Biofilme auf Oberflächen können effektiv und schnell entfernt werden, indem ein periodischer Strahl von Kohlendioxid-Aerosolen ohne Stickstoffspülung verwendet wird.
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Methodenartikel
Biofilmentfernung Kohlendioxid Aerosols Verwendung ohne Stickstoffspülung
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Biofilme können in vielen Anwendungen ernsthafte Bedenken aufwerfen. Sie können nicht nur wirtschaftliche Verluste verursachen, sondern auch eine Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellen. Daher ist es sehr wünschenswert, Biofilme von Oberflächen zu entfernen. In vielen Studien zur Reinigung von CO2 -Aerosolen wurden Stickstoffspülungen eingesetzt, um die Effizienz der Biofilmentfernung zu erhöhen, indem die während der Reinigung entstehende Feuchtigkeitskondensation reduziert wird. In dieser Studie wurden jedoch periodische Strahlen von CO2 -Aerosolen ohne Stickstoffspülungen verwendet, um Pseudomonas putida-Biofilme von polierten Edelstahloberflächen zu entfernen. CO2 -Aerosole sind Gemische aus festem und gasförmigem CO2 -Aerosole entstehen, die entstehen, wennHochdruckgas adiabatisch durch eine Düse expandiert wird. Diese Hochgeschwindigkeits-Aerosole wurden auf einen Biofilm aufgebracht, der 24 Stunden lang gezüchtet worden war. Die Entfernungseffizienz lag zwischen 90,36 % und 98,29 % und wurde durch Messung der Fluoreszenzintensität des Biofilms bewertet, wobei die Behandlungszeit von 16 Sekunden bis 88 Sekunden variiert wurde. Wir führten auch Experimente durch, um die Abscheidegrade mit und ohne Stickstoffspülungen zu vergleichen. Die gemessenen Wirkungsgrade der Biofilmentfernung unterschieden sich nicht signifikant voneinander (t-Test, P > 0,55). Daher kann diese Technik verwendet werden, um verschiedene biologisch kontaminierte Oberflächen innerhalb einer Minute zu reinigen.
Einleitung
Biofilme sind komplexe bakterielle Gemeinschaftsstrukturen, in denen Bakterienzellen in selbst produzierte Matrizen aus extrazellulären polymeren Substanzen eingebettet, zusammengehalten und vor der äußeren Umgebung geschützt sind. Biofilme können ein Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen und wirtschaftliche Verluste verursachen, da sie sich auf verschiedenen Oberflächen bilden können, einschließlich medizinischer Implantatmaterialien und -geräte, Lebensmittelverarbeitungsanlagen und Wärmetauschern. Tatsächlich wurde festgestellt, dass Biofilme mit 65 % aller bakteriellen Infektionskrankheiten beim Menschen in Verbindung gebracht werden, so die Centers for ....
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Protokoll
1. Vorbereitung der Oberfläche für die Bildung von Biofilmen
- Cut 1 mm dicken 304 Edelstahlplatten in Chips (10 × 10 mm 2) mit einem mechanischen Schneider.
- Führen Ultraschallreinigung der Chips in Aceton, Methanol und deionisiertem (DI) Wasser nacheinander für jeweils 10 min. Verwenden, um einen lösungsmittelbeständigen Behälter, die aus Substanzen wie Glas, organische Verunreinigungen zu entfernen.
- Spülen Sie die Chips mit DI-Wasser für 3-5 sec fließt.
- Trocknen Sie die Chips N 2 Gasfluss für 3-5 sec verwenden.
2. Herstellung der Bakterien-Kultur
- Nehmen Sie ei....
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Ergebnisse
CO 2 Aerosole wurden verwendet , um die zu entfernen , P. putida Biofilme aus SUS304 Flächen (Abbildung 1). Die meisten der Oberflächen wurden mit dem Biofilm nach 24 h Wachstum bedeckt. Der größte Teil des Biofilms wurde mit der CO 2 Aerosole (Abbildung 2) entfernt. Wie erwartