Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Шумо версияи браузерро бо дастгирии маҳдуди CSS истифода мебаред.Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед).Илова бар ин, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript нишон медиҳем.
Якбора карусели се слайдро намоиш медиҳад.Тугмаҳои Пешина ва Ояндаро истифода баред, то дар як вақт дар се слайд гузаред ё тугмаҳои слайдерро дар охир истифода баред, то дар як вақт аз се слайд гузаред.
Коррозияи микробҳо (MIC) дар бисёр соҳаҳо як мушкилоти асосӣ аст, зеро он метавонад ба талафоти бузурги иқтисодӣ оварда расонад.Супер дуплекс аз пӯлоди зангногир 2707 (2707 HDSS) аз сабаби муқовимати аълои кимиёвӣ дар муҳити баҳрӣ истифода мешавад.Аммо, муқовимати он ба MIC ба таври таҷрибавӣ нишон дода нашудааст.Тадқиқоти мазкур рафтори MIC 2707 HDSS-ро, ки аз ҷониби бактерияи аэробии баҳрии Pseudomonas aeruginosa ба вуҷуд омадааст, баррасӣ кард.Таҳлили электрохимиявӣ нишон дод, ки ҳангоми мавҷудияти биофилми Pseudomonas aeruginosa дар муҳити 2216E потенсиали зангзанӣ ба таври мусбӣ тағйир ёфта, зичии ҷараёни зангзанӣ зиёд мешавад.Натиҷаҳои таҳлили спектроскопияи рентгении фотоэлектронӣ (XPS) кам шудани миқдори Cr дар сатҳи намуна дар зери биофилм нишон доданд.Таҳлили тасвирҳои чоҳ нишон дод, ки биофилмҳои Pseudomonas aeruginosa пас аз 14 рӯзи парвариш чуқурии максималии чоҳро 0,69 микрон ба вуҷуд оварданд.Гарчанде ки ин хурд аст, он нишон медиҳад, ки 2707 HDSS аз таъсири биофилмҳои P. aeruginosa ба MIC комилан эмин нестанд.
Пӯлоди зангногир дуплекс (DSS) аз сабаби омезиши комили хосиятҳои хуби механикӣ ва муқовимат ба зангзанӣ1,2 дар соҳаҳои мухталиф истифода мешавад.Бо вуҷуди ин, чуқурии локалӣ ҳоло ҳам рух дода метавонад, ки метавонад ба якпорчагии ин пӯлод таъсир расонад 3, 4 .DSS аз зангзании микробҳо (MIC) ҳифз карда нашудааст5,6.Гарчанде ки доираи татбиқи DSS хеле васеъ аст, то ҳол муҳитҳое мавҷуданд, ки муқовимати зангзании DSS барои истифодаи дарозмуддат кофӣ нест.Ин маънои онро дорад, ки маводи гаронбаҳо бо муқовимати зангзании баландтар лозим аст.Ҷон ва дигарон 7 муайян карданд, ки ҳатто аз пӯлоди зангногир дуплекс (SDSS) дар робита ба муқовимат ба зангзанӣ баъзе маҳдудиятҳо дорад.Аз ин рӯ, дар баъзе замимаҳо ба пӯлоди зангногир дуплекси (HDSS) бо муқовимат ба зангзании баландтар зарур аст.Ин боиси таҳияи HDSS-и баланд алошуда гардид.
Муқовимат ба зангзании DSS бо таносуби α-фаза ба γ-фаза ва минтақаҳои камшуда дар Cr, Mo ва W дар шафати фазаҳои дуюмдараҷа муайян карда мешавад8,9,10.HDSS дорои мазмуни баланди Cr, Mo ва N11 мебошад, ки ба он муқовимати аъло ба зангзанӣ ва арзиши баланд (45-50) муқовимати муқовимати чуқуриро (PREN) медиҳад, ки бо вазни% Cr + 3,3 (ваз.% Mo) муайян карда мешавад. + 0, 5 вазн % В) + 16 вазн %.N12.Муқовимати аълои зангзании он аз таркиби мутавозин вобаста аст, ки тақрибан 50% фазаҳои ферритикӣ (α) ва 50% аустенитикӣ (γ) доранд.HDSS нисбат ба DSS13 анъанавӣ хосиятҳои механикӣ ва муқовимати хлорро беҳтар кардааст.Хусусиятҳои зангзании кимиёвӣ.Муқовимати беҳтаршудаи зангзанӣ истифодаи HDSS-ро дар муҳити хашмгинтари хлорид ба монанди муҳити баҳрӣ васеъ мекунад.
