使用微流控反应器的非热等离子体灭活水中细菌

　　使用微流控反应器的非热等离子体灭活水中细菌
　　DOI：10.1016/j.watres.2021.117321
　　传统水处理系统的故障可能会导致水源污染，从而导致与水源性医疗保健相关的感染爆发。非热等离子体的高级氧化处理有可能在不添加化学品的情况下处理水。选择抗生素抗性铜绿假单胞菌和大肠杆菌来研究使用微流体反应器中产生的非热等离子体对细菌污染的水进行消毒。本研究中使用的微流体反应器在气液相环形流态中利用介质阻挡放电。在等离子体处理前后对接种了铜绿假单胞菌和大肠杆菌的水进行微生物分析。使用空气作为载气，实现了对水的有效消毒。在最低流速 (35 µL/min) 下，铜绿假单胞菌和大肠杆菌的存活率显着降低，在估计的等离子体处理停留时间为 5 秒后，存活率最大降低约 8 log。扫描电子显微镜显示由于等离子体处理引起的细胞形态变化。活/死分析显示细胞膜在等离子处理后已损坏。这项工作表明，非热等离子体具有对水中微生物污染进行消毒的潜力。
　　图1:(a)微流控等离子体装置示意图。(b)本研究中使用的玻璃微流控装置的照片。(c)本研究中进行的所有研究所用的实验装置示意图。
　　图 2：在不同停留时间的等离子体处理前后，在水中单培养大肠杆菌和铜绿假单胞菌的存活 CFU/mL。0 秒时的 CFU/mL 表示导入入口的水中大肠杆菌和铜绿假单胞菌的起始 CFU，而后续结果指的是从出口收集的样品。误差棒代表平均值的标准误差 (n = 3)。统计显着性，ρ < 0.05。
　　图 3：在不同停留时间进行等离子体处理后，混合样品中大肠杆菌和铜绿假单胞菌的存活种群。 误差棒代表平均值的标准误差 (n = 3)。统计显着性，ρ < 0.05。
　　图 4：等离子处理前后大肠杆菌（a、b、c）和铜绿假单胞菌（d、e、f）的 SEM 图像。未经处理的大肠杆菌（a）和铜绿假单胞菌（d）。等离子处理的大肠杆菌 (b, c) 和铜绿假单胞菌 (e, f)。图像 a 和 d 对应于对照样品，图像 b 和 e 对应于用 3 秒停留时间处理的样品，图像 c 和 f 对应于用 5 秒停留时间处理的样品。黑色箭头表示完整的细胞，而白色箭头表示不规则形状、酒窝或损坏的细胞。
　　图 5：大肠杆菌（a、b、c）和铜绿假单胞菌（d、e、f）根据活/死检测结果在 3 秒和 5 秒停留时间的等离子体处理之前和之后的生存能力。
　　文章来源：北京永康乐业公司 http://www.biofabrication.cn/
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