O ṣeun fun lilo si Nature.com.O nlo ẹya ẹrọ aṣawakiri kan pẹlu atilẹyin CSS lopin.Fun iriri ti o dara julọ, a ṣeduro pe ki o lo ẹrọ aṣawakiri imudojuiwọn kan (tabi mu Ipo Ibamu ṣiṣẹ ni Internet Explorer).Ni afikun, lati rii daju atilẹyin ti nlọ lọwọ, a fihan aaye naa laisi awọn aza ati JavaScript.
Ṣe afihan carousel ti awọn kikọja mẹta ni ẹẹkan.Lo awọn Bọtini Iṣaaju ati Next lati gbe nipasẹ awọn ifaworanhan mẹta ni akoko kan, tabi lo awọn bọtini ifaworanhan ni ipari lati gbe nipasẹ awọn ifaworanhan mẹta ni akoko kan.
Ibajẹ microbial (MIC) jẹ iṣoro pataki ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ nitori pe o le ja si awọn adanu ọrọ-aje nla.Super duplex alagbara, irin 2707 (2707 HDSS) ti lo ni awọn agbegbe okun nitori awọn oniwe-o tayọ kemikali resistance.Sibẹsibẹ, atako rẹ si MIC ko ti ṣe afihan idanwo.Iwadi yii ṣe ayẹwo ihuwasi ti MIC 2707 HDSS ti o ṣẹlẹ nipasẹ kokoro arun aerobic ti omi Pseudomonas aeruginosa.Iwadii elekitirokemika fihan pe niwaju Pseudomonas aeruginosa biofilm ni alabọde 2216E, agbara ibajẹ ti yipada ni daadaa, ati iwuwo lọwọlọwọ ibajẹ pọ si.Awọn abajade ti X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) onínọmbà fihan idinku ninu akoonu Cr lori oju ayẹwo labẹ biofilm.Onínọmbà ti awọn aworan ọfin fihan pe Pseudomonas aeruginosa biofilms ṣe agbejade ijinle ọfin ti o pọju ti 0.69 µm lẹhin awọn ọjọ 14 ti aṣa.Botilẹjẹpe eyi jẹ kekere, o ni imọran pe 2707 HDSS ko ni aabo patapata si awọn ipa ti P. aeruginosa biofilms lori MIC.
Duplex alagbara, irin (DSS) ti wa ni o gbajumo ni lilo ni orisirisi awọn ise nitori awọn pipe apapo ti o tayọ darí ini ati ipata resistance1,2.Sibẹsibẹ, pitting agbegbe le tun waye, eyiti o le ni ipa lori iduroṣinṣin ti irin 3, 4 yii.DSS ko ni aabo lodi si ipata microbial (MIC)5,6.Botilẹjẹpe sakani ohun elo ti DSS gbooro pupọ, awọn agbegbe tun wa nibiti resistance ipata ti DSS ko to fun lilo igba pipẹ.Eyi tumọ si pe awọn ohun elo ti o gbowolori diẹ sii pẹlu resistance ipata ti o ga julọ ni a nilo.Jeon et al.7 rii pe paapaa alagbara irin alagbara ile oloke meji (SDSS) ni diẹ ninu awọn idiwọn ni awọn ofin ti ipata resistance.Nitorinaa, iwulo wa fun awọn irin alagbara irin alagbara duplex (HDSS) pẹlu resistance ipata ti o ga julọ ni awọn ohun elo kan.Eyi yori si idagbasoke ti HDSS alloyed giga.
Idaabobo ibajẹ ti DSS jẹ ipinnu nipasẹ ipin ti α-phase si γ-phase ati awọn agbegbe ti o dinku ni Cr, Mo ati W nitosi awọn ipele keji8,9,10.HDSS ni akoonu ti o ga ti Cr, Mo ati N11, eyiti o fun ni aabo ipata to dara julọ ati iye giga (45-50) iye resistance pitting deede (PREN), eyiti o jẹ asọye nipasẹ wt.% Cr + 3.3 (wt.% Mo + 0, 5 wt % W) + 16 wt %.N12.Idaduro ipata ti o dara julọ da lori akopọ iwọntunwọnsi ti o ni isunmọ 50% ferritic (α) ati 50% austenitic (γ) awọn ipele.HDSS ti ni ilọsiwaju awọn ohun-ini ẹrọ ati resistance chlorine ti o ga julọ ni akawe si DSS13 ti aṣa.Awọn ẹya ara ẹrọ ti ipata kemikali.Imudara ipata resistance fa lilo HDSS ni awọn agbegbe kiloraidi ibinu diẹ sii gẹgẹbi awọn agbegbe okun.
MIC jẹ iṣoro pataki ni ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ, pẹlu epo ati gaasi ati ipese omi14.Awọn iroyin MIC fun 20% ti gbogbo ibajẹ ibajẹ15.MIC jẹ ipata bioelectrochemical ti o le ṣe akiyesi ni ọpọlọpọ awọn agbegbe16.Ibiyi ti biofilms lori irin roboto yipada awọn ipo elekitiroki ati bayi ni ipa lori ilana ipata.O gba ni gbogbogbo pe ibajẹ MIC jẹ nitori biofilms14.Electrogenic microorganisms jẹ awọn irin kuro lati le gba agbara fun iwalaaye17.Awọn ijinlẹ MIC aipẹ ti fihan pe EET (gbigbe itanna elekitironi) jẹ ipin opin fun MIC ti o fa nipasẹ awọn microorganisms elekitironiki.Zhang et al.18 ṣe afihan pe awọn olulaja elekitironi mu iyara gbigbe elekitironi pọ si laarin awọn sẹẹli sessile Desulfovibrio vulgaris ati irin alagbara 304, ti o mu abajade ikọlu MIC ti o lagbara diẹ sii.Anning et al.19 ati Wenzlaff et al.20 ti fihan pe awọn fiimu biofilms ti awọn kokoro arun ti o dinku imi-ọjọ ipata (SRBs) le fa awọn elekitironi taara lati awọn sobusitireti irin, ti o mu abajade pitting lile.
A mọ DSS lati ni ifaragba si MIC ni media ti o ni SRBs, awọn kokoro arun ti o dinku irin (IRBs), ati bẹbẹ lọ 21.Awọn kokoro arun wọnyi nfa awọn pitting agbegbe lori dada ti DSS labẹ biofilm22,23.Ko dabi DSS, diẹ ni a mọ nipa MIC HDSS24.
Pseudomonas aeruginosa jẹ Giramu-odi, motile, kokoro arun ti o ni irisi ọpá ti o pin kaakiri ni iseda25.Pseudomonas aeruginosa tun jẹ microbiota akọkọ ti o ni iduro fun MIC ti irin ni agbegbe okun26.Awọn eya Pseudomonas ni ipa taara ninu awọn ilana ipata ati pe a mọ wọn bi awọn olutọpa akọkọ lakoko iṣelọpọ biofilm27.Mahat et al.28 ati Yuan et al.29 ṣe afihan pe Pseudomonas aeruginosa duro lati mu iwọn ipata ti irin kekere ati awọn ohun elo ni awọn agbegbe inu omi.
Ibi-afẹde akọkọ ti iṣẹ yii ni lati ṣe iwadii awọn ohun-ini MIC ti 2707 HDSS ti o ṣẹlẹ nipasẹ kokoro arun aerobic ti omi oju omi Pseudomonas aeruginosa nipa lilo awọn ọna elekitirokemika, awọn ọna itupalẹ oju ilẹ ati itupalẹ ọja ipata.Awọn ijinlẹ elekitirokemika pẹlu agbara iyika ṣiṣi (OCP), resistance polarization linear (LPR), spectroscopy impedance electrochemical (EIS) ati polarization agbara agbara ni a ṣe lati ṣe iwadi ihuwasi ti MIC 2707 HDSS.Onínọmbà dispersive spectroscopy agbara (EDS) ni a ṣe lati ṣe awari awọn eroja kemikali lori awọn ibi-ilẹ ti o bajẹ.Ni afikun, iduroṣinṣin ti pasifiti fiimu oxide labẹ ipa ti agbegbe omi ti o ni Pseudomonas aeruginosa jẹ ipinnu nipasẹ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).Ijinle ti awọn ọfin naa ni a wọn labẹ microscope laser confocal (CLSM).
Table 1 fihan awọn kemikali tiwqn ti 2707 HDSS.Tabili 2 fihan pe 2707 HDSS ni awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara julọ pẹlu agbara ikore ti 650 MPa.Lori ọpọtọ.1 fihan awọn opitika microstructure ti ojutu ooru mu 2707 HDSS.Awọn ẹgbẹ gigun ti austenitic ati awọn ipele ferritic laisi awọn ipele keji ni a le rii ni microstructure kan ti o ni isunmọ 50% austenitic ati 50% awọn ipele ferritic.
Lori ọpọtọ.2a ṣe afihan agbara iyika ṣiṣi silẹ (Eocp) dipo akoko ifihan fun 2707 HDSS ni alabọde abiotic 2216E ati broth Pseudomonas aeruginosa fun awọn ọjọ 14 ni 37°C.A rii pe awọn iyipada ti o sọ julọ ni Eocp waye laarin awọn wakati 24 akọkọ.Awọn iye Eocp ni awọn ọran mejeeji ga ni iwọn -145 mV (bii SCE) ni bii awọn wakati 16 ati lẹhinna lọ silẹ ni kiakia si -477 mV (dipo SCE) ati -236 mV (lapo SCE) fun awọn ayẹwo ti kii ṣe ti ibi ati P fun ibatan. SCE) patina leaves, lẹsẹsẹ.Lẹhin awọn wakati 24, iye Eocp ti Pseudomonas aeruginosa 2707 HDSS wa ni iduroṣinṣin diẹ ni -228 mV (fiwera si SCE), lakoko ti iye ti o baamu fun apẹẹrẹ ti kii ṣe ti ibi jẹ isunmọ -442 mV (fiwera si SCE).Eocp niwaju Pseudomonas aeruginosa jẹ kekere pupọ.
Idanwo elekitiroki ti awọn ayẹwo 2707 HDSS ninu media abiotic ati broth Pseudomonas aeruginosa ni 37°C:
(a) Iyipada ni Eocp pẹlu akoko ifihan, (b) iṣipopada polarization ni ọjọ 14, (c) iyipada RP pẹlu akoko ifihan, (d) iyipada corr pẹlu akoko ifihan.
Tabili 3 ṣe afihan awọn paramita ipata elekitirokemika ti awọn ayẹwo HDSS 2707 ti o farahan si abiotic ati P. aeruginosa inoculated media lori akoko ti awọn ọjọ 14.Tangential ekstrapolation ti anodic ati cathodic ekoro si ikorita ojuami laaye awọn ipinnu ti ipata iwuwo lọwọlọwọ iwuwo (icorr), ipata o pọju (Ecorr) ati Tafel ite (βα ati βc) ni ibamu si awọn boṣewa ọna30,31.
Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 2b, iyipada si oke ti ọna kika P. aeruginosa yorisi ilosoke ninu Ecorr ni akawe si ọna abiotic.Iwọn icorr ti ayẹwo ti o ni Pseudomonas aeruginosa, ni ibamu si oṣuwọn ibajẹ, pọ si 0.328 µA cm-2, eyiti o jẹ igba mẹrin ti o tobi ju ti apẹẹrẹ ti kii ṣe ti ibi (0.087 µA cm-2).
LPR jẹ ọna elekitirokemika Ayebaye fun itupalẹ ifaworanhan ti kii ṣe iparun ti ipata.O tun ti lo lati ṣe iwadi MIC32.Lori ọpọtọ.2c ṣe afihan iyipada ninu resistance polarization (Rp) da lori akoko ifihan.Iwọn Rp ti o ga julọ tumọ si ibajẹ ti o dinku.Laarin awọn wakati 24 akọkọ, Rp 2707 HDSS peaked ni 1955 kΩ cm2 fun awọn apẹẹrẹ ti kii ṣe ti ẹda ati 1429 kΩ cm2 fun awọn apẹrẹ Pseudomonas aeruginosa.Nọmba 2c tun fihan pe iye Rp dinku ni iyara lẹhin ọjọ kan ati lẹhinna o wa ni ibatan ko yipada ni awọn ọjọ 13 to nbọ.Iye Rp fun apẹrẹ idanwo Pseudomonas aeruginosa jẹ nipa 40 kΩ cm2, eyiti o kere pupọ ju iye 450 kΩ cm2 fun apẹẹrẹ idanwo ti kii-bi.
Iye icorr jẹ iwontunwọnsi si oṣuwọn ibajẹ aṣọ.Iye rẹ le ṣe iṣiro lati idogba Stern-Giri atẹle:
Ni ibamu si Zoe et al.33 Tafel ite B ni a mu gẹgẹbi iye aṣoju ti 26 mV/dec ninu iṣẹ yii.Lori ọpọtọ.2d fihan pe icorr ti igara abiotic 2707 duro ni iduroṣinṣin diẹ, lakoko ti icorr ti ẹgbẹ Pseudomonas aeruginosa yipada ni agbara pẹlu fo nla lẹhin awọn wakati 24 akọkọ.Iwọn icorr ti ayẹwo idanwo Pseudomonas aeruginosa jẹ aṣẹ titobi ti o ga ju ti iṣakoso ti kii ṣe ti ẹda lọ.Aṣa yii jẹ ibamu pẹlu awọn abajade ti resistance polarization.
EIS jẹ ọna miiran ti kii ṣe iparun ti a lo lati ṣe apejuwe awọn aati elekitiroki ni wiwo ipata34.Imudaniloju spectra ati awọn iṣiro capacitance ti awọn ila ti o farahan si media abiotic ati awọn ojutu ti Pseudomonas aeruginosa, Rb jẹ resistance ti palolo / biofilm ti a ṣẹda lori oju ti rinhoho, Rct jẹ resistance gbigbe idiyele, Cdl jẹ itanna elepo meji.) ati QCPE ibakan alakoso eroja (CPE).Awọn paramita wọnyi ni a ṣe ayẹwo siwaju sii nipa ifiwera data pẹlu awoṣe itanna deede (EEC).
Lori ọpọtọ.3 ṣe afihan awọn igbero Nyquist aṣoju (a ati b) ati awọn igbero Bode (a' ati b') ti awọn ayẹwo HDSS 2707 ni media abiotic ati omitooro Pseudomonas aeruginosa ni ọpọlọpọ awọn akoko idabo.Ni iwaju Pseudomonas aeruginosa, iwọn ila opin ti lupu Nyquist dinku.Idite Bode (Fig. 3b') fihan ilosoke ninu ikọjujasi lapapọ.Alaye nipa igbagbogbo akoko isinmi le ṣee gba lati maxima alakoso.Lori ọpọtọ.4 fihan awọn ẹya ti ara ati EEC ti o baamu ti o da lori ipele-ẹyọkan (a) ati Layer-meji (b).CPE ni a ṣe sinu awoṣe EEC.Gbigbawọle ati ikọlu rẹ jẹ afihan bi atẹle:
Awọn awoṣe ti ara meji ati awọn iyika deede ti o baamu fun ibaramu 2707 HDSS coupon impedance impedance:
Nibo Y0 jẹ titobi CPE, j jẹ nọmba ero inu tabi (-1) 1/2, ω jẹ igbohunsafẹfẹ angula, ati n jẹ ifosiwewe agbara CPE kere ju ọkan35 lọ.Iyipada resistance gbigbe idiyele (ie 1/Rct) ni ibamu si oṣuwọn ipata.Iwọn Rct kekere tumọ si oṣuwọn ipata ti o ga julọ27.Lẹhin awọn ọjọ 14 ti abeabo, Rct ti ayẹwo idanwo ti Pseudomonas aeruginosa de 32 kΩ cm2, eyiti o kere pupọ ju 489 kΩ cm2 ti apẹẹrẹ idanwo ti kii-bi (Table 4).
Awọn aworan CLSM ati awọn aworan SEM ni ọpọtọ.5 fihan ni kedere pe agbegbe biofilm lori dada ti ayẹwo HDSS 2707 jẹ ipon pupọ lẹhin awọn ọjọ 7.Sibẹsibẹ, lẹhin awọn ọjọ 14 ti a bo biofilm di fọnka ati diẹ ninu awọn sẹẹli ti o ku han.Tabili 5 fihan sisanra biofilm ti awọn ayẹwo HDSS 2707 lẹhin awọn ọjọ 7 ati 14 ti ifihan si Pseudomonas aeruginosa.Iwọn biofilm ti o pọju yipada lati 23.4 µm lẹhin awọn ọjọ 7 si 18.9 µm lẹhin awọn ọjọ 14.Oṣuwọn biofilm apapọ tun jẹrisi aṣa yii.O dinku lati 22.2 ± 0.7 μm lẹhin awọn ọjọ 7 si 17.8 ± 1.0 μm lẹhin awọn ọjọ 14.
(a) Aworan 3-D CLSM ni awọn ọjọ 7, (b) Aworan 3-D CLSM ni awọn ọjọ 14, (c) Aworan SEM ni awọn ọjọ 7, ati (d) aworan SEM ni awọn ọjọ 14.
EMF ṣe afihan awọn eroja kemikali ni biofilm ati awọn ọja ipata lori awọn ayẹwo ti o farahan si Pseudomonas aeruginosa fun awọn ọjọ 14.Lori ọpọtọ.Nọmba 6 fihan pe akoonu ti C, N, O, P ninu biofilm ati awọn ọja ipata jẹ ga julọ ju ti irin funfun, nitori pe awọn eroja wọnyi ni nkan ṣe pẹlu biofilm ati awọn metabolites rẹ.Awọn microorganisms nilo awọn iye itọpa ti Cr ati Fe nikan.Akoonu giga ti Cr ati Fe ni biofilm ati awọn ọja ibajẹ lori oju ti ayẹwo tọkasi isonu ti awọn eroja ninu matrix irin nitori abajade ibajẹ.
Lẹhin awọn ọjọ 14, awọn pits pẹlu ati laisi P. aeruginosa ni a ṣe akiyesi ni alabọde 2216E.Ṣaaju ki o to abeabo, awọn dada ti awọn ayẹwo wà dan ati laisi abawọn (Fig. 7a).Lẹhin iṣọpọ ati yiyọ biofilm ati awọn ọja ipata, awọn pits ti o jinlẹ lori oju ti ayẹwo ni a ṣe ayẹwo ni lilo CLSM, bi a ṣe han ni 7b ati c.Ko si pitting ti o han gbangba ti a rii lori oju ti iṣakoso ti kii ṣe ti ẹda (ijinle ọfin ti o pọju 0.02 µm).Ijinle ọfin ti o pọ julọ ti o ṣẹlẹ nipasẹ Pseudomonas aeruginosa jẹ 0.52 µm lẹhin awọn ọjọ 7 ati 0.69 µm lẹhin awọn ọjọ 14, da lori apapọ ijinle ọfin ti o pọju lati awọn apẹẹrẹ 3 (awọn iwọn ọfin ti o pọju 10 ti yan fun apẹẹrẹ kọọkan) ati de 0. 42 ± 0.12 µm .ati 0.52 ± 0.15 µm, lẹsẹsẹ (Table 5).Awọn iye ijinle dimple wọnyi jẹ kekere ṣugbọn pataki.
(a) ṣaaju ifihan;(b) Awọn ọjọ 14 ni agbegbe abiotic;(c) 14 ọjọ ni P. aeruginosa broth.
Lori ọpọtọ.Tabili 8 ṣe afihan awọn iwoye XPS ti ọpọlọpọ awọn ipele apẹrẹ, ati kemistri ti a ṣe atupale fun dada kọọkan ni akopọ ni Table 6. Ninu tabili 6, awọn ipin atomiki ti Fe ati Cr kere pupọ ni iwaju P. aeruginosa (awọn ayẹwo A ati B). ) ju ninu awọn ila iṣakoso ti kii ṣe ti ibi.(awọn apẹẹrẹ C ati D).Fun apẹẹrẹ ti Pseudomonas aeruginosa, iwọn ilawọn ipele mojuto Cr 2p ti ni ibamu si awọn paati tente oke mẹrin pẹlu awọn agbara abuda (BE) ti 574.4, 576.6, 578.3 ati 586.8 eV, eyiti a yàn si Cr, Cr2O3, CrO3 ati Cr 3, lẹsẹsẹ (Fig. 9a ati b).Fun awọn ayẹwo ti kii ṣe ti ẹda, iwoye ti ipele mojuto Cr 2p ni Ọpọtọ.9c ati d ni awọn oke akọkọ meji ti Cr (BE 573.80 eV) ati Cr2O3 (BE 575.90 eV), lẹsẹsẹ.Iyatọ ti o yanilenu julọ laarin kupọọnu abiotic ati coupon P. aeruginosa ni wiwa ti Cr6 + ati ida kan ti o ga julọ ti Cr (OH) 3 (BE 586.8 eV) labẹ biofilm.