MIC дар бисёр соҳаҳои саноат, аз ҷумла нафту газ ва обтаъминкунӣ як мушкили муҳим аст14.MIC 20% тамоми зарари зангзаниро ташкил медиҳад15.MIC зангзании биоэлектрохимикӣ мебошад, ки онро дар бисёр муҳитҳо мушоҳида кардан мумкин аст16.Ташаккули биофилмҳо дар сатҳҳои металлӣ шароити электрохимиявиро тағир медиҳад ва ба ин васила ба раванди зангзанӣ таъсир мерасонад.Умуман қабул шудааст, ки зангзании MIC аз биофилмҳо ба амал меояд14.Микроорганизмҳои электрогенӣ барои ба даст овардани энергия барои зинда мондан металлҳоро мехӯранд17.Тадқиқотҳои охирини MIC нишон доданд, ки EET (интиқоли электронҳои берун аз ҳуҷайра) омили маҳдудкунандаи MIC мебошад, ки аз ҷониби микроорганизмҳои электрогенӣ ба вуҷуд омадаанд.Чжан ва дигарон 18 нишон доданд, ки миёнаравҳои электронӣ интиқоли электронҳоро байни ҳуҷайраҳои сессилеи Desulfovibrio vulgaris ва аз пӯлоди зангногир 304 суръат мебахшанд, ки дар натиҷа ҳамлаи MIC шадидтар мешавад.Аннинг ва дигарон.19 ва Wenzlaff et al.20 нишон доданд, ки биофилмҳои бактерияҳои коҳишдиҳандаи сулфати зангзананда (SRBs) метавонанд электронҳоро мустақиман аз субстратҳои металлӣ бирӯянд, ки боиси чуқуршавии шадид мегардад.
DSS маълум аст, ки ба MIC дар васоити дорои SRBs, бактерияҳои коҳишдиҳандаи оҳан (IRBs) ва ғайра ҳассос аст. 21.Ин бактерияҳо дар сатҳи DSS дар зери биофилм чуқурии маҳаллиро ба вуҷуд меоранд22,23.Баръакси DSS, дар бораи MIC HDSS24 кам маълум аст.
Pseudomonas aeruginosa як бактерияи грамм-манфӣ, ҳаракаткунанда, асошакл буда, дар табиат васеъ паҳн шудааст25.Pseudomonas aeruginosa инчунин микробиоти асосии барои MIC пӯлод дар муҳити баҳр масъул аст26.Намудҳои Pseudomonas бевосита дар равандҳои зангзанӣ иштирок мекунанд ва ҳамчун аввалин мустамликадорон ҳангоми ташаккули биофилм эътироф карда мешаванд27.Махат ва дигарон.28 ва Юан ва дигарон.29 нишон дод, ки Pseudomonas aeruginosa ба баланд шудани суръати зангзании пӯлоди ҳалим ва хӯлаҳо дар муҳити обӣ майл дорад.
Мақсади асосии ин кор омӯзиши хосиятҳои MIC-и 2707 HDSS мебошад, ки аз бактерияи аэробии баҳрии Pseudomonas aeruginosa бо истифода аз усулҳои электрохимиявӣ, усулҳои таҳлили рӯизаминӣ ва таҳлили маҳсулоти зангзанӣ ба вуҷуд омадааст.Барои омӯзиши рафтори MIC 2707 HDSS таҳқиқоти электрохимиявӣ, аз ҷумла потенсиали микросхемаҳои кушод (OCP), муқовимати поляризатсияи хатӣ (LPR), спектроскопияи импеданси электрохимиявӣ (EIS) ва поляризатсияи потенсиалии динамикӣ анҷом дода шуданд.Таҳлили спектроскопияи энергетикии дисперсивӣ (EDS) барои муайян кардани унсурҳои кимиёвӣ дар сатҳи зангзада анҷом дода мешавад.Илова бар ин, устувории пассиватсияи пардаи оксид дар зери таъсири муҳити баҳрӣ, ки Pseudomonas aeruginosa дорад, тавассути спектроскопияи рентгении фотоэлектрони (XPS) муайян карда шуд.Амиқии чоҳҳо дар зери микроскопи сканерии лазерии конфокалӣ (CLSM) чен карда шуд.
Дар ҷадвали 1 таркиби химиявии 2707 HDSS нишон дода шудааст.Ҷадвали 2 нишон медиҳад, ки 2707 HDSS дорои хосиятҳои хуби механикӣ бо қувваи ҳосили 650 МПа мебошад.Дар расм.1 микроструктураи оптикии маҳлулро бо гармии коркардшуда 2707 HDSS нишон медиҳад.Дар микроструктурае, ки тақрибан 50% фазаҳои аустенитӣ ва 50% фазаҳои ферритӣ доранд, бандҳои дарозшудаи фазаҳои аустенитикӣ ва ферритикиро бидуни фазаҳои дуюмдараҷа дидан мумкин аст.
Дар расм.Дар расми 2а потенсиали микросхемаҳои кушода (Eocp) ва вақти таъсир барои 2707 HDSS дар муҳити абиотикии 2216E ва шўрбои Pseudomonas aeruginosa барои 14 рӯз дар 37°C нишон дода шудааст.Муайян карда шуд, ки таѓйироти бештар намоён дар Eocp дар давоми 24 соати аввал ба амал омадаанд.Арзиши Eocp дар ҳарду ҳолат тақрибан ба -145 мВ (дар муқоиса бо SCE) тақрибан дар 16 соат расид ва сипас якбора ба -477 мВ (дар муқоиса бо SCE) ва -236 мВ (бар зидди SCE) барои намунаҳои ғайрибиологӣ ва P барои нисбӣ коҳиш ёфт. SCE) баргҳои патина мутаносибан.Пас аз 24 соат, арзиши Eocp аз Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS дар -228 мВ (дар муқоиса бо SCE) нисбатан устувор боқӣ монд, дар ҳоле ки арзиши мувофиқ барои намунаи ғайрибиологӣ тақрибан -442 мВ (дар муқоиса бо SCE) буд.Eocp дар ҳузури Pseudomonas aeruginosa хеле паст буд.
