Saamaynta Pseudomonas aeruginosa Marine Biofilm ee Daxalka Microbial ee 2707 Super Duplex Stainless Steel

Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com.Waxaad isticmaalaysa nooc browser ah oo leh taageero CSS xaddidan.Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho browser-ka la cusboonaysiiyay (ama aad damiso Habka Laqabsiga ee Internet Explorer).Intaa waxaa dheer, si loo hubiyo taageerada joogtada ah, waxaan ku tusineynaa goobta aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Waxa uu soo bandhigayaa carousel ka kooban saddex slide hal mar.Isticmaal badhamada hore iyo kan ku xiga si aad ugu gudubto saddex sawir markiiba, ama isticmaal badhamada slider-ka ee dhamaadka si aad ugu gudubto saddex sawir markiiba.
Daxalka Microbial (MIC) waa dhibaato weyn oo ka jirta warshado badan sababtoo ah waxay u horseedi kartaa khasaare dhaqaale oo weyn.Super duplex ahama birta 2707 (2707 HDSS) waxaa loo isticmaalaa bey'ada badda sababtoo ah caabbinta kiimikaad ee heer sare ah.Si kastaba ha ahaatee, iska caabinteeda MIC si tijaabo ah looma muujin.Daraasadani waxay baadhay hab-dhaqanka MIC 2707 HDSS ee ay sababtay bakteeriyada aerobic-ka badda ee Pseudomonas aeruginosa.Falanqaynta Electrochemical waxay muujisay in joogitaanka Pseudomonas aeruginosa biofilm ee dhexdhexaadka 2216E, awoodda daxalka ayaa isbeddelay si wanaagsan, iyo cufnaanta hadda jirta ayaa kordhay.Natiijooyinka falanqaynta raajada sawir-qaadista (XPS) waxay muujisay hoos u dhac ku yimid maadada Cr ee dusha muunada ee hoos timaada biofilm.Falanqaynta sawirada godka ayaa muujisay in Pseudomonas aeruginosa biofilms ay soo saartay qoto dheer oo ah 0.69 µm ka dib 14 maalmood ee dhaqanka.Inkasta oo tani ay yar tahay, waxay soo jeedinaysaa in 2707 HDSS aanay si buuxda uga difaacin saamaynta P. aeruginosa biofilms ee MIC.
Duplex steel steel (DSS) ayaa si weyn loogu isticmaalaa warshado kala duwan iyadoo ay ugu wacan tahay isku dhafka saxda ah ee guryaha farsamada ee aad u wanaagsan iyo iska caabinta daxalka1,2.Si kastaba ha ahaatee, godadka degaanka ayaa laga yaabaa inay weli dhacaan, taas oo saameyn karta daacadnimada birta 3, 4.DSS lagama ilaaliyo daxalka microbial (MIC)5,6.In kasta oo kala duwanaanshaha codsiga ee DSS uu aad u ballaadhan yahay, haddana waxa jira deegaanno aanay iska caabbinta daxalka ee DSS ku filnayn isticmaalka muddada dheer.Tani waxay ka dhigan tahay in alaabta qaaliga ah ee leh caabbinta daxalka sare loo baahan yahay.Jeon et al.7 waxay ogaatay in xitaa super duplex ahama birta (SDSS) ay leedahay xaddidaadyo marka la eego iska caabbinta daxalka.Sidaa darteed, waxaa jira baahi loo qabo super duplex ahama birta (HDSS) oo leh iska caabin daxalka sare leh codsiyada qaarkood.Tani waxay horseedday horumarinta HDSS aad u alloyed.
Iska caabbinta daxalka ee DSS waxaa lagu go'aamiyaa saamiga α-wajiga ilaa γ-wejiga iyo aagagga yaraaday ee Cr, Mo iyo W ee ku xiga wejiyada labaad8,9,10.HDSS waxa ku jira maaddo sare oo ah Cr, Mo iyo N11, taas oo siinaya iska caabin aad u wanaagsan oo daxalka ah iyo qiime sare (45-50) oo u dhigma qiimaha iska caabinta godka (PREN), kaas oo lagu qeexay wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Iska caabbinta daxalka ee aadka u wanaagsan waxay ku xidhan tahay halabuurka dheellitiran oo ka kooban qiyaastii 50% ferritic (α) iyo 50% austenitic (γ) weji.HDSS waxa ay hagaajisay sifooyinka farsamada iyo iska caabbinta koloriin sare marka loo eego DSS13 caadiga ah.Astaamaha daxalka kiimikada.Iska caabbinta daxalka ee la wanaajiyay waxay kordhisaa isticmaalka HDSS ee deegaan chloride ka daran sida bey'ada badda.
