ag speicis Pseudomonas le próisis chreimthe agus aithnítear iad mar na chéad choilínithe le linn foirmiú bithscannáin27.Mahat et al.28 agus Yuan et al.Léirigh 29 go bhfuil claonadh ag Pseudomonas aeruginosa ráta creimthe cruach éadrom agus cóimhiotail a mhéadú i dtimpeallachtaí uisceacha.
Is é príomhsprioc na hoibre seo ná staidéar a dhéanamh ar airíonna MIC 2707 HDSS de bharr an bhaictéar aeróbach mara Pseudomonas aeruginosa ag baint úsáide as modhanna leictriceimiceach, modhanna anailíse dromchla agus anailís ar tháirgí creimthe.Rinneadh staidéir leictriceimiceacha lena n-áirítear poitéinseal ciorcad oscailte (OCP), friotaíocht polaraithe líneach (LPR), speictreascópacht impedance leictriceimiceach (EIS) agus polarú féideartha dinimiciúil chun staidéar a dhéanamh ar iompar an MIC 2707 HDSS.Déantar anailís ar speictreascópacht scaipthe fuinnimh (EDS) chun eilimintí ceimiceacha ar dhromchlaí creimthe a bhrath.Ina theannta sin, socraíodh cobhsaíocht pasivation scannán ocsaíd faoi thionchar timpeallacht mhara ina bhfuil Pseudomonas aeruginosa ag speictreascópacht fótaileictreon X-gha (XPS).Rinneadh doimhneacht na gcloch a thomhas faoi mhicreascóp scanadh léasair comhfhócasach (CLSM).
Taispeánann Tábla 1 comhdhéanamh ceimiceach 2707 HDSS.Léiríonn Tábla 2 go bhfuil airíonna meicniúla den scoth ag 2707 HDSS le neart toraidh de 650 MPa.Ar fig.Taispeánann 1 an micreastruchtúr optúil de réitigh cóireáilte le teas 2707 HDSS.Is féidir bannaí fadaithe de chéimeanna austenític agus ferriteacha gan céimeanna tánaisteacha a fheiceáil i micristruchtúr ina bhfuil thart ar 50% de chéimeanna austenític agus 50% ferriteacha.
Ar fig.Taispeánann 2a an poitéinseal ciorcad oscailte (Eocp) i gcoinne am nochta do 2707 HDSS i meán aibitheach 2216E agus brat Pseudomonas aeruginosa ar feadh 14 lá ag 37°C.Fuarthas amach gur tharla na hathruithe is suntasaí in Eocp le linn na chéad 24 uair an chloig.Bhí buaic-luachanna Eocp sa dá chás thart ar -145 mV (in aghaidh SCE) ag thart ar 16 uair an chloig agus ansin thit go géar go -477 mV (i gcoinne SCE) agus -236 mV (i gcoinne SCE) le haghaidh samplaí neamhbhitheolaíocha agus P le haghaidh coibhneasta. SCE) duilleoga patina, faoi seach.Tar éis 24 uair an chloig, d'fhan luach Eocp Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS réasúnta seasmhach ag -228 mV (i gcomparáid le SCE), agus bhí an luach comhfhreagrach don sampla neamh-bhitheolaíoch thart ar -442 mV (i gcomparáid le SCE).Bhí Eocp i láthair Pseudomonas aeruginosa sách íseal.
Tástáil leictriceimiceach ar 2707 sampla HDSS sna meáin aibitheacha agus brat Pseudomonas aeruginosa ag 37°C:
(a) Athrú ar Eocp le ham nochta, (b) cuar polarúcháin ar an lá 14, (c) athrú ar Rp le ham nochta, (d) athrú ar chorr le ham nochta.
Léiríonn Tábla 3 na paraiméadair leictriceimiceach creimeadh de 2707 sampla HDSS nochta do mheáin aibitheacha agus P. aeruginosa ionaclaithe thar thréimhse 14 lá.Cheadaigh eachtarshuíomh tadhlaíoch na gcuar anodic agus cathodach go dtí an pointe trasnaithe chun dlús srutha creimthe (corr), poitéinseal creimthe (Ecorr) agus fána Tafel (βα agus βc) a chinneadh de réir modhanna caighdeánacha30,31.
Mar a léirítear i bhFíor 2b, tháinig méadú ar Ecorr i gcomparáid leis an gcuar aibitheach mar thoradh ar aistriú aníos chuar P. aeruginosa.Mhéadaigh luach icorr an tsampla ina bhfuil Pseudomonas aeruginosa, i gcomhréir leis an ráta creimthe, go 0.328 µA cm-2, atá ceithre huaire níos mó ná luach an tsampla neamhbhitheolaíoch (0.087 µA cm-2).
Is modh leictriceimiceach clasaiceach é LPR le haghaidh anailíse sainráite neamh-millteach ar chreimeadh.Baineadh úsáid as freisin chun staidéar a dhéanamh ar MIC32.Ar fig.Léiríonn 2c an t-athrú ar an bhfriotaíocht polaraithe (Rp) ag brath ar an am nochta.Ciallaíonn luach Rp níos airde níos lú creimeadh.Laistigh den chéad 24 uair an chloig, shroich Rp 2707 HDSS buaic ag 1955 kΩ cm2 le haghaidh eiseamail neamh-bhitheolaíocha agus 1429 kΩ cm2 le haghaidh eiseamail Pseudomonas aeruginosa.Léiríonn Fíor 2c freisin gur tháinig laghdú tapa ar an luach Rp tar éis lá amháin agus gur fhan sé gan athrú ansin sna 13 lá ina dhiaidh sin.Tá luach Rp an eiseamail tástála Pseudomonas aeruginosa thart ar 40 kΩ cm2, atá i bhfad níos ísle ná an luach 450 kΩ cm2 don eiseamal tástála neamhbhitheolaíoch.
Tá luach icorr comhréireach leis an ráta creimeadh aonfhoirmeach.Is féidir a luach a ríomh ón gcothromóid Stern-Giri seo a leanas:
De réir Zoe et al.33 Glacadh le fána Tafel B mar luach tipiciúil 26 mV/dec san obair seo.Ar fig.Léiríonn 2d gur fhan icorr an phéine aibitheach 2707 sách cobhsaí, agus d’athraigh icorr an bhanna Pseudomonas aeruginosa go láidir le léim mhór tar éis na chéad 24 uair an chloig.Bhí luach icorr an tsampla tástála Pseudomonas aeruginosa ord méadaíochta níos airde ná luach an rialaithe neamhbhitheolaíoch.Tá an treocht seo comhsheasmhach le torthaí friotaíocht polaraithe.
Is modh neamh-millteach eile é EIS a úsáidtear chun imoibrithe leictriceimiceacha ag comhéadan creimthe a shaintréithe34.Speictream impedance agus ríomh toilleas stiallacha nochta do mheáin aibitheacha agus réitigh Pseudomonas aeruginosa, is é Rb friotaíocht an éighníomhach / bithscannáin a fhoirmítear ar dhromchla an stiall, is é Rct an fhriotaíocht aistrithe muirir, is é Cdl an ciseal dúbailte leictreach.) agus paraiméadair eilimint chéim tairiseach QCPE (CPE).Rinneadh anailís bhreise ar na paraiméadair seo trí na sonraí a chur i gcomparáid le samhail chiorcaid leictrigh (CEE).