Oju iwọn XPS ti o gbooro ti awọn ayẹwo 2707 HDSS ni media meji fun awọn ọjọ 7 ati 14, ni atele.
(a) 7 ọjọ P. aeruginosa ifihan, (b) 14 ọjọ P. aeruginosa ifihan, (c) 7 ọjọ ifihan abiotic, (d) 14 ọjọ abiotic ifihan.
HDSS ṣe afihan ipele giga ti resistance ipata ni ọpọlọpọ awọn agbegbe.Kim et al.2 royin pe HDSS UNS S32707 jẹ idanimọ bi DSS doped ti o ga julọ pẹlu PREN ti o tobi ju 45. Iwọn PREN ti ayẹwo HDSS 2707 ninu iṣẹ yii jẹ 49. Eyi jẹ nitori akoonu Cr giga ati awọn ipele giga ti Mo ati Ni, eyiti o wulo ni awọn agbegbe ekikan ati awọn agbegbe pẹlu akoonu giga ti awọn kiloraidi.Ni afikun, akopọ ti o ni iwọntunwọnsi daradara ati microstructure ti ko ni abawọn pese iduroṣinṣin igbekalẹ ati idena ipata.Pelu atako kemikali ti o dara julọ, data idanwo ninu iṣẹ yii fihan pe 2707 HDSS ko ni ajesara patapata si Pseudomonas aeruginosa biofilm MICs.
Awọn abajade elekitirokemika fihan pe oṣuwọn ibajẹ ti 2707 HDSS ni omitooro Pseudomonas aeruginosa pọ si ni pataki lẹhin awọn ọjọ 14 ni akawe si agbegbe ti kii ṣe ti ibi.Ni olusin 2a, idinku ninu Eocp ni a ṣe akiyesi mejeeji ni alabọde abiotic ati ni broth P. aeruginosa lakoko awọn wakati 24 akọkọ.Lẹhin iyẹn, biofilm pari ti bo oju ti ayẹwo ati pe Eocp di iduroṣinṣin to jo.Sibẹsibẹ, ipele biotic Eocp ga pupọ ju ipele abiotic Eocp lọ.Awọn idi wa lati gbagbọ pe iyatọ yii ni nkan ṣe pẹlu dida P. aeruginosa biofilms.Lori ọpọtọ.2g, iye icorr ti 2707 HDSS ti de 0.627 µA cm-2 ni iwaju Pseudomonas aeruginosa, eyiti o jẹ aṣẹ titobi ti o ga ju ti iṣakoso ti kii ṣe ti ibi (0.063 µA cm-2), eyiti o ni ibamu pẹlu Rct iye nipasẹ EIS.Ni awọn ọjọ diẹ akọkọ, awọn iye impedance ninu broth P. aeruginosa pọ si nitori asomọ ti awọn sẹẹli P. aeruginosa ati iṣelọpọ biofilm.Sibẹsibẹ, ikọlu naa dinku nigbati biofilm ba bo dada ayẹwo patapata.Layer aabo ti kọlu nipataki nitori dida biofilm ati awọn metabolites biofilm.Nitorinaa, idena ipata dinku ni akoko pupọ, ati awọn idogo ti Pseudomonas aeruginosa fa ibajẹ agbegbe.Awọn aṣa ni awọn agbegbe abiotic yatọ.Idaduro ipata ti iṣakoso ti kii ṣe ti ibi jẹ ga julọ ju iye ti o baamu ti awọn ayẹwo ti o farahan si omitooro Pseudomonas aeruginosa.Ni afikun, fun awọn ayẹwo abiotic, iye Rct 2707 HDSS de 489 kΩ cm2 ni ọjọ 14, eyiti o jẹ awọn akoko 15 ti o ga ju niwaju Pseudomonas aeruginosa (32 kΩ cm2).Nitorinaa, 2707 HDSS ni aabo ipata to dara julọ ni agbegbe asan, ṣugbọn ko ni aabo lati ikọlu MIC nipasẹ Pseudomonas aeruginosa biofilm.