MIC waa dhibaato weyn oo ka jirta warshado badan, oo ay ku jiraan saliida iyo gaasta iyo biyaha14.MIC ayaa 20% ka ah dhammaan burburka daxalka15.MIC waa daxalka bioelectrochemical kaas oo lagu arki karo deegaanno badan16.Sameynta biofilms ee dusha birta ah waxay beddeshaa xaaladaha korantada oo sidaas awgeed saameyn ku leh habka daxalka.Guud ahaan waa la aqbalay in daxalka MIC ay sababto biofilms14.Microorganisms-ka korantada ayaa cuna biraha si ay u helaan tamar ay ku badbaadaan17.Daraasadihii ugu dambeeyay ee MIC waxay muujiyeen in EET (wareejinta elektarooniga ka baxsan) ay tahay qodobka xaddidaya MIC ee ay keento noolaha korantada.Zhang et al.18 waxay muujisay in dhexdhexaadiyeyaasha elektaroonigga ah ay dardargeliyaan wareejinta elektaroonigga ah ee u dhexeeya unugyada sessile Desulfovibrio vulgaris iyo 304 birta aan lahayn, taasoo keentay weerar aad u daran MIC.Anning iyo al.19 iyo Wenzlaff et al.20 waxay muujiyeen in biofilms ee bakteeriyada sulfate-yaraysa (SRBs) ay si toos ah uga nuugi karaan elektarooniga substrates-ka birta, taasoo keentay godad daran.
DSS waxaa la og yahay inay u nugul yihiin MIC ee warbaahinta ka kooban SRB-yada, bakteeriyada birta-yaraysa (IRBs), iwm. 21.Bakteeriyadani waxay sababta godka hoose ee DSS ee hoos yimaada biofilm22,23.Si ka duwan DSS, wax yar ayaa laga yaqaan MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa waa Gram-negative, motile, bakteeriya qaabaysan ul taasoo si weyn ugu faafta dabeecadda25.Pseudomonas aeruginosa sidoo kale waa microbiota ugu weyn ee mas'uul ka ah MIC ee birta deegaanka badda26.Noocyada Pseudomonas waxay si toos ah ugu lug leeyihiin hababka daxalka waxaana loo aqoonsan yahay inay yihiin gumaystayaashii ugu horreeyay inta lagu jiro abuuritaanka biofilm27.Mahat iyo al.28 iyo Yuan et al.29 waxay muujisay in Pseudomonas aeruginosa ay u janjeerto inay kordhiso heerka daxalka ee birta khafiifka ah iyo alloys ee deegaanka biyaha.
Hadafka ugu weyn ee shaqadan waa in la barto sifooyinka MIC ee 2707 HDSS oo ay sababtay bakteeriyada aerobic badeedka Pseudomonas aeruginosa iyadoo la adeegsanayo hababka korantada, hababka falanqaynta dusha sare iyo falanqaynta alaabta daxalka.Daraasado kiimiko ah oo ay ku jiraan awoodda wareegga furan (OCP), caabbinta polarization linear (LPR), korantada impedance spectroscopy (EIS) iyo polarization awood firfircoon ayaa la sameeyay si loo barto habdhaqanka MIC 2707 HDSS.Falanqaynta tamarta kala firdhisa spectroscopy (EDS) ayaa la sameeyaa si loo ogaado walxaha kiimikaad ee dusha daxalaystay.Intaa waxaa dheer, xasilloonida filimka oksaydhka ee hoos yimaada saameynta jawi badeed oo ay ku jiraan Pseudomonas aeruginosa ayaa lagu go'aamiyay X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).Qoto dheer ee godadku waxa lagu cabiray mikroskoob-ka leysarka konfocal (CLSM).
Shaxda 1 waxay muujinaysaa ka kooban kiimikaad 2707 HDSS.Jadwalka 2 wuxuu muujinayaa in 2707 HDSS uu leeyahay sifooyin farsamo oo aad u wanaagsan oo leh awood wax-soo-saarkeedu yahay 650 MPa.On berde.1 wuxuu muujinayaa qaabdhismeedka yar ee indhaha ee kulaylka xalka lagu daaweeyay 2707 HDSS.Qaybaha la dheereeyey ee austenitic iyo wejiyada bacriminta ee aan lahayn wejiyada labaad waxaa lagu arki karaa qaab-dhismeed yar oo ka kooban qiyaastii 50% austenitic iyo 50% wejiyada bacriminta.
On berde.2a waxay muujinaysaa awoodda wareegga furan (Eocp) iyo wakhtiga soo-gaadhista ee 2707 HDSS ee 2216E abiotic dhexdhexaad ah iyo Pseudomonas aeruginosa maraq 14 maalmood 37 ° C.Waxaa la ogaaday in isbeddellada ugu cad cad ee Eocp ay dhaceen 24-kii saac ee ugu horreeyay.Qiimaha Eocp ee labada kiisba wuxuu kor u kacay qiyaastii -145 mV (marka laga reebo SCE) qiyaastii 16 saacadood ka dibna si weyn hoos ugu dhacay -477 mV (oo ka soo horjeeda SCE) iyo -236 mV (oo ka soo horjeeda SCE) shaybaarrada aan noolaha ahayn iyo P qaraabo SCE) patina ka baxo, siday u kala horreeyaan.24 saacadood ka dib, qiimaha Eocp ee Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS wuxuu ahaa mid xasiloon -228 mV (marka loo eego SCE), halka qiimaha u dhigma ee muunada aan noolaha ahayn uu ahaa qiyaastii -442 mV (marka loo eego SCE).Eocp joogitaanka Pseudomonas aeruginosa aad ayuu u hooseeyaa.