Озмоиши электрохимиявии 2707 намунаҳои HDSS дар муҳити абиотикӣ ва шўрбои Pseudomonas aeruginosa дар 37°С:
(а) Тағйирёбии Eocp бо вақти экспозиция, (б) каҷи поляризатсия дар рӯзи 14, (в) тағирёбии Rp бо вақти экспозиция, (г) тағирёбии корр бо вақти экспозиция.
Дар ҷадвали 3 параметрҳои зангзании электрохимиявии 2707 намунаи HDSS, ки ба муҳити абиотикӣ ва P. aeruginosa дар тӯли 14 рӯз дучор шудаанд, нишон медиҳад.Экстраполяцияи тангенсиалии каҷҳои анодӣ ва катодӣ ба нуқтаи буриш имкон дод, ки зичии ҷараёни зангзанӣ (icorr), потенсиали зангзанӣ (Ecorr) ва нишебии Тафел (βα ва βc) мувофиқи усулҳои стандартӣ30,31 муайян карда шаванд.
Чи тавре ки дар расми 2б нишон дода шудааст, ба боло гузаштани каљи P. aeruginosa боиси зиёд шудани Ecorr нисбат ба каљи абиотикї гардид.Қимати дурусти намунаи дорои Pseudomonas aeruginosa, мутаносибан ба суръати зангзанӣ, то 0,328 мкА см-2 зиёд шуд, ки нисбат ба намунаи ғайрибиологӣ (0,087 мкА см-2) чор маротиба зиёдтар аст.
LPR як усули классикии электрохимиявӣ барои таҳлили экспресси вайроннашавандаи зангзанӣ мебошад.Он инчунин барои омӯзиши MIC32 истифода шудааст.Дар расм.2c тағирёбии муқовимати поляризатсияро (Rp) вобаста ба вақти экспозиция нишон медиҳад.Арзиши баландтари Rp маънои камтар зангзаниро дорад.Дар давоми 24 соати аввал Rp 2707 HDSS ба 1955 кОм см2 барои намунаҳои ғайрибиологӣ ва 1429 кОм см2 барои намунаҳои Pseudomonas aeruginosa расид.Тасвири 2c инчунин нишон медиҳад, ки арзиши Rp пас аз як рӯз зуд коҳиш ёфт ва сипас дар тӯли 13 рӯзи оянда нисбатан бетағйир монд.Арзиши Rp барои намунаи санҷишии Pseudomonas aeruginosa тақрибан 40 кОм см2 аст, ки аз арзиши 450 кОм см2 барои намунаи озмоишии ғайрибиологӣ хеле пасттар аст.
Қимати icorr ба суръати ягонаи зангзанӣ мутаносиб аст.Арзиши онро аз муодилаи зерини Стерн-Гири ҳисоб кардан мумкин аст:
Ба гуфтаи Зое ва дигарон.33 Дар ин кор нишебии Тафел В ҳамчун арзиши маъмулии 26 мВ/дек гирифта шудааст.Дар расм.2d нишон медиҳад, ки icorr-и штамми абиотикии 2707 нисбатан устувор боқӣ мондааст, дар ҳоле ки icorr банди Pseudomonas aeruginosa пас аз 24 соати аввал бо ҷаҳиши калон сахт тағйир ёфт.Қимати дурусти намунаи санҷишии Pseudomonas aeruginosa нисбат ба назорати ғайрибиологӣ як дараҷа баландтар буд.Ин тамоюл бо натиҷаҳои муқовимати поляризатсия мувофиқ аст.
EIS усули дигари вайроннашавандаест, ки барои тавсифи реаксияҳои электрохимиявӣ дар интерфейси зангзанӣ истифода мешавад34.Спектрҳои импеданс ва ҳисобҳои иқтидори тасмаҳои дучори муҳити абиотикӣ ва маҳлулҳои Pseudomonas aeruginosa, Rb муқовимати пассив/биофилм дар сатҳи рах ташкилшуда, Rct муқовимати интиқоли заряд, Cdl қабати дукаратаи электрикӣ мебошад.) ва параметрҳои QCPE унсури фазавии доимӣ (CPE).Ин параметрҳо бо роҳи муқоисаи маълумот бо модели эквивалентии схемаи барқ (EEC) таҳлил карда шуданд.