Awọn abajade wọnyi tun le ṣe akiyesi lati awọn iyipo polarization ni Ọpọtọ.2b.Ẹka Anodic ni nkan ṣe pẹlu iṣelọpọ biofilm Pseudomonas aeruginosa ati awọn aati ifoyina irin.Ni akoko kanna, iṣeduro cathodic jẹ idinku ti atẹgun.Iwaju P. aeruginosa pọ si iwuwo lọwọlọwọ ipata, eyiti o jẹ iwọn aṣẹ ti o ga ju iṣakoso abiotic lọ.Eyi tọkasi pe Pseudomonas aeruginosa biofilm ṣe imudara ipata agbegbe ti 2707 HDSS.Yuan et al.29 rii pe iwuwo lọwọlọwọ ibajẹ ti alloy 70/30 Cu-Ni ti pọ nipasẹ Pseudomonas aeruginosa biofilm.Eyi le jẹ nitori biocatalysis ti idinku atẹgun nipasẹ Pseudomonas aeruginosa biofilm.Akiyesi yii le tun ṣe alaye MIC 2707 HDSS ninu iṣẹ yii.Aerobic biofilms tun le dinku akoonu atẹgun labẹ wọn.Nitorinaa, kiko lati tun dada irin pẹlu atẹgun le jẹ ifosiwewe idasi si MIC ninu iṣẹ yii.
Dickinson et al.38 daba pe oṣuwọn kemikali ati awọn aati elekitirokemika taara da lori iṣẹ ṣiṣe ti iṣelọpọ ti awọn kokoro arun ti o somọ dada ayẹwo ati lori iru awọn ọja ipata.Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 5 ati Tabili 5, nọmba awọn sẹẹli ati sisanra biofilm dinku lẹhin awọn ọjọ 14.Eyi le ṣe alaye ni otitọ nipasẹ otitọ pe lẹhin awọn ọjọ 14 pupọ julọ awọn sẹẹli ti a daduro lori 2707 HDSS dada ku nitori idinku ounjẹ ni alabọde 2216E tabi itusilẹ awọn ions irin majele lati inu matrix 2707 HDSS.Eyi jẹ aropin ti awọn adanwo ipele.
Ninu iṣẹ yii, Pseudomonas aeruginosa biofilm ṣe igbega idinku agbegbe ti Cr ati Fe labẹ biofilm lori oju 2707 HDSS (Fig. 6).Ni Table 6, Fe ati Cr dinku ni ayẹwo D ni akawe si ayẹwo C, ti o nfihan pe Fe ati Cr itu ti o ṣẹlẹ nipasẹ P. aeruginosa biofilm ti wa ni itọju lẹhin awọn ọjọ 7 akọkọ.Ayika 2216E ni a lo lati ṣe adaṣe agbegbe ayika omi.O ni 17700 ppm Cl-, eyiti o jẹ afiwera si akoonu rẹ ninu omi okun adayeba.Iwaju 17700 ppm Cl- jẹ idi akọkọ fun idinku ninu Cr ni awọn ọjọ 7 ati ọjọ 14 awọn ayẹwo ti kii ṣe ti ibi ti a ṣe atupale nipasẹ XPS.Ti a ṣe afiwe si ayẹwo idanwo ti Pseudomonas aeruginosa, itusilẹ ti Cr ninu ayẹwo idanwo abiotic jẹ kere pupọ nitori atako to lagbara ti 2707 HDSS si chlorine ni agbegbe abiotic.Lori ọpọtọ.9 fihan niwaju Cr6 + ninu fiimu passivating.Eyi le jẹ ibatan si yiyọ Cr kuro lati awọn irin ti irin nipasẹ P. aeruginosa biofilms, bi a ti daba nipasẹ Chen ati Clayton39.
Nitori idagbasoke kokoro-arun, awọn iye pH ti alabọde ṣaaju ati lẹhin isubu jẹ 7.4 ati 8.2, ni atele.Nitorinaa, ibajẹ ti awọn acids Organic ko ṣee ṣe lati ṣe alabapin si iṣẹ yii labẹ awọn biofilms P. aeruginosa nitori pH ti o ga julọ ni alabọde olopobobo.pH ti alabọde iṣakoso ti kii ṣe ti ibi ko yipada ni pataki (lati ibẹrẹ 7.4 si 7.5 ipari) lakoko akoko idanwo ọjọ 14.Ilọsi pH ni alabọde inoculum lẹhin igbati o ni nkan ṣe pẹlu iṣẹ ṣiṣe ti iṣelọpọ ti Pseudomonas aeruginosa, ati pe ipa kanna lori pH ni a ri ni isansa ti rinhoho idanwo naa.
Bi o han ni ọpọtọ.7, ijinle ọfin ti o pọju ti o ṣẹlẹ nipasẹ Pseudomonas aeruginosa biofilm jẹ 0.69 µm, eyiti o jẹ pataki ti o tobi ju ni alabọde abiotic (0.02 µm).Eyi gba pẹlu data elekitirokemika ti o wa loke.Labẹ awọn ipo kanna, ijinle ọfin ti 0.69 µm jẹ diẹ sii ju igba mẹwa kere ju iye 9.5 µm ti a sọ fun 2205 DSS40.Awọn data wọnyi fihan pe 2707 HDSS ṣe afihan resistance to dara julọ si awọn MIC ju 2205 DSS.Eyi kii ṣe iyalẹnu niwọn igba ti 2707 HDSS ni ipele Cr ti o ga julọ, eyiti o fun laaye passivation gigun, jẹ ki Pseudomonas aeruginosa nira sii lati depassivate, ati pe o bẹrẹ ilana laisi ipalara ojoriro Atẹle Pitting41.