Tijaabada Electrochemical ee 2707 HDSS muunadaha ee warbaahinta abiotic iyo maraq Pseudomonas aeruginosa ee 37°C:
(a) Isbeddelka Eocp ee wakhtiga soo-gaadhista, (b) qalooca polarization ee maalinta 14, (c) isbeddelka Rp ee wakhtiga soo-gaadhista, (d) isbeddel ku yimaada corr iyo wakhtiga soo-gaadhista.
Shaxda 3 waxay muujinaysaa cabbirada daxalka korantada ee 2707 HDSS muunadaha la soo gaadhsiiyay abiotic iyo P. aeruginosa oo la tallaalay warbaahinta muddo 14 maalmood ah.Ka-soo-baxa Tangential ee qalooca anodic iyo cathodic ee barta is-goysyada ayaa oggolaatay go'aaminta cufnaanta hadda jirta (icorr), awoodda daxalka (Ecorr) iyo Tafel slope (βa iyo βc) sida waafaqsan hababka caadiga ah30,31.
Sida ku cad Jaantuska 2b, isbeddelka kor u kaca ee qalooca P. aeruginosa wuxuu keenay kororka Ecorr marka la barbar dhigo qalooca abiotic.Qiimaha icorr ee muunadda ay ku jirto Pseudomonas aeruginosa, oo u dhiganta heerka daxalka, ayaa kordhay ilaa 0.328 µA cm-2, taas oo afar jeer ka weyn muunadda aan nafleyda ahayn (0.087 µA cm-2).
LPR waa hab caadi ah oo kiimiko kiimiko ah oo loogu talagalay falanqaynta daxalka ee aan burburin.Waxa kale oo loo isticmaalay in lagu barto MIC32.On berde.2c waxay muujinaysaa isbeddelka caabbinta polarization (Rp) iyadoo ku xidhan wakhtiga soo-gaadhista.Qiimaha Rp sare wuxuu ka dhigan yahay daxalka yar.24-kii saacadood ee ugu horeeyay, Rp 2707 HDSS waxa uu ugu sarreeyey 1955 kΩ cm2 ee muunadaha aan noolaha ahayn iyo 1429 kΩ cm2 ee muunadaha Pseudomonas aeruginosa.Jaantuska 2c waxa kale oo uu tusayaa in qiimihii Rp uu si degdeg ah hoos u dhacay hal maalin ka dib ka dibna uu ahaado mid aan isbeddelin 13 maalmood ee soo socda.Qiimaha Rp ee muunadda tijaabada Pseudomonas aeruginosa waa qiyaastii 40 kΩ cm2, taas oo aad uga hoosaysa 450 kΩ cm2 ee muunadda tijaabada ah ee aan nafleyda ahayn.
Qiimaha icorr wuxuu la mid yahay heerka daxalka isku midka ah.Qiimaheeda waxaa laga xisaabin karaa isla'egta Stern-Giri:
Sida laga soo xigtay Zoe et al.33 jiirada Tafel B waxaa loo qaatay sidii qiimaha caadiga ah ee 26 mV/dec shaqadan.On berde.2d waxay muujinaysaa in icorr-ka 2707 abiotic strain uu ahaa mid xasiloon, halka icorr ee kooxda Pseudomonas aeruginosa ay si xooggan u boodday 24-kii saacadood ee ugu horreeyay ka dib.Qiimaha icorr ee muunadda tijaabada Pseudomonas aeruginosa waxay ahayd amar ka sarreeya kan kantaroolka aan noolaha ahayn.Isbeddelkani wuxuu la socdaa natiijooyinka iska caabbinta polarization.
EIS waa hab kale oo aan burburin oo loo isticmaalo in lagu garto falcelinta korantada ee isdhexgalka daxalka34.Xakamaynta spectra iyo xisaabinta capacitance ee strips ee soo gaadhay warbaahinta abiotic iyo xalalka Pseudomonas aeruginosa, Rb waa iska caabbinta dadban / biofilm ee laga sameeyay dusha sare ee xariijinta, Rct waa caabbinta wareejinta, Cdl waa lakabka labajibbaaran ee korantada.) iyo QCPE marxaladda joogtada ah ee cutubka (CPE).Halbeegyadan ayaa si dheeraad ah loo falanqeeyay iyadoo la barbardhigay xogta iyo qaabka wareegga korantada ee u dhigma (EEC).