Дар расм.Дар 3 қитъаҳои маъмулии Nyquist (a ва b) ва қитъаҳои Боде (a' ва b') аз 2707 намунаи HDSS дар муҳити абиотикӣ ва шўрбои Pseudomonas aeruginosa дар вақтҳои гуногуни инкубатсия нишон дода шудаанд.Дар ҳузури Pseudomonas aeruginosa, диаметри ҳалқаи Nyquist кам мешавад.Дар нақшаи Боде (расми 3б') афзоиши муқовимати умумӣ нишон дода шудааст.Маълумотро дар бораи константаи вақти релаксация аз максимумҳои фаза гирифтан мумкин аст.Дар расм.Дар расм 4 сохторҳои физикӣ ва EEC-и мувофиқ дар асоси якқабат (а) ва дуқабат (б) нишон дода шудаанд.CPE ба модели EEC ҷорӣ карда шудааст.Импеданс ва импеданси он ба таври зерин ифода карда мешавад:
Ду модели физикӣ ва схемаҳои мувофиқ барои мувофиқ кардани спектри импеданси купони 2707 HDSS:
Дар куҷо Y0 бузургии CPE аст, j адади хаёлӣ ё (−1)1/2, ω басомади кунҷӣ ва n омили қудрати CPE аз як35 камтар аст.Инверсияи муқовимати интиқоли заряд (яъне 1/Rct) ба суръати зангзанӣ мувофиқат мекунад.Арзиши пасти Rct маънои баландтари зангзаниро дорад27.Пас аз 14 рӯзи инкубатсия, Rct-и намунаи санҷишии Pseudomonas aeruginosa ба 32 кОм см2 расид, ки аз 489 кОсм2 аз намунаи озмоишии ғайрибиологӣ хеле камтар аст (Ҷадвали 4).
Тасвирҳои CLSM ва тасвирҳои SEM дар расм.5 равшан нишон медиҳад, ки фарогирии биофилм дар сатҳи намунаи HDSS 2707 пас аз 7 рӯз хеле зич буд.Аммо, пас аз 14 рӯз қабати биофилм камёфт ва баъзе ҳуҷайраҳои мурда пайдо шуданд.Ҷадвали 5 ғафсии биофилми 2707 намунаи HDSSро пас аз 7 ва 14 рӯзи таъсири Pseudomonas aeruginosa нишон медиҳад.Ғафсии максималии биофилм аз 23,4 микрон пас аз 7 рӯз ба 18,9 микрон пас аз 14 рӯз тағйир ёфт.Ғафсии миёнаи биофилм низ ин тамоюлро тасдиқ кард.Он аз 22,2 ± 0,7 мкм пас аз 7 рӯз то 17,8 ± 1,0 мкм пас аз 14 рӯз коҳиш ёфт.
(а) тасвири 3-D CLSM дар 7 рӯз, (б) тасвири 3-D CLSM дар 14 рӯз, (в) тасвири SEM дар 7 рӯз ва (г) тасвири SEM дар 14 рӯз.
EMF дар намунаҳое, ки ба Pseudomonas aeruginosa дар тӯли 14 рӯз дучор шудаанд, дар биофилм ва маҳсулоти зангзанӣ унсурҳои кимиёвиро ошкор карданд.Дар расм.Дар расми 6 нишон дода шудааст, ки миқдори C, N, O, P дар биофилм ва маҳсулоти зангзанӣ нисбат ба металли соф хеле зиёд аст, зеро ин элементҳо бо биофилм ва метаболитҳои он алоқаманданд.Микроорганизмҳо танҳо миқдори ками Cr ва Fe -ро талаб мекунанд.Миқдори зиёди Cr ва Fe дар биофилм ва маҳсулоти зангзании рӯи намуна аз гум шудани элементҳо дар матритсаи металлӣ дар натиҷаи зангзанӣ шаҳодат медиҳад.
Пас аз 14 рӯз дар муҳити 2216E чоҳҳои дорои ва бе P. aeruginosa мушоҳида карда шуданд.Пеш аз инкубатсия сатҳи намунаҳо ҳамвор ва бе нуқсон буд (расми 7а).Пас аз инкубатсия ва хориҷ кардани биофилм ва маҳсулоти зангзанӣ, чуқуртарин чоҳҳо дар сатҳи намуна бо истифода аз CLSM, тавре ки дар расми 7б ва в нишон дода шудааст, тафтиш карда шуданд.Дар сатхи назорати гайрибиологи ягон чукурии аёне ёфт нашуд (чукурии максималии чохи 0,02 мкм).Чуқурии максималии чоҳ, ки аз ҷониби Pseudomonas aeruginosa ба вуҷуд омадааст, пас аз 7 рӯз 0,52 микрон ва пас аз 14 рӯз 0,69 микрон буд, дар асоси умқи максималии чоҳ аз 3 намуна (барои ҳар як намуна 10 умқи максималии чоҳ интихоб карда шуд) ва ба 0,42 ± 0,12 мкм расид. .ва 0,52 ± 0,15 мкм, мутаносибан (Ҷадвали 5).Ин арзишҳои чуқурии чуқурӣ хурд, вале муҳиманд.
(а) пеш аз дучоршавӣ;$B) 14 рўз дар муњити абиотикї;(в) 14 рӯз дар шўрбои P. aeruginosa.
Дар расм.Ҷадвали 8 спектрҳои XPS-и сатҳҳои гуногуни намунаҳоро нишон медиҳад ва химияи таҳлилшуда барои ҳар як сатҳ дар ҷадвали 6 ҷамъбаст шудааст. Дар ҷадвали 6 фоизи атомии Fe ва Cr дар ҳузури P. aeruginosa (намунаҳои А ва В) хеле пасттар буданд. ) назар ба участкахои назорати гайрибиологй.(намунаҳои C ва D).Барои намунаи Pseudomonas aeruginosa, каҷи спектри сатҳи аслии Cr 2p ба чаҳор ҷузъи қуллаи дорои энергияи ҳатмӣ (BE) аз 574,4, 576,6, 578,3 ва 586,8 эВ, ки ба Cr, Cr2O3, CrO3 таъин карда шудаанд, насб карда шуд. 3, мутаносибан (расми 9а ва б).Барои намунаҳои ғайрибиологӣ, спектрҳои сатҳи асосии Cr 2p дар расм.9c ва d дорои ду қуллаи асосии Cr (BE 573,80 eV) ва Cr2O3 (BE 575,90 eV) мебошанд.Тафовути барҷастатарини байни купони абиотикӣ ва купони P. aeruginosa мавҷудияти Cr6+ ва фраксияи нисбатан баланди Cr(OH)3 (BE 586,8 eV) дар зери биофилм буд.