Ar fig.Taispeánann 3 ceapacha tipiciúla Nyquist (a agus b) agus ceapacha Bode (a' agus b') de 2707 sampla HDSS sna meáin aibitheacha agus brat Pseudomonas aeruginosa ag amanna goir éagsúla.I láthair Pseudomonas aeruginosa, laghdaíonn trastomhas lúb Nyquist.Taispeánann plota Bode (Fíor 3b') an méadú ar an gcosc iomlán.Is féidir faisnéis faoin tairiseach ama scíthe a fháil ó chéim uasta.Ar fig.Taispeánann 4 na struchtúir fhisiceacha agus an CEE comhfhreagrach bunaithe ar shraith singil (a) agus dhá chiseal (b).Tugtar CPE isteach i múnla CEE.Cuirtear a ligean isteach agus a bhac in iúl mar seo a leanas:
Dhá mhúnla fisiceacha agus ciorcaid choibhéiseacha chomhfhreagracha chun speictream bacainn cúpóin 2707 HDSS a fheistiú:
I gcás inarb é Y0 méid an CPE, is é j an uimhir shamhailteach nó (−1)1/2, is é ω an mhinicíocht uilleach, agus is lú ná aon fachtóir cumhachta CPE n35.Freagraíonn an inbhéartú friotaíochta aistrithe luchta (ie 1/Rct) don ráta creimthe.Ciallaíonn luach Rct níos ísle ráta creimthe níos airde27.Tar éis 14 lá goir, shroich Rct an sampla tástála de Pseudomonas aeruginosa 32 kΩ cm2, atá i bhfad níos lú ná an 489 kΩ cm2 den sampla tástála neamhbhitheolaíoch (Tábla 4).
Íomhánna CLSM agus íomhánna SEM i bhfíor.Léiríonn 5 go soiléir go raibh an clúdach bithscannán ar dhromchla sampla HDSS 2707 an-dlúth tar éis 7 lá.Mar sin féin, tar éis 14 lá d'éirigh an sciath bithscannán gann agus bhí roinnt cealla marbha le feiceáil.Léiríonn Tábla 5 tiús bithscannáin 2707 sampla HDSS tar éis 7 agus 14 lá tar éis nochtadh do Pseudomonas aeruginosa.D'athraigh an tiús bithscannáin uasta ó 23.4 µm tar éis 7 lá go 18.9 µm tar éis 14 lá.Dhearbhaigh an meán-tiús biofilm an treocht seo freisin.Laghdaigh sé ó 22.2 ± 0.7 μm tar éis 7 lá go 17.8 ± 1.0 μm tar éis 14 lá.
(a) Íomhá CLSM 3-D ag 7 lá, (b) íomhá CLSM 3-D ag 14 lá, (c) íomhá SEM ag 7 lá, agus (d) íomhá SEM ag 14 lá.
Nocht EMF eilimintí ceimiceacha i dtáirgí bithscannáin agus creimthe ar shamplaí a nochtar do Pseudomonas aeruginosa ar feadh 14 lá.Ar fig.Léiríonn Fíor 6 go bhfuil ábhar C, N, O, P sna táirgí biofilm agus creimeadh i bhfad níos airde ná i miotail íon, ós rud é go bhfuil baint ag na heilimintí seo leis an biofilm agus a meitibilítí.Ní theastaíonn ach rianta de Cr agus Fe ar mhiocrorgánaigh.Léiríonn an t-ábhar ard Cr agus Fe sa biofilm agus táirgí creimeadh ar dhromchla an tsampla go bhfuil caillteanas eilimintí sa mhaitrís miotail mar thoradh ar chreimeadh.
Tar éis 14 lá, breathnaíodh claiseanna le P. aeruginosa agus gan P. aeruginosa i meán 2216E.Roimh gor, bhí dromchla na samplaí réidh agus gan lochtanna (Fíor 7a).Tar éis goir agus baint de bhithscannán agus táirgí creimthe, scrúdaíodh na claiseanna is doimhne ar dhromchla an tsampla ag baint úsáide as CLSM, mar a thaispeántar i bhFíor 7b agus c.Ní bhfuarthas aon polladh soiléir ar dhromchla an rialaithe neamhbhitheolaíoch (uasdoimhneacht an tsloic 0.02 µm).Ba é 0.52 µm tar éis 7 lá agus 0.69 µm tar éis 14 lá an t-uasdoimhneacht poll ba chúis le Pseudomonas aeruginosa, bunaithe ar mheándoimhneacht uasta an chlais ó 3 shampla (roghnaíodh 10 n-uasdoimhneacht poll do gach sampla) agus shroich sé 0. 42 ± 0.12 µm .agus 0.52 ± 0.15 µm, faoi seach (Tábla 5).Tá na luachanna doimhneacht dimple seo beag ach tábhachtach.