Ni ipari, a rii pitting MIC lori awọn ipele HDSS 2707 ni omitooro Pseudomonas aeruginosa, lakoko ti pitting jẹ aifiyesi ni media abiotic.Iṣẹ yii fihan pe 2707 HDSS ni resistance to dara julọ si MIC ju 2205 DSS, ṣugbọn kii ṣe ajesara patapata si MIC nitori Pseudomonas aeruginosa biofilm.Awọn abajade wọnyi ṣe iranlọwọ ni yiyan awọn irin alagbara irin to dara ati ireti igbesi aye fun agbegbe okun.
Awọn ayẹwo 2707 HDSS ti pese nipasẹ Ile-iwe ti Metallurgy, Ile-ẹkọ giga Northeast (NEU), Shenyang, China.Ipilẹ ipilẹ ti 2707 HDSS jẹ afihan ni Tabili 1, eyiti a ṣe atupale nipasẹ Ayẹwo Ohun elo ati Ẹka Idanwo ti Ile-ẹkọ giga Northeast.Gbogbo awọn ayẹwo ni a ṣe itọju fun ojutu to lagbara ni 1180 ° C fun wakati kan.Ṣaaju idanwo ipata, 2707 HDSS owo irin pẹlu agbegbe ilẹ ti o han ti 1 cm2 jẹ didan si 2000 grit pẹlu sandpaper carbide silikoni ati lẹhinna didan siwaju pẹlu 0.05 µm Al2O3 lulú lulú.Awọn ẹgbẹ ati isalẹ wa ni aabo pẹlu inert kun.Lẹhin gbigbẹ, awọn ayẹwo ni a fọ pẹlu omi ti a ti sọ diionized ti o ni ifo ati ti a fi sterilized pẹlu 75% (v / v) ethanol fun 0.5 h.Lẹhinna wọn gbẹ ni afẹfẹ labẹ ina ultraviolet (UV) fun awọn wakati 0,5 ṣaaju lilo.
Omi okun Pseudomonas aeruginosa MCCC 1A00099 ni a ra lati Xiamen Marine Culture Collection (MCCC), China.Marine 2216E olomi alabọde (Qingdao Hope Biotechnology Co., Ltd., Qingdao, China) ti a lo lati asa Pseudomonas aeruginosa ni 250 milimita flasks ati 500 milimita electrochemical ẹyin labẹ aerobic awọn ipo ni 37 ° C.Alabọde ni (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, 0.034 SrCl2, 0.02, 308 SrBr.0. 0.008, 0.008 Na4F0H20PO.1,0 iwukara jade ati 0,1 irin citrate.Autoclave ni 121 °C fun awọn iṣẹju 20 ṣaaju inoculation.Sessile ati awọn sẹẹli planktonic ni a ka labẹ maikirosikopu ina nipa lilo hemocytometer kan ni titobi 400x.Idojukọ akọkọ ti awọn sẹẹli planktonic P. aeruginosa lẹsẹkẹsẹ lẹhin inoculation jẹ isunmọ awọn sẹẹli 106/mL.
Awọn idanwo elekitirodi ni a ṣe ni sẹẹli gilaasi elekitirodu mẹta Ayebaye kan pẹlu iwọn alabọde ti 500 milimita.Iwe Pilatnomu kan ati elekitirodi calomel ti o kun (SCE) ni a ti sopọ mọ ẹrọ riakito nipasẹ ori-ori Luggin kan ti o kun pẹlu afara iyọ ati ṣiṣẹ bi counter ati awọn amọna itọkasi, ni atele.Lati ṣẹda elekiturodu ti n ṣiṣẹ, okun waya roba ti a bo roba ni a so mọ ayẹwo kọọkan ati ti a bo pẹlu iposii, nlọ nipa 1 cm2 ti agbegbe dada ni ẹgbẹ kan fun elekiturodu ti n ṣiṣẹ.Lakoko awọn wiwọn elekitirokemika, awọn ayẹwo ni a gbe sinu alabọde 2216E ati ki o tọju ni iwọn otutu igba otutu (37°C) ninu iwẹ omi kan.OCP, LPR, EIS ati data polarization ti o ni agbara ti o ni agbara ni a wọn ni lilo Autolab potentiostat (Itọkasi 600TM, Gamry Instruments, Inc., USA).Awọn idanwo LPR ni a gbasilẹ ni iwọn ọlọjẹ ti 0.125 mV s-1 ni iwọn -5 ati 5 mV ati Eocp pẹlu iwọn iṣapẹẹrẹ ti 1 Hz.EIS ti ṣe ni ipo iduro Eocp ni lilo foliteji ti a lo ti 5 mV pẹlu sinusoid kan lori iwọn igbohunsafẹfẹ ti 0.01 si 10,000 Hz.Ṣaaju gbigba agbara ti o pọju, awọn amọna naa wa ni ipo Circuit ṣiṣi titi agbara ipata ọfẹ ti iduroṣinṣin ti 42 ti de.Pẹlu.Idanwo kọọkan ni a tun ṣe ni igba mẹta pẹlu ati laisi Pseudomonas aeruginosa.