On berde.3 waxay muujinaysaa dhulalka Nyquist ee caadiga ah (a iyo b) iyo Bode plots (a' iyo b') ee 2707 HDSS muunadaha ee warbaahinta abiotic iyo maraq Pseudomonas aeruginosa waqtiyo kala duwan.Joogitaanka Pseudomonas aeruginosa, dhexroorka wareegga Nyquist ayaa hoos u dhacaya.Goobta Bode (Jaantus. 3b') waxay muujinaysaa kororka wadarta caqabada.Macluumaadka ku saabsan wakhtiga nasashada ee joogtada ah waxaa laga heli karaa marxaladda maxima.On berde.4 wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka jirka iyo EEC u dhiganta oo ku saleysan hal-lakab (a) iyo laba-lakab (b).CPE waxaa lagu soo bandhigay qaabka EEC.Soo gelitaankeeda iyo carqaladaynteeda ayaa lagu muujiyey sida soo socota:
Laba nooc oo muuqaal ah iyo wareegyo u dhigma oo loogu talagalay ku habboonaanta 2707 HDSS coupon impedance spectrum:
Meesha Y0 ay tahay baaxadda CPE-da, j waa lambarka mala-awaalka ah ama (-1) 1/2, ω waa inta jeer ee xagal, iyo n waa awoodda CPE ee ka yar hal35.Rogista iska caabinta lacag wareejinta (ie 1/Rct) waxay u dhigantaa heerka daxalka.Qiimaha Rct hoose wuxuu ka dhigan yahay heerka daxalka sare27.Ka dib 14 maalmood ka dib, Rct ee muunadda tijaabada ee Pseudomonas aeruginosa waxay gaadhay 32 kΩ cm2, taas oo aad uga yar 489 kΩ cm2 ee muunadda tijaabada ah ee aan nafleyda ahayn (Shaxda 4).
Sawirada CLSM iyo sawirada SEM ee berdaha.5 waxay si cad u muujineysaa in daboolka biofilm ee dusha sare ee muunada HDSS 2707 uu ahaa mid aad u cufan 7 maalmood ka dib.Si kastaba ha ahaatee, 14 maalmood ka dib dahaarka biofilm wuxuu noqday mid yar waxaana soo baxay unugyo dhintay.Shaxda 5 waxay muujinaysaa dhumucda biofilm ee 2707 HDSS ka dib 7 iyo 14 maalmood ee soo-gaadhista Pseudomonas aeruginosa.Dhumucdiisuna waxay ahayd 23.4µm 7 maalmood ka dib ilaa 18.9µm 14 maalmood ka dib.Celceliska dhumucda biofilm-ka ayaa sidoo kale xaqiijisay isbeddelkan.Waxay hoos uga dhacday 22.2 ± 0.7 μm 7 maalmood ka dib ilaa 17.8 ± 1.0 μm 14 maalmood ka dib.
(a) Sawirka 3-D CLSM ee 7 maalmood, (b) 3-D CLSM sawirka 14 maalmood, (c) sawirka SEM ee 7 maalmood, iyo (d) sawirka SEM 14 maalmood.
EMF waxay daaha ka qaaday walxaha kiimikaad ee biofilm iyo alaabada daxalka ee muunado soo gaadhay Pseudomonas aeruginosa muddo 14 maalmood ah.On berde.Jaantuska 6 wuxuu muujinayaa in nuxurka C, N, O, P ee biofilm-ka iyo alaabada daxalka ay aad uga sarreeyaan birta saafiga ah, maadaama walxahan ay la xiriiraan biofilm iyo dheef-shiid kiimikaad.Microorganisms-ku waxay u baahan yihiin oo keliya raadadka cadadka Cr iyo Fe.Maaddada sare ee Cr iyo Fe ee biofilm iyo alaabada daxalka ee dusha sare ee shaybaarka ayaa tilmaamaya luminta walxaha ku jira matrixka birta ee natiijada daxalka.
14 maalmood ka dib, godad leh iyo la'aan P. aeruginosa ayaa lagu arkay dhexdhexaad 2216E.Kahor inta aan la soo saarin, dusha shaybaaradu waxa ay ahaayeen kuwo siman oo aan cillad lahayn (Jaantus. 7a).Ka dib markii la isku dhejiyay oo laga saaray biofilm iyo alaabta daxalka, godadka ugu qoto dheer ee dusha muunada ayaa la baaray iyadoo la adeegsanayo CLSM, sida ku cad sawirka 7b iyo c.Wax godad cad ah lagama helin dusha sare ee kantaroolka aan noolaha ahayn (dhererka godka ugu sarreeya 0.02 µm).Qoto dheer ee godka ugu badan ee ay sababtay Pseudomonas aeruginosa waxay ahayd 0.52 µm ka dib 7 maalmood iyo 0.69 µm ka dib 14 maalmood, iyadoo lagu saleynayo celceliska qoto dheer ee godka ugu sarreeya ee shaybaarka 3 (10 qoto dheer oo qoto dheer ayaa loo doortay muunad kasta) oo gaadhay 0. 42 ± 0.12 µm .iyo 0.52 ± 0.15 µm, siday u kala horreeyaan (Shaxda 5).Qiimahan qoto dheer ee dimple waa yar yahay laakiin muhiim ah.
(a) ka hor inta aan la soo bandhigin;(b) 14 maalmood gudaha deegaanka abiotic;(c) 14 maalmood gudaha P. aeruginosa maraq.