(a) roimh nochtadh;(b) 14 lá i dtimpeallacht aibitheach;(c) 14 lá i brat P. aeruginosa.
Ar fig.Taispeánann Tábla 8 an speictream XPS de dhromchlaí samplacha éagsúla, agus déantar achoimre ar an gceimic a anailísíodh do gach dromchla i dTábla 6. I dTábla 6, bhí na céatadáin adamhach Fe agus Cr i bhfad níos ísle i láthair P. aeruginosa (samplaí A agus B ) ná sna stiallacha rialaithe neamhbhitheolaíocha.(samplaí C agus D).Le haghaidh sampla de Pseudomonas aeruginosa, feistíodh cuar speictreach croíleibhéil Cr 2p ar cheithre bhuaic-chomhpháirt le fuinneamh ceangailteach (BE) de 574.4, 576.6, 578.3 agus 586.8 eV, a sannadh do Cr, Cr2O3, CrO3 agus Cr(OH) 3, faoi seach (Fíor 9a agus b).I gcás samplaí neamhbhitheolaíocha, speictream an chroíleibhéil Cr 2p i bhFíoracha.Cuimsíonn 9c agus d an dá phríomhbhuaic, Cr (BE 573.80 eV) agus Cr2O3 (BE 575.90 eV), faoi seach.Ba é an difríocht is suntasaí idir an cúpón aibitheach agus an cúpón P. aeruginosa ná láithreacht Cr6+ agus codán measartha ard de Cr(OH)3 (BE 586.8 eV) faoin mbithscannán.
Speictream XPS dromchla leathan de 2707 sampla HDSS i dhá mheán ar feadh 7 agus 14 lá, faoi seach.
(a) risíocht P. aeruginosa 7 lá, (b) risíocht 14 lá P. aeruginosa, (c) risíocht aibitheach 7 lá, (d) risíocht aibitheach 14 lá.
Léiríonn HDSS ardleibhéal friotaíochta creimeadh i bhformhór na dtimpeallachtaí.Thuairiscigh Kim et al.2 gur aithníodh HDSS UNS S32707 mar DSS arddhópáilte le PREN níos mó ná 45. Ba é luach PREN sampla HDSS 2707 san obair seo ná 49. Tá sé seo mar gheall ar an ard-ábhar Cr agus leibhéil arda Mo agus Ni, atá úsáideach i dtimpeallachtaí aigéadacha agus i dtimpeallachtaí a bhfuil cion ard clóirídí iontu.Ina theannta sin, soláthraíonn an comhdhéanamh dea-chothrom agus an microstructure saor ó lochtanna cobhsaíocht struchtúrach agus friotaíocht creimeadh.In ainneoin friotaíocht ceimiceach den scoth, léiríonn na sonraí turgnamhacha san obair seo nach bhfuil 2707 HDSS imdhíonach go hiomlán do MICanna bithscannáin Pseudomonas aeruginosa.
Léirigh torthaí leictriceimiceach gur tháinig méadú suntasach ar an ráta creimeadh de 2707 HDSS i brat Pseudomonas aeruginosa tar éis 14 lá i gcomparáid leis an timpeallacht neamh-bhitheolaíoch.I bhFíor 2a, breathnaíodh laghdú ar Eocp sa mheán aibitheach agus i brat P. aeruginosa le linn na chéad 24 uair an chloig.Tar éis sin, críochnaíonn an biofilm a chlúdaíonn dromchla an tsampla agus éiríonn Eocp sách cobhsaí.Mar sin féin, bhí an leibhéal Eocp bitheach i bhfad níos airde ná an leibhéal Eocp aibitheach.Tá cúiseanna ann chun a chreidiúint go bhfuil baint ag an difríocht seo le foirmiú biofilms P. aeruginosa.Ar fig.2g, shroich luach icorr 2707 HDSS 0.627 µA cm-2 i láthair Pseudomonas aeruginosa, atá ar ord méide níos airde ná an rialú neamh-bhitheolaíoch (0.063 µA cm-2), atá ag teacht leis an Rct luach tomhaiste ag EIS.Le linn na chéad chúpla lá, mhéadaigh na luachanna impedance i brat P. aeruginosa mar gheall ar cheangal cealla P. aeruginosa agus foirmiú biofilm.Mar sin féin, laghdaítear an impedance nuair a chlúdaíonn an biofilm dromchla an tsampla go hiomlán.Ionsaítear an ciseal cosanta go príomha mar gheall ar fhoirmiú biofilm agus meitibilítí biofilm.Dá bhrí sin, laghdaítear an fhriotaíocht creimeadh le himeacht ama, agus tá taiscí Pseudomonas aeruginosa ina chúis le creimeadh logánta.Tá na treochtaí i dtimpeallachtaí aibitheacha difriúil.Bhí friotaíocht creimeadh an rialaithe neamh-bhitheolaíoch i bhfad níos airde ná luach comhfhreagrach na samplaí atá faoi lé brat Pseudomonas aeruginosa.Ina theannta sin, le haghaidh samplaí aibitheacha, shroich luach Rct 2707 HDSS 489 kΩ cm2 ar an lá 14, atá 15 huaire níos airde ná i láthair Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Mar sin, tá friotaíocht creimeadh den scoth ag 2707 HDSS i dtimpeallacht steiriúil, ach níl sé cosanta ó ionsaí MIC ag Pseudomonas aeruginosa biofilm.
Is féidir na torthaí seo a fheiceáil freisin ó na cuair polarúcháin i bhFíoracha.2b.Tá baint ag branching anodic le foirmiú biofilm Pseudomonas aeruginosa agus imoibrithe ocsaídiúcháin miotail.Ag an am céanna, is é an t-imoibriú cathodic ná laghdú ocsaigine.Mhéadaigh láithreacht P. aeruginosa go mór an dlús reatha creimthe, a bhí thart ar ord méide níos airde ná sa rialú aibitheach.Thug sé seo le fios gur chuir an bithscannán Pseudomonas aeruginosa feabhas ar chreimeadh logánta 2707 HDSS.D'aimsigh Yuan et al.29 gur mhéadaigh an dlús reatha creimeadh de chóimhiotal 70/30 Cu-Ni le bithfilm Pseudomonas aeruginosa.D’fhéadfadh sé seo a bheith mar gheall ar bith-catalysis laghdaithe ocsaigine ag biofilm Pseudomonas aeruginosa.Féadfaidh an bhreathnóireacht seo an MIC 2707 HDSS a mhíniú sa saothar seo freisin.Is féidir le bithscannáin aeróbacha an cion ocsaigine thíos a laghdú freisin.Dá bhrí sin, d’fhéadfadh go mbeadh diúltú an dromchla miotail a ath-aisiachtú le hocsaigin ina fhachtóir a chuireann le MIC san obair seo.
Bhí Dickinson et al.Mhol 38 go mbraitheann ráta imoibrithe ceimiceacha agus leictriceimiceacha go díreach ar ghníomhaíocht meitibileach na baictéir atá ceangailte le dromchla an tsampla agus ar nádúr na dtáirgí creimthe.Mar a thaispeántar i bhFíor 5 agus i dTábla 5, tháinig laghdú ar líon na gcealla agus tiús biofilm tar éis 14 lá.Is féidir é seo a mhíniú go réasúnta toisc go bhfuair an chuid is mó de na cealla ancaire ar dhromchla 2707 HDSS bás tar éis 14 lá mar gheall ar ídiú cothaitheach sa mheán 2216E nó scaoileadh iain miotail tocsaineacha ón maitrís 2707 HDSS.Is teorannú é seo ar bhaisc turgnaimh.