Спектрҳои сатҳи васеи XPS аз 2707 намунаҳои HDSS дар ду медиа барои 7 ва 14 рӯз мутаносибан.
(а) таъсири 7 рӯз аз P. aeruginosa, (б) 14 рӯз таъсири P. aeruginosa, (в) таъсири абиотикӣ 7 рӯз, (г) 14 рӯз таъсири абиотикӣ.
HDSS дар аксари муҳитҳо сатҳи баланди муқовимат ба зангзаниро нишон медиҳад.Ким ва дигарон 2 гузориш доданд, ки HDSS UNS S32707 ҳамчун DSS-и баланд допгирифташуда бо PREN бештар аз 45 муайян карда шудааст. Арзиши PREN-и намунаи HDSS 2707 дар ин кор 49 буд. Ин ба мазмуни баланди Cr ва сатҳи баланди Mo ва Ni, ки дар муҳити кислота ва муҳити дорои миқдори зиёди хлоридҳо муфиданд.Илова бар ин, таркиби хуб мутавозин ва микроструктураи бенуксон устувории сохтор ва муқовимат ба зангзаниро таъмин мекунад.Сарфи назар аз муқовимати аълои кимиёвӣ, маълумотҳои таҷрибавӣ дар ин кор нишон медиҳанд, ки 2707 HDSS аз MIC-ҳои биофилми Pseudomonas aeruginosa комилан эмин нест.
Натиҷаҳои электрохимиявӣ нишон доданд, ки суръати зангзании 2707 HDSS дар шўрбои Pseudomonas aeruginosa пас аз 14 рӯз нисбат ба муҳити ғайрибиологӣ ба таври назаррас афзоиш ёфтааст.Дар расми 2а камшавии Eocp хам дар мухити абиотикй ва хам дар шўрбои P. aeruginosa дар давоми 24 соати аввал мушохида карда шуд.Пас аз ин, биофилм сатҳи намунаро фаро мегирад ва Eocp нисбатан устувор мешавад.Аммо, сатҳи биотикии Eocp аз сатҳи абиотикии Eocp хеле баланд буд.Барои он ки ин тафовут бо ташаккули биофилмҳои P. aeruginosa алоқаманд аст, асосҳо мавҷуданд.Дар расм.2g, арзиши icorr-и 2707 HDSS дар ҳузури Pseudomonas aeruginosa ба 0,627 мкА см-2 расид, ки ин нисбат ба назорати ғайрибиологӣ (0,063 мкА см-2), ки ба Rct мувофиқ аст, дараҷаи бузургтар аст. арзиши аз ҷониби EIS чен карда мешавад.Дар давоми чанд рӯзи аввал, қиматҳои муқовимат дар шўрбои P. aeruginosa аз ҳисоби пайвастшавии ҳуҷайраҳои P. aeruginosa ва ташаккули биофилм зиёд шуданд.Аммо, вақте ки биофилм сатҳи намунаро пурра фаро мегирад, импеданс коҳиш меёбад.Ба қабати муҳофизатӣ асосан аз ҳисоби ташаккули метаболитҳои биофилм ва биофилм ҳамла карда мешавад.Аз ин рӯ, бо мурури замон муқовимат ба зангзанӣ коҳиш меёбад ва пасандозҳои Pseudomonas aeruginosa зангзании маҳаллиро ба вуҷуд меоранд.Тамоюлҳо дар муҳити абиотикӣ гуногунанд.Муқовимат ба зангзании назорати ғайрибиологӣ аз арзиши мувофиқи намунаҳое, ки ба шўрбои Pseudomonas aeruginosa дучор шудаанд, хеле баландтар буд.Илова бар ин, барои намунаҳои абиотикӣ, арзиши Rct 2707 HDSS дар рӯзи 14 ба 489 kΩ см2 расид, ки нисбат ба мавҷудияти Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ см2) 15 маротиба зиёдтар аст.Ҳамин тариқ, 2707 HDSS дар муҳити безарар муқовимат ба зангзании аъло дорад, аммо аз ҳамлаи MIC аз ҷониби биофилми Pseudomonas aeruginosa муҳофизат карда намешавад.
Ин натиҷаҳоро инчунин аз каҷҳои поляризатсия дар расм мушоҳида кардан мумкин аст.2б.Шохабандии анодӣ бо ташаккули биофилми Pseudomonas aeruginosa ва реаксияҳои оксидшавии металл алоқаманд аст.Дар баробари ин, реаксияи катодӣ камшавии оксиген мебошад.Мавҷудияти P. aeruginosa зичии ҷараёни зангзаниро хеле зиёд кард, ки ин нисбат ба назорати абиотикӣ тақрибан як дараҷа баландтар буд.Ин нишон дод, ки биофилми Pseudomonas aeruginosa зангзании маҳаллии 2707 HDSS-ро тақвият додааст.Юан ва дигарон 29 муайян карданд, ки зичии ҷараёни зангзании хӯлаи 70/30 Cu-Ni тавассути биофилми Pseudomonas aeruginosa зиёд шудааст.Ин метавонад бо сабаби биокатализи коҳиши оксиген аз ҷониби биофилми Pseudomonas aeruginosa бошад.Ин мушоҳида инчунин метавонад MIC 2707 HDSS-ро дар ин кор шарҳ диҳад.Биофилмҳои аэробӣ инчунин метавонанд миқдори оксигенро дар зери онҳо кам кунанд.Ҳамин тариқ, рад кардани дубора пассив кардани сатҳи металл бо оксиген метавонад омили мусоидат ба MIC дар ин кор бошад.
Дикинсон ва дигарон.38 пешниҳод кард, ки суръати реаксияҳои химиявӣ ва электрохимиявӣ мустақиман аз фаъолияти метаболикии бактерияҳои ба сатҳи намуна пайвастшуда ва хусусияти маҳсулоти зангзанӣ вобаста аст.Тавре ки дар расми 5 ва ҷадвали 5 нишон дода шудааст, пас аз 14 рӯз шумораи ҳуҷайраҳо ва ғафсии биофилм кам шуд.Инро ба таври оқилона бо он шарҳ додан мумкин аст, ки пас аз 14 рӯз аксари ҳуҷайраҳои лангар дар сатҳи 2707 HDSS аз сабаби кам шудани маводи ғизоӣ дар муҳити 2216E ё баровардани ионҳои металлии заҳролуд аз матритсаи 2707 HDSS мурданд.Ин маҳдудияти таҷрибаҳои гурӯҳӣ аст.
Дар ин кор биофилми Pseudomonas aeruginosa ба камшавии маҳаллии Cr ва Fe дар зери биофилм дар сатҳи 2707 HDSS мусоидат кард (расми 6).Дар ҷадвали 6, Fe ва Cr дар намунаи D дар муқоиса бо намунаи C кам шудаанд, ки нишон медиҳад, ки парокандашавии Fe ва Cr, ки аз биофилми P. aeruginosa ба вуҷуд омадааст, пас аз 7 рӯзи аввал нигоҳ дошта шудааст.Муҳити 2216E барои тақлид кардани муҳити баҳр истифода мешавад.Он дорои 17700 ppm Cl- аст, ки бо миқдори он дар оби табиии баҳр муқоиса карда мешавад.Мавҷудияти 17700 ppm Cl- сабаби асосии коҳиши Cr дар намунаҳои 7-рӯза ва 14-рӯзаи ғайрибиологии аз ҷониби XPS таҳлилшуда буд.Дар муқоиса бо намунаи санҷишии Pseudomonas aeruginosa, обшавии Cr дар намунаи абиотикӣ аз сабаби муқовимати қавии 2707 HDSS ба хлор дар муҳити абиотикӣ хеле камтар аст.Дар расм.9 мавҷудияти Cr6+ дар филми пассиватсионӣ нишон медиҳад.Ин метавонад ба хориҷ кардани Cr аз сатҳҳои пӯлод аз ҷониби биофилмҳои P. aeruginosa, тавре ки Чен ва Клейтон пешниҳод кардаанд39 алоқаманд бошад.
Аз сабаби афзоиши бактерияҳо, арзишҳои рН-и муҳити пеш аз инкубатсия мутаносибан 7,4 ва 8,2 буданд.Ҳамин тариқ, зангзании кислотаҳои органикӣ гумон аст, ки ба ин кор дар зери биофилмҳои P. aeruginosa аз сабаби рН нисбатан баланд дар муҳити оммавӣ мусоидат кунад.Дар давоми давраи санҷиши 14 рӯз сатҳи рН-и муҳити назорати ғайрибиологӣ ба таври назаррас тағйир наёфт (аз 7,4 аввал то 7,5 ниҳоӣ).Афзоиши рН дар муҳити инкубатсия пас аз инкубатсия бо фаъолияти метаболикии Pseudomonas aeruginosa алоқаманд буд ва ҳамон таъсир ба рН дар сурати набудани тасмаи санҷишӣ пайдо шуд.
Чунон ки дар расм нишон дода шудааст.7, умқи максималии чоҳ, ки аз биофилми Pseudomonas aeruginosa ба вуҷуд омадааст, 0,69 микрон буд, ки нисбат ба муҳити абиотикӣ (0,02 микрон) хеле зиёд аст.Ин бо маълумоти электрохимиявии дар боло зикршуда мувофиқ аст.Дар ҳамин шароит, чуқурии чоҳ 0,69 микрон аз арзиши 9,5 микрон, ки барои 2205 DSS40 муқаррар шудааст, беш аз даҳ маротиба хурдтар аст.Ин маълумотҳо нишон медиҳанд, ки 2707 HDSS нисбат ба 2205 DSS ба MICҳо муқовимати беҳтар нишон медиҳад.Ин тааҷҷубовар нест, зеро 2707 HDSS сатҳи баландтари Cr дорад, ки пассиватсияи тӯлониро имкон медиҳад, пассиватсия кардани Pseudomonas aeruginosaро душвортар мекунад ва равандро бидуни боришоти дуюмдараҷаи зараровар Pitting41 оғоз мекунад.
Хулоса, чоҳҳои MIC дар 2707 сатҳи HDSS дар шўрбои Pseudomonas aeruginosa пайдо шуданд, дар ҳоле ки чуқуриҳо дар муҳити абиотикӣ ночиз буд.Ин кор нишон медиҳад, ки 2707 HDSS ба MIC нисбат ба 2205 DSS муқовимати беҳтар дорад, аммо аз сабаби биофилми Pseudomonas aeruginosa аз MIC комилан эмин нест.Ин натиҷаҳо дар интихоби пӯлоди зангногир ва давомнокии умр барои муҳити баҳрӣ кӯмак мекунанд.
Намунаҳои 2707 HDSS аз ҷониби Мактаби металлургии Донишгоҳи Шимолу Шарқӣ (NEU), Шенян, Чин пешниҳод карда шуданд.Таркиби элементарии 2707 HDSS дар ҷадвали 1 нишон дода шудааст, ки онро шӯъбаи таҳлили мавод ва озмоиши Донишгоҳи шимолу шарқӣ таҳлил кардааст.Ҳама намунаҳо барои маҳлули сахт дар 1180 ° C барои 1 соат коркард карда шуданд.Пеш аз санҷиши зангзанӣ, пӯлоди тангаи 2707 HDSS бо масоҳати рӯшнои 1 см2 то 2000 грит бо сангрезаи карбиди кремний сайқал дода шуд ва сипас бо хокаи 0,05 мкм Al2O3 сайқал дода шуд.Тарафҳо ва поён бо рангҳои инертӣ муҳофизат карда шудаанд.Пас аз хушк кардан, намунаҳо бо оби стерилизатсияи деионизатсияшуда шуста шуданд ва бо этанол 75% (ҳ/ҷ) барои 0,5 соат стерилизатсия карда шуданд.Сипас онҳо дар ҳаво дар зери нурҳои ултрабунафш (UV) барои 0,5 соат пеш аз истифода хушк карда шуданд.
Штамми баҳрии Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 аз коллексияи фарҳанги баҳрии Сиамен (MCCC), Чин харида шудааст.Муҳити моеъи Marine 2216E (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Циндао, Чин) барои парвариши Pseudomonas aeruginosa дар колбаҳои 250 мл ва ҳуҷайраҳои шишаи электрохимиявии 500 мл дар шароити аэробӣ дар ҳарорати 37 ° C истифода шудааст.Миёна (г/л): 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, SrB0302, Na302, SrB0302. , 0,008, 0,008 Na4F0H20PO.1,0 экстракт хамиртуруш ва 0,1 цитрати оҳан.Автоклав дар 121 °C барои 20 дақиқа пеш аз эмкунӣ.Ҳуҷайраҳои сессилӣ ва планктонӣ дар зери микроскопи рӯшноӣ бо истифода аз гемоцитометр бо андозаи 400x ҳисоб карда шуданд.Консентратсияи ибтидоии ҳуҷайраҳои планктонии P. aeruginosa фавран пас аз эмкунӣ тақрибан 106 ҳуҷайра/мл буд.
Санҷишҳои электрохимиявӣ дар як ҳуҷайраи шишагии классикии се электрод бо ҳаҷми миёна 500 мл гузаронида шуданд.Лавҳаи платина ва электроди тофта каломели (SCE) ба реактор тавассути капилляри Луггин, ки бо пули намак пур карда шудааст, пайваст карда шуданд ва мутаносибан ҳамчун электродҳои муқобил ва истинод хизмат мекарданд.Барои сохтани электроди корӣ ба ҳар як намуна сими мисии бо резинӣ пӯшидашуда васл карда шуд ва бо эпоксид пӯшонида шуд ва дар як тараф тақрибан 1 см2 майдони рӯи он барои электроди корӣ боқӣ монд.Ҳангоми ченкунии электрохимиявӣ, намунаҳо дар муҳити 2216E ҷойгир карда шуданд ва дар ҳарорати доимии инкубатсия (37 ° C) дар ванна об нигоҳ дошта шуданд.OCP, LPR, EIS ва маълумоти эҳтимолии поляризатсияи динамикӣ бо истифода аз потенсиостати Autolab (Reference 600TM, Gamry Instruments, Inc., ИМА) чен карда шуданд.Санҷишҳои LPR бо суръати сканкунии 0,125 мВ s-1 дар диапазони -5 ва 5 мВ ва Eocp бо суръати интихоби 1 Гц сабт карда шуданд.EIS дар ҳолати устувори Eocp бо истифода аз шиддати татбиқшудаи 5 мВ бо синусоид дар диапазони басомади аз 0,01 то 10,000 Гц анҷом дода шуд.Пеш аз рафъи потенсиалӣ, электродҳо то он даме, ки потенсиали зангзании озоди устувори 42 ба даст омад, дар реҷаи кушода буданд.Бо.Ҳар як санҷиш се маротиба бо ва бе Pseudomonas aeruginosa такрор карда шуд.