On berde.Jadwalka 8 wuxuu muujinayaa spectra XPS ee sagxadaha muunado ee kala duwan, kimisteriga lagu falanqeeyay dusha kastana waxaa lagu soo koobay Shaxda 6. Jaantuska 6, boqolleyda atomiiga ee Fe iyo Cr aad ayay uga hooseeyaan joogitaanka P. aeruginosa (muunado A iyo B ) marka loo eego xariijimaha xakamaynta nafleyda.(tusaale C iyo D).Tusaale ahaan Pseudomonas aeruginosa, qalooca heerka xudunta ah ee Cr 2p ayaa lagu rakibay afar qaybood oo ugu sarreeya oo leh tamar isku xidhan (BE) oo ah 574.4, 576.6, 578.3 iyo 586.8 eV, kuwaas oo loo qoondeeyay Cr, Cr2O3, CrO3 iyo Cr 3, siday u kala horreeyaan (Jaantuska. 9a iyo b).Shaybaarada aan noolaha ahayn, spectra ee heerka xudunta u ah Cr 2p ee berdaha.9c iyo d waxay ka kooban yihiin labada ugu sarreeya ee Cr (BE 573.80 eV) iyo Cr2O3 (BE 575.90 eV), siday u kala horreeyaan.Farqiga ugu xiisaha badan ee u dhexeeya coupon abiotic iyo coupon P. aeruginosa wuxuu ahaa joogitaanka Cr6 + iyo qayb aad u sarreeya oo Cr (OH) 3 (BE 586.8 eV) ee hoos yimaada biofilm.
Dusha sare ee XPS spectra of 2707 HDSS muunado laba warbaahin ah 7 iyo 14 maalmood, siday u kala horreeyaan.
(a) Soo-gaadhista 7 maalmood P. aeruginosa, (b) 14 maalmood P. aeruginosa soo-gaadhis, (c) 7 maalmood oo soo-gaadhista abiotic, (d) 14 maalmood oo soo-gaadhis ah.
HDSS waxa ay soo bandhigtaa iska caabin daxaleed heer sare ah inta badan deeganada.Kim et al.2 ayaa sheegay in HDSS UNS S32707 loo aqoonsaday inuu yahay DSS aad loo xoojiyey oo leh PREN oo ka weyn 45. Qiimaha PREN ee muunada HDSS 2707 ee shaqadani waxay ahayd 49. Tani waxay sabab u tahay maadada Cr ee sarreeya iyo heerarka sare ee Mo iyo Ni, kuwaas oo faa'iido u leh bay'ada aashitada iyo bay'ada leh maaddo sare oo chlorides ah.Intaa waxaa dheer, isku-dheelitirka si fiican u dheellitiran iyo qaab-dhismeed-yar oo aan cillad lahayn ayaa bixiya xasilloonida qaab-dhismeedka iyo iska-caabbinta daxalka.Inkasta oo ay jirto iska caabin kiimiko oo aad u wanaagsan, xogta tijaabada ah ee shaqadan ayaa muujinaysa in 2707 HDSS aanu si buuxda uga difaacin Pseudomonas aeruginosa biofilm MICs.
Natiijooyinka kiimikooyinka korantada ayaa muujiyay in heerka daxalka ee 2707 HDSS ee maraq Pseudomonas aeruginosa uu si aad ah u kordhay 14 maalmood ka dib marka loo eego deegaanka aan noolaha ahayn.Jaantuska 2a, hoos u dhaca Eocp ayaa lagu arkay labadaba dhexdhexaadka abiotic iyo maraq P. aeruginosa 24-kii saacadood ee ugu horreeyay.Intaa ka dib, biofilm-ku wuxuu dhammeeyaa daboolida dusha shaybaarka Eocp wuxuu noqonayaa mid deggan.Si kastaba ha ahaatee, heerka biotic Eocp aad ayuu uga sarreeyay heerka abiotic Eocp.Waxaa jira sababo lagu aamino in farqigani uu la xiriiro samaynta P. aeruginosa biofilms.On berde.2g, qiimaha icorr ee 2707 HDSS wuxuu gaadhay 0.627 µA cm-2 iyadoo ay joogaan Pseudomonas aeruginosa, taas oo ah amar ka sarreeya kan kantaroolka aan noolaha ahayn (0.063 µA cm-2), kaas oo waafaqsan Rct qiimaha lagu qiyaasay EIS.Inta lagu jiro dhowrkii maalmood ee ugu horreeyay, qiyamka impedance ee maraq P. aeruginosa ayaa kordhay sababtoo ah isku dhafka unugyada P. aeruginosa iyo sameynta biofilm.Si kastaba ha ahaatee, xannibaadku wuu yaraadaa marka biofilmku si buuxda u daboolo dusha muunada.Lakabka difaaca ayaa ugu horrayn la weeraray iyadoo ay ugu wacan tahay samaynta biofilm iyo dheef-shiid kiimikaad.Sidaa darteed, iska caabbinta daxalka ayaa hoos u dhacaysa wakhti ka dib, kaydadka Pseudomonas aeruginosa waxay keenaan daxal hoose.Isbeddellada deegaanka abiotic waa kala duwan yihiin.Iska caabbinta daxalka ee kantaroolka aan noolaha ahayn ayaa aad uga sarreeyay qiimaha u dhigma ee shaybaarada lagu soo bandhigay maraq Pseudomonas aeruginosa.Intaa waxaa dheer, shaybaarada abiotic, qiimaha Rct 2707 HDSS wuxuu gaaray 489 kΩ cm2 maalintii 14, taas oo 15 jeer ka sareysa joogitaanka Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Sidaa darteed, 2707 HDSS waxay leedahay iska caabin daxaleed aad u wanaagsan oo ku jira deegaan nadiif ah, laakiin kama ilaalinayo weerarka MIC ee Pseudomonas aeruginosa biofilm.