Sa saothar seo, chuir bithscannán Pseudomonas aeruginosa chun cinn ídiú áitiúil Cr agus Fe faoin biofilm ar dhromchla 2707 HDSS (Fíor 6).I dTábla 6, laghdaigh Fe agus Cr i sampla D i gcomparáid le sampla C, rud a léiríonn go ndearnadh díscaoileadh Fe agus Cr de bharr biofilm P. aeruginosa a chothabháil tar éis na chéad 7 lá.Úsáidtear timpeallacht 2216E chun an timpeallacht mhuirí a insamhail.Tá 17700 ppm Cl- ann, atá inchomparáide lena ábhar in uisce farraige nádúrtha.Ba é láithreacht 17700 ppm Cl- an phríomhchúis leis an laghdú ar Cr i samplaí neamhbhitheolaíocha 7 lá agus 14 lá arna anailísiú ag XPS.I gcomparáid leis an sampla tástála de Pseudomonas aeruginosa, tá díscaoileadh Cr sa sampla tástála aibitheach i bhfad níos lú mar gheall ar fhriotaíocht láidir 2707 HDSS le clóirín sa timpeallacht aibitheach.Ar fig.Léiríonn 9 láithreacht Cr6+ sa scannán éighníomhach.D’fhéadfadh baint a bheith aige seo le baint Cr ó dhromchlaí cruach le biofilms P. aeruginosa, mar a mhol Chen agus Clayton39.
Mar gheall ar fhás baictéarach, b'ionann luachanna pH an mheán roimh agus tar éis goir 7.4 agus 8.2, faoi seach.Mar sin, ní dócha go gcuirfidh creimeadh aigéid orgánacha leis an obair seo faoi P. aeruginosa biofilms mar gheall ar an pH sách ard sa mheán mórchóir.Níor tháinig athrú suntasach ar pH an mheán rialaithe neamh-bhitheolaíoch (ó 7.4 tosaigh go dtí an 7.5 deiridh) le linn na tréimhse tástála 14 lá.Bhí baint ag an méadú ar pH sa mheán inoculum tar éis goir le gníomhaíocht meitibileach Pseudomonas aeruginosa, agus fuarthas an éifeacht chéanna ar pH in éagmais an stiall tástála.
Mar a thaispeántar i bhfíor.7, ba é 0.69 µm an doimhneacht poll uasta de bharr biofilm Pseudomonas aeruginosa, atá i bhfad níos mó ná sa mheán aibitheach (0.02 µm).Aontaíonn sé seo leis na sonraí leictriceimiceach thuas.Faoi na coinníollacha céanna, tá doimhneacht an tsloic 0.69 µm níos mó ná deich n-uaire níos lú ná an luach 9.5 µm atá sonraithe do 2205 DSS40.Léiríonn na sonraí seo go léiríonn 2707 HDSS friotaíocht níos fearr le MICanna ná 2205 DSS.Ní haon ionadh é seo ós rud é go bhfuil leibhéal Cr níos airde ag 2707 HDSS, a cheadaíonn éighníomhachtú níos faide, a dhéanann Pseudomonas aeruginosa níos deacra a dhíghéilleadh, agus a thosaíonn an próiseas gan deascadh tánaisteach díobhálach Pitting41.
Mar fhocal scoir, thángthas ar chlaonadh MIC ar 2707 dromchla HDSS i brat Pseudomonas aeruginosa, agus ní raibh pitting beag i meáin aibitheach.Léiríonn an obair seo go bhfuil friotaíocht níos fearr ag 2707 HDSS le MIC ná 2205 DSS, ach níl sé go hiomlán imdhíonachta do MIC mar gheall ar Pseudomonas aeruginosa biofilm.Cuidíonn na torthaí seo le roghnú cruach dhosmálta oiriúnach agus ionchas saoil don chomhshaol muirí.