Awọn ayẹwo fun itupalẹ metallographic jẹ didan darí pẹlu iwe SiC grit tutu 2000 ati lẹhinna didan pẹlu 0.05 µm Al2O3 slurry lulú fun akiyesi opitika.Onínọmbà Metallographic ni a ṣe pẹlu lilo maikirosikopu opiti.Ayẹwo naa jẹ pẹlu 10 wt% potasiomu hydroxide ojutu43.
Lẹhin iṣọpọ, wẹ awọn akoko 3 pẹlu fosifeti buffered saline (PBS) (pH 7.4 ± 0.2) ati lẹhinna ṣatunṣe pẹlu 2.5% (v/v) glutaraldehyde fun awọn wakati 10 lati ṣatunṣe biofilm naa.Igbẹgbẹ ti o tẹle pẹlu ethanol ni jara ti o tẹ (50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% ati 100% nipasẹ iwọn didun) ṣaaju gbigbe afẹfẹ.Nikẹhin, fiimu goolu kan ti tu si ori oju ti ayẹwo lati pese iṣesi fun akiyesi SEM44.Awọn aworan SEM ti wa ni idojukọ lori ipo pẹlu awọn sẹẹli P. aeruginosa ti o ni ipilẹ julọ lori oju ti ayẹwo kọọkan.Ayẹwo EMF ni a ṣe lati ṣawari awọn eroja kemikali.Lati wiwọn ijinle ọfin naa, a lo microscope Zeiss confocal laser scanning (CLSM) (LSM 710, Zeiss, Germany).Lati ṣe akiyesi awọn ọfin ipata labẹ biofilm, ayẹwo ayẹwo ni akọkọ ti sọ di mimọ ni ibamu si Kannada National Standard (CNS) GB/T4334.4-2000 lati yọ awọn ọja ibajẹ ati biofilm kuro ni oju ti ayẹwo idanwo naa.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, ESCALAB250 Surface Analysis System, Thermo VG, USA) itupalẹ nipa lilo orisun X-ray monochromatic kan (Laini Al Kα pẹlu agbara ti 1500 eV ati agbara ti 150 W) ni ọpọlọpọ awọn agbara abuda. 0 labẹ awọn ipo boṣewa ti -1350 eV.Ṣe igbasilẹ iwoye ti o ga ni lilo agbara 50 eV kọja ati iwọn igbesẹ 0.2 eV.
Yọ ayẹwo ti a ti ṣopọ kuro ki o si rọra wẹ pẹlu PBS (pH 7.4 ± 0.2) fun 15 s45.Lati ṣe akiyesi ṣiṣeeṣe kokoro-arun ti biofilm lori apẹẹrẹ, biofilm ti ni abawọn nipa lilo LIVE/DEAD BacLight BacLight Viability Kit (Invitrogen, Eugene, OR, USA).Ohun elo naa ni awọn awọ fluorescent meji: SYTO-9 awọ Fuluorisenti alawọ ewe ati propidium iodide (PI) pupa Fuluorisenti pupa.Ni CLSM, alawọ ewe Fuluorisenti ati awọn aami pupa ṣe aṣoju awọn sẹẹli laaye ati ti o ku, lẹsẹsẹ.Fun idoti, ṣafikun milimita 1 ti adalu ti o ni 3 µl ti SYTO-9 ati 3 µl ti ojutu PI ni otutu yara (23°C) ninu okunkun fun iṣẹju 20.Lẹhin iyẹn, awọn ayẹwo abawọn ni a ṣe akiyesi ni awọn iwọn gigun meji (488 nm fun awọn sẹẹli laaye ati 559 nm fun awọn sẹẹli ti o ku) ni lilo ohun elo Nikon CLSM (C2 Plus, Nikon, Japan).Ṣe iwọn sisanra biofilm ni ipo ọlọjẹ 3-D.
Bii o ṣe le tọka nkan yii: Li, H. et al.Ipa ti Pseudomonas aeruginosa tona biofilm lori ipata microbial ti 2707 super duplex alagbara, irin.sayensi.Ile 6, 20190;doi:10.1038/srep20190 (2016).
Zanotto, F., Grassi, V., Balbo, A., Monticelli, C. & Zucchi, F. Wahala ipata cracking ti LDX 2101 duplex alagbara, irin ni chloride solusan ni niwaju thiosulfate.ipata.ijinle sayensi.80, 205-212 (2014).
Kim, ST, Jang, SH, Lee, IS ati Park, YS Ipa ti ojutu ooru itọju ati nitrogen ni idabobo gaasi lori pitting ipata resistance ti Super duplex alagbara, irin welds.ipata.ijinle sayensi.Ọdun 53, 1939-1947 (2011).
Shi, X., Avchi, R., Geyser, M. ati Lewandowski, Z. Iwadi afiwera kemikali ti microbial ati pitting electrochemical ni 316L alagbara, irin.ipata.ijinle sayensi.45, 2577-2595 (2003).
Luo H., Dong KF, Li HG ati Xiao K. Electrochemical ihuwasi ti 2205 duplex alagbara, irin ni ipilẹ solusan ni orisirisi pH iye ni niwaju kiloraidi.elekitirokemistri.Iwe akosile.64, 211-220 (2012).
Akoko ifiweranṣẹ: Jan-09-2023