Natiijooyinkan sidoo kale waxaa laga arki karaa qalooca polarization ee ku jira berdihii.2b.Laanta Anodic waxay la xiriirtaa Pseudomonas aeruginosa biofilm samaynta iyo falcelinta oksaydhka birta.Isla mar ahaantaana, falcelinta cathodic waa dhimista oksijiinta.Joogitaanka P. aeruginosa waxay si weyn u kordhisay cufnaanta hadda jirta, taas oo ku saabsanayd amar ka sarreeya kan kantaroolka abiotic.Tani waxay muujisay in Pseudomonas aeruginosa biofilm ay xoojisay daxalka gudaha ee 2707 HDSS.Yuan et al.29 waxay ogaadeen in cufnaanta hadda jirta ee 70/30 Cu-Ni alloy ay kordhisay Pseudomonas aeruginosa biofilm.Tan waxa laga yaabaa inay sabab u tahay biocatalysis ee dhimista ogsijiinta ee Pseudomonas aeruginosa biofilm.U fiirsashadani waxa kale oo laga yaabaa inay sharaxdo MIC 2707 HDSS ee shaqadan.Aerobic biofilms sidoo kale waxay yarayn kartaa waxa ku jira ogsajiinta hoostooda.Sidaa darteed, diidmada dib-u-soo-celinta birta ee oksijiinta ayaa laga yaabaa inay tahay arrin gacan ka geysata MIC shaqadan.
Dickinson iyo al.38 waxay soo jeedisay in heerka falcelinta kiimikaad iyo korantada ay si toos ah ugu xiran tahay dhaqdhaqaaqa dheef-shiid kiimikaadka bakteeriyada ee ku xiran sambabada sambabada iyo dabeecadda alaabta daxalka.Sida ku cad Jaantuska 5 iyo Shaxda 5, tirada unugyada iyo dhumucda biofilm ayaa hoos u dhacday 14 maalmood ka dib.Tan waxaa si macquul ah loo sharxi karaa xaqiiqda ah in 14 maalmood ka dib badi unugyadii xirxiray ee dusha 2707 HDSS ay dhinteen sababtoo ah nafaqeynta nafaqeynta ee dhexdhexaadka 2216E ama sii deynta ions birta sunta ah ee 2707 HDSS matrix.Tani waa xaddidaadda tijaabooyinka dufcadda.
Shaqadan, Pseudomonas aeruginosa biofilm ayaa kor u qaaday hoos u dhaca deegaanka ee Cr iyo Fe ee hoos yimaada biofilm ee dusha 2707 HDSS (Jaantus. 6).Jadwalka 6, Fe iyo Cr waxay hoos u dhigeen muunadda D marka la barbar dhigo muunadda C, taas oo muujinaysa in Fe iyo Cr kala diris ay sababtay P. aeruginosa biofilm la hayo ka dib 7 maalmood ee ugu horreeya.Deegaanka 2216E waxaa loo isticmaalaa in lagu ekaysiiyo deegaanka badda.Waxay ka kooban tahay 17700 ppm Cl-, taas oo u dhiganta waxa ku jira biyaha badda ee dabiiciga ah.Joogitaanka 17700 ppm Cl- ayaa ahayd sababta ugu weyn ee hoos u dhaca Cr ee 7-maalin iyo 14-maalmood muunado aan noole ahayn oo ay falanqeysay XPS.Marka la barbardhigo muunadda tijaabada ah ee Pseudomonas aeruginosa, kala dirida Cr ee muunada tijaabada abiotika aad ayay u yar tahay sababtoo ah iska caabin xooggan oo 2707 HDSS u leh koloriin deegaanka abiibiyada.On berde.9 waxay muujinaysaa joogitaanka Cr6+ ee filimka passivating.Tan waxaa laga yaabaa inay la xiriirto ka saarista Cr ee sagxadaha birta ee P. aeruginosa biofilms, sida ay soo jeediyeen Chen iyo Clayton39.
Sababtoo ah korriinka bakteeriyada, qiimaha pH ee dhexdhexaadka ah ka hor iyo ka dib soo-baxa waxay ahaayeen 7.4 iyo 8.2, siday u kala horreeyaan.Sidaa darteed, daxalka asiidhyada organic uma badna inay wax ku biiriyaan shaqadan oo hoos timaada P. aeruginosa biofilms sababtoo ah pH-ga sare ee dhexdhexaadka ah.pH ee dhexdhexaadinta kontoroolka aan noolaha ahayn si weyn isuma bedelin (laga bilaabo bilawga 7.4 ilaa 7.5 u dambeeya) inta lagu gudajiro muddada tijaabada ee 14 maalmood.Kordhinta pH ee dhexdhexaadinta inoculum ka dib markii la soo koobay ayaa lala xiriiriyay dhaqdhaqaaqa dheef-shiid kiimikaadka ee Pseudomonas aeruginosa, saameyn isku mid ah oo pH ah ayaa lagu helay maqnaanshaha xariijinta baaritaanka.