Chuir Scoil na Miotalóireacht, Ollscoil Oirthuaisceart (NEU), Shenyang, an tSín, na 2707 sampla HDSS ar fáil.Taispeántar comhdhéanamh eiliminteach 2707 HDSS i dTábla 1, a ndearna Roinn Anailíse agus Tástála Ábhair Ollscoil Oirthuaisceart anailís air.Cóireáladh na samplaí go léir le haghaidh réiteach soladach ag 1180 ° C ar feadh 1 uair an chloig.Roimh an tástáil creimeadh, snastaíodh 2707 cruach bonn HDSS le achar dromchla nochta de 1 cm2 go 2000 grit le páirín chomhdhúile sileacain agus ansin snasta tuilleadh le sciodar púdar 0.05 µm Al2O3.Tá na taobhanna agus an bun cosanta le péint támh.Tar éis a thriomú, nite na samplaí le huisce steiriúil dí-ianaithe agus aimridithe le 75% (v/v) eatánól ar feadh 0.5 h.Rinneadh iad a aer-thriomú ansin faoi sholas ultraivialait (UV) ar feadh 0.5 h roimh úsáid.
Ceannaíodh brú mara Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 ó Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), an tSín.Baineadh úsáid as meán leachtach mara 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, an tSín) chun Pseudomonas aeruginosa a shaothrú i bhfleascáin 250 ml agus i gcealla gloine leictriceimiceach 500 ml faoi choinníollacha aeróbach ag 37 ° C.Tá meánach (g/l): 19.45 NaCl, 5.98 MgCl2, 3.24 Na2SO4, 1.8 CaCl2, 0.55 KCl, 0.16 Na2CO3, 0.08 KBr, 0.034 SrCl2, 0.08 SrBr2 , 0.0.0.0, 0.08 SrBr2 , 0.0.0. 8, 0.008 Na4F0H20PO.1.0 sliocht giosta agus 0.1 chiotráite iarainn.Uathchláiv ag 121 °C ar feadh 20 nóiméad roimh ionaclú.Áiríodh cealla sesile agus planctónacha faoi mhicreascóp solais ag baint úsáide as haemocytometer ag formhéadú 400x.Ba é an tiúchan tosaigh de chealla planctónach P. aeruginosa díreach tar éis ionaclaithe ná thart ar 106 cill/mL.
Rinneadh tástálacha leictriceimiceach i gcill ghloine trí-leictreoid clasaiceach le toirt meánach de 500 ml.Ceanglaíodh bileog platanam agus leictreoid calomel sáithithe (SCE) leis an imoibreoir trí ribeadán Luggin a líonadh le droichead salainn agus d'fhóin sé mar leictreoidí cuntair agus tagartha, faoi seach.Chun an leictreoid oibre a chruthú, ceanglaíodh sreang copar brataithe le rubair le gach sampla agus brataíodh é le eapocsa, ag fágáil thart ar 1 cm2 d'achar dromchla ar thaobh amháin don leictreoid oibre.Le linn tomhais leictriceimiceach, cuireadh na samplaí sa mheán 2216E agus coinníodh iad ag teocht ghoir sheasta (37°C) i ndabhach uisce.Rinneadh OCP, LPR, EIS agus sonraí polaraithe dinimiciúla féideartha a thomhas ag baint úsáide as potentiostat Autolab (Tagairt 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Taifeadadh tástálacha LPR ag ráta scanadh 0.125 mV s-1 sa raon -5 agus 5 mV agus Eocp le ráta samplála 1 Hz.Rinneadh EIS ag staid sheasta Eocp ag baint úsáide as voltas feidhmithe de 5 mV le sinusoid thar raon minicíochta 0.01 go 10,000 Hz.Roimh an scuabadh féideartha, bhí na leictreoidí i mód ciorcaid oscailte go dtí gur baineadh amach poitéinseal cobhsaí saor ó chreimeadh de 42.Le.Rinneadh gach tástáil arís trí huaire le Pseudomonas aeruginosa agus gan iad.
Snasaíodh samplaí d'anailís mhiotalagrafaíochta go meicniúil le páipéar SiC fliuch 2000 grit agus ansin snasta le sciodar púdar 0.05 µm Al2O3 le haghaidh breathnóireachta optúla.Rinneadh anailís mhiotalagrafaíochta ag baint úsáide as micreascóp optúil.Eitseáladh an sampla le tuaslagán hiodrocsaíd photaisiam 10 wt%43.