Намунаҳо барои таҳлили металлографӣ бо коғази 2000 грити тар SiC ба таври механикӣ сайқал дода шуда, сипас бо шлами хокаи 0,05 мкм Al2O3 барои мушоҳидаи оптикӣ сайқал дода шуданд.Таҳлили металлографӣ бо истифода аз микроскопи оптикӣ гузаронида шуд.Намуна бо маҳлули 10 ват% гидроксиди калий канда шуд43.
Пас аз инкубатсия, 3 маротиба бо шӯри фосфати буферӣ (PBS) (рН 7,4 ± 0,2) бишӯед ва сипас бо 2,5% (ҳ/в) глутаральдегид барои 10 соат ислоҳ кунед, то бифилмро мустаҳкам кунед.Дегидратацияи минбаъда бо этанол дар силсилаи марҳилавӣ (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ва 100% аз рӯи ҳаҷм) пеш аз хушккунии ҳаво.Ниҳоят, як филми тиллоӣ ба рӯи намуна пошида шуд, то гузаронандагии мушоҳидаи SEM44-ро таъмин кунад.Тасвирҳои SEM ба маконе нигаронида шудаанд, ки ҳуҷайраҳои аз ҳама муқарраршудаи P. aeruginosa дар рӯи ҳар як намуна доранд.Барои муайян кардани элементҳои химиявӣ таҳлили EMF гузаронида шуд.Барои чен кардани умқи чоҳ, микроскопи сканерии лазерии конфокалии Зейсс (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Олмон) истифода шуд.Барои мушоҳида кардани чоҳҳои зангзании зери биофилм, намунаи санҷишӣ аввал мувофиқи Стандарти миллии Чин (CNS) GB/T4334.4-2000 тоза карда шуд, то маҳсулоти зангзанӣ ва биофилмро аз сатҳи намунаи санҷишӣ тоза кунад.
Спектроскопияи рентгении фотоэлектрони (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, ИМА) бо истифода аз манбаи рентгении монохроматӣ (хати Al Ka бо энергияи 1500 эВ ва иқтидори 150 Вт) дар доираи васеи энергияҳои пайваст 0 пасттар аз шароити стандартии -1350 эВ.Бо истифода аз энергияи гузариши 50 эВ ва андозаи қадами 0,2 эВ спектрҳои баландсифатро сабт кунед.
Намунаи инкубатсияшударо хориҷ кунед ва онро бо PBS (рН 7,4 ± 0,2) барои 15 с45 нарм бишӯед.Барои мушоҳида кардани қобилияти бактериявии биофилм дар намуна, биофилм бо истифода аз маҷмӯаи ҳаётбахшии бактериявии LIVE/DEAD BacLight (Invitrogen, Eugene, OR, ИМА) ранг карда шуд.Маҷмӯа дорои ду рангҳои флуоресцентӣ мебошад: SYTO-9 ранги флюоресцентии сабз ва пропидиум йодид (PI) ранги сурхи флуоресцентӣ.Дар CLSM, нуқтаҳои сабз ва сурхи флуоресцентӣ мутаносибан ҳуҷайраҳои зинда ва мурдаро намояндагӣ мекунанд.Барои ранг кардан 1 мл омехтаи дорои 3 мкл SYTO-9 ва 3 мкл маҳлули PI-ро дар ҳарорати хонагӣ (23°C) дар торикӣ барои 20 дақиқа инкуб кунед.Пас аз он, намунаҳои рангшуда дар ду дарозии мавҷ (488 нм барои ҳуҷайраҳои зинда ва 559 нм барои ҳуҷайраҳои мурда) бо истифода аз дастгоҳи Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Ҷопон) мушоҳида карда шуданд.Дар реҷаи сканеркунии 3D ғафсии биофилмро чен кунед.
Чӣ тавр ин мақоларо овардан мумкин аст: Li, H. et al.Таъсири биофилми баҳрии Pseudomonas aeruginosa ба зангзании микробҳои аз пӯлоди зангногир 2707 супер дуплекс.илм.Хонаи 6, 20190;дои: 10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Крекинги зангзании фишори LDX 2101 аз пӯлоди зангногир дуплекс дар маҳлулҳои хлорид дар ҳузури тиосульфат.зангзанӣ.илм.80, 205–212 (2014).
Ким, ST, Jang, SH, Ли, IS ва Парк, YS Таъсири коркарди гармии маҳлул ва нитроген дар гази муҳофизаткунанда ба муқовимат ба зангзании чуқурии кафшерҳои аз пӯлоди зангногир аз дуплекс.зангзанӣ.илм.53, 1939–1947 (2011).
Ши, X., Avchi, R., Geyser, M. ва Lewandowski, Z. Таҳқиқоти муқоисавии кимиёвии чоҳҳои микробҳо ва электрохимиявӣ дар пӯлоди зангногир 316L.зангзанӣ.илм.45, 2577–2595 (2003).
Луо H., Dong KF, Li HG ва Xiao K. Рафтори электрохимиявии пӯлоди зангногир 2205 дуплекс дар маҳлулҳои сілтӣ дар арзишҳои гуногуни рН дар ҳузури хлорид.электрохимия.Журнал.64, 211–220 (2012).
Вақти фиристодан: январ-09-2023