Sida ku cad fig.7, qoto dheer ee godka ugu badan ee ay sababtay Pseudomonas aeruginosa biofilm waxay ahayd 0.69 µm, taas oo aad uga weyn dhexdhexaadka abiotic (0.02 µm).Tani waxay ku raacsan tahay xogta korantada ee kor ku xusan.Isla shuruudo la mid ah, godka hoose ee 0.69 µm wuxuu ka badan yahay toban jeer ka yar qiimaha 9.5 µm ee lagu qeexay 2205 DSS40.Xogtaasi waxay muujineysaa in 2707 HDSS ay muujiso iska caabin ka wanaagsan MIC-yada marka loo eego 2205 DSS.Tani maahan wax la yaab leh maadaama 2707 HDSS uu leeyahay heer sare oo Cr ah, kaas oo u oggolaanaya socodka dheer, ka dhigaysa Pseudomonas aeruginosa mid aad u adag in la quusiyo, oo uu bilaabo habka iyada oo aan waxyeello lahayn roobab sare Pitting41.
Gebogebadii, godad MIC waxaa laga helay 2707 HDSS oogyada Pseudomonas aeruginosa maraq, halka daloolintu ay ahayd mid dayacan warbaahinta abiotic.Shaqadani waxay muujinaysaa in 2707 HDSS ay iska caabin fiican u leedahay MIC marka loo eego 2205 DSS, laakiin si buuxda ugama difaacdo MIC sababtoo ah Pseudomonas aeruginosa biofilm.Natiijooyinkani waxay gacan ka geystaan ​​xulashada biraha aan wanaagsanayn ee ku habboon iyo rajada nolosha deegaanka badda.
Tusaalooyinka 2707 HDSS waxaa bixiyay Dugsiga Metallurgy, Jaamacadda Waqooyi-bari (NEU), Shenyang, Shiinaha.Halabuurka aasaasiga ah ee 2707 HDSS waxa lagu muujiyey shaxda 1, kaas oo ay falanqaysay Waaxda Falanqaynta Agabka iyo Imtixaanka ee Jaamacadda Waqooyi-bari.Dhammaan shaybaarada waxaa lagu daaweeyay xal adag 1180 ° C 1 saac.Kahor tijaabada daxalka, 2707 HDSS bir bir ah oo leh meel bannaan oo bannaan oo ah 1 cm2 ayaa lagu dahaadhay 2000 xabo oo leh warqad ciid carbide ah oo silikon ka dibna lagu sii daayay 0.05 µm Al2O3 budada ah.Dhinacyada iyo hoose waxaa lagu ilaaliyaa rinji aan sinnayn.Ka dib marka la qalajiyo, shaybaarada waxaa lagu dhaqay biyo nadiif ah oo nadiif ah waxaana lagu nadiifiyaa 75% (v/v) ethanol 0.5 saac.Ka dib waxaa hawo lagu qallajiyey iftiinka ultraviolet (UV) 0.5 saacadood ka hor intaan la isticmaalin.
Cadaadiska badda ee Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 waxaa laga soo iibsaday Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), Shiinaha.Marine 2216E dareere dhexdhexaad ah (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, Shiinaha) ayaa loo isticmaalay in lagu dhaqo Pseudomonas aeruginosa ee 250 ml galaas iyo 500 ml unugyo galaas koronto kiimikaad hoos xaaladaha hawada at 37 ° C.Dhexdhexaadku waxa uu ka kooban yahay (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, 0.28, 308 SrBr.0. 0.008, 0.008 Na4F0H20PO.1.0 soosaar khamiir ah iyo 0.1 citrate bir ah.Autoclave at 121 °C 20 daqiiqo kahor tallaalka.Unugyada sessile iyo planktonic waxaa lagu tiriyey mikroskoob iftiin ah iyadoo la isticmaalayo hemocytometer 400x.Xoojinta bilowga ah ee unugyada planktonic P. aeruginosa isla markiiba tallaalka ka dib waxay ahayd ku dhawaad ​​106 unug/mL.
Tijaabooyin kiimikaad ah ayaa lagu sameeyay unug galaas ah oo saddex-electrode ah oo caadi ah oo leh mug dhexdhexaad ah 500 ml.Xaashiyaha platinum iyo korantada calomel ee saturated (SCE) ayaa lagu xidhay reactor-ka iyada oo loo sii marayo kaabadaha Luggin oo ay ka buuxaan buundada milixda oo ay u adeegeen sidii korantada tixraaca, siday u kala horreeyaan.Si loo abuuro korantada shaqaynaysa, siligga naxaasta ah ee caag-dahaarka leh ayaa lagu xidhay muunad kasta waxaana lagu dahaadhay epoxy, isaga oo ka tagay qiyaastii 1 cm2 oo ah bedka dusha hal dhinac ee korantada shaqaynaysa.Inta lagu jiro cabbiraadaha korantada kiimikaad, shaybaarada waxaa lagu meeleeyay dhexdhexaadka 2216E waxaana lagu hayaa heerkul joogto ah (37°C) ee qubeyska biyaha.OCP, LPR, EIS iyo xogta fir-fircoon ee suurtogalka ah ayaa lagu cabbiray iyadoo la adeegsanayo awood-toosiye Autolab (Tixraaca 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Tijaabada LPR waxa lagu duubay xadiga iskaanka 0.125 mV s-1 gudaha -5 iyo 5 mV iyo Eocp oo leh xadiga muunad ee 1 Hz.EIS waxaa lagu sameeyay Eocp joogto ah iyadoo la adeegsanayo danab la dabaqay oo ah 5 mV oo leh sinusoid ka badan inta jeer ee 0.01 ilaa 10,000 Hz.Kahor inta aan la xaaqin suurtagalnimada, korantadu waxay ku jireen qaab wareeg furan ilaa laga gaarayo daxalka xorta ah ee 42.lehTijaabo kasta waxaa lagu soo celiyay saddex jeer iyada oo la'aanteed Pseudomonas aeruginosa.
Tusaalooyinka falanqaynta biraha waxaa si farsamaysan loogu tolay warqad 2000 oo qoyan oo SiC ah ka dibna lagu dahaadhay 0.05 µm Al2O3 budada budada ah ee indho-indheynta indhaha.Falanqaynta Metallographic waxaa lagu sameeyay mikroskoob indhaha ah.Muunada waxaa lagu dhejiyay 10 wt% potassium hydroxide xal43.
Ka dib marka la isku dhejiyo, ku dhaq 3 jeer salineed fosfooraska buffered (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ka dibna ku hagaaji 2.5% (v/v) glutaraldehyde 10 saacadood si aad u hagaajisid biofilm.Fuuqbaxa xiga ee ethanol ee taxana ah (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% and 100% by volume) ka hor inta aan hawada qalajin.Ugu dambeyntiina, filim dahab ah ayaa lagu daadiyay dusha sare ee muunada si loo bixiyo dhaqdhaqaaqa kormeerka SEM44.Sawirada SEM waxay diirada saaraan meesha ay ku yaalaan unugyada P. aeruginosa ee ugu dhisan ee dusha sare ee muunad kasta.Falanqaynta EMF ayaa la sameeyay si loo ogaado walxaha kiimikada.Si loo cabbiro qoto dheer ee godka, Zeiss confocal laser scanning microscope (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany) ayaa la isticmaalay.Si loo ilaaliyo godadka daxalka ee hoos yimaada biofilm, muunadda tijaabada ayaa marka hore la nadiifiyay iyadoo loo eegayo Heerarka Qaranka Shiinaha (CNS) GB/T4334.4-2000 si looga saaro alaabta daxalka iyo biofilm ee dusha sare ee muunadda tijaabada.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 Nidaamka Falanqaynta Dusha sare, Thermo VG, USA) falanqaynta iyadoo la isticmaalayo isha monochromatic X-ray (khadka Al Kα oo leh tamar ah 1500 eV iyo awoodda 150 W) ee tiro balaadhan oo ah tamar xidhidh. 0 ka hooseeya shuruudaha caadiga ah -1350 eV.Diiwaangeli spectra xallinta sare adoo isticmaalaya tamar 50 eV ah iyo cabbirka 0.2 eV.
Ka saar muunada la kariyey oo si tartiib ah ugu maydh PBS (pH 7.4 ± 0.2) ilaa 15 s45.Si loo ilaaliyo jiritaanka bakteeriyada noolefilimka ee muunadda, biofilm-ka waxaa lagu wasakheeyay iyadoo la isticmaalayo LIVE/DEAD BacLight Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Qalabku waxa uu ka kooban yahay laba midab oo fluorescent ah: SYTO-9 dheeha fluorescent cagaaran iyo propidium iodide (PI) dheega cas.Gudaha CLSM, dhibcaha cagaarka iyo casaanka ah waxay u taagan yihiin unugyada nool iyo kuwa dhintay, siday u kala horreeyaan.Si aad u wasakhayso, ku rid 1 ml oo isku dhaf ah oo ay ku jiraan 3 µl oo SYTO-9 ah iyo 3 µl oo xal PI ah heerkulka qolka (23°C) mugdiga 20 daqiiqo.Intaa ka dib, shaybaarada wasakhaysan ayaa lagu arkay laba mawjadood (488 nm unugyada nool iyo 559 nm ee unugyada dhintay) iyadoo la adeegsanayo aaladda Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japan).Ku cabbir dhumucda biofilm-ka qaabka iskaanka 3-D.
Sida loo tixraaco maqaalkan: Li, H. et al.Saamaynta Pseudomonas aeruginosa marine biofilm ee daxalka microbial ee 2707 super duplex bir aan lahayn.cilmiga.Guriga 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Dilaaca daxalka ee LDX 2101 duplex ahama birta ee xalalka chloride ee joogitaanka thiosulfate.daxalka.cilmiga.80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS iyo Park, YS Saamaynta daawaynta kulaylka xalka iyo nitrogen ee gaaska gaashaanka u ah iska caabbinta daxalka ee super duplex alxanka birta ah.daxalka.cilmiga.53, 1939-1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. iyo Lewandowski, Z. Daraasad isbarbardhig kiimikaad ah oo ku saabsan godad microbial iyo koronto kiimikaad ah oo ku jira 316L birta aan lahayn.daxalka.cilmiga.45, 2577-2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG iyo Xiao K. Dhaqanka Electrochemical ee 2205 duplex ahama birta ee xalalka alkaline ee qiimaha pH kala duwan joogitaanka chloride.korantada.Joornaal.64, 211-220 (2012).