Tar éis goir, nigh 3 huaire le saline maolánach fosfáit (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) agus ansin é a shocrú le glutaraldehyde 2.5% (v/v) ar feadh 10 n-uaire chun an bithscannán a shocrú.Díhiodráitiú ina dhiaidh sin le eatánól i sraith céimnithe (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% agus 100% de réir toirte) roimh thriomú aer.Ar deireadh, sputtered scannán óir ar dhromchla an tsampla chun seoltacht a sholáthar le haghaidh breathnóireachta SEM44.Tá na híomhánna SEM dírithe ar an suíomh ina bhfuil na cealla P. aeruginosa is seanbhunaithe ar dhromchla gach sampla.Rinneadh anailís EMF chun eilimintí ceimiceacha a bhrath.Chun doimhneacht an chlais a thomhas, baineadh úsáid as micreascóp scanadh léasair comhfhócasach Zeiss (CLSM) (LSM 710, Zeiss, an Ghearmáin).Chun claiseanna creimthe a bhreathnú faoin mbithscannán, glanadh an sampla tástála ar dtús de réir Chaighdeán Náisiúnta na Síne (CNS) GB/T4334.4-2000 chun táirgí creimthe agus bithscannán a bhaint de dhromchla an tsampla tástála.
Anailís speictreascópachta fótaileictreon X-gha (XPS, Córas Anailíse Dromchla ESCALAB250, Thermo VG, SAM) ag baint úsáide as foinse X-gha monacrómatach (líne Al Kα le fuinneamh 1500 eV agus cumhacht 150 W) i raon leathan fuinnimh cheangailteach 0 faoi bhun na gcoinníollacha caighdeánacha –1350 eV.Taifead speictream ardtaifeach ag baint úsáide as fuinneamh pas 50 eV agus méid céime 0.2 eV.
Bain an sampla gortha agus nigh go réidh é le PBS (pH 7.4 ± 0.2) ar feadh 15 s45.Chun inmharthanacht bhaictéarach an bhithscannáin a bhreathnú ar an sampla, rinneadh an bithscannán a dhathú trí úsáid a bhaint as Trealamh Inmharthanachta Baictéarach BEO/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Tá dhá ruaim fhluaraiseacha sa phacáiste: dath fluaraiseachta glas SYTO-9 agus dath fluaraiseachta dearg iaidíde próipidiam (PI).I CLSM, is ionann poncanna fluaraiseacha glasa agus dearga agus cealla beo agus marbha, faoi seach.Le haghaidh staining, gor 1 ml de mheascán ina bhfuil 3 µl de SYTO-9 agus 3 µl de thuaslagán PI ag teocht an tseomra (23°C) sa dorchadas ar feadh 20 nóiméad.Tar éis sin, breathnaíodh na samplaí daite ag dhá thonnfhad (488 nm do chealla beo agus 559 nm do chealla marbh) ag baint úsáide as gaireas Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, an tSeapáin).Tomhais an tiús bithscannáin i mód scanadh 3-T.
Conas an t-alt seo a lua: Li, H. et al.Éifeacht bithscannán mara Pseudomonas aeruginosa ar chreimeadh miocróbach de 2707 cruach dhosmálta super déphléacsacha.eolaíocht.Teach 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Strus scoilteadh creimeadh de LDX 2101 cruach dhosmálta déphléacsacha i réitigh clóiríd i láthair tiasulfáit.creimeadh.an eolaíocht.80, 205–212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS agus Park, YS Éifeacht na cóireála teasa réitigh agus nítrigine i sciath gáis ar fhriotaíocht creimthe pollta táthaithe cruach dhosmálta sárdhéphléacsacha.creimeadh.an eolaíocht.53, 1939–1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. agus Lewandowski, Z. Staidéar comparáideach ceimiceach ar polladh miocróbach agus leictriceimiceach i cruach dhosmálta 316L.creimeadh.an eolaíocht.45, 2577–2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG agus Xiao K. Iompar leictriceimiceach de 2205 cruach dhosmálta déphléacsacha i réitigh alcaileach ag luachanna pH éagsúla i láthair clóiríd.leictriceimic.Iris.64, 211–220 (2012).
Am postála: Jan-09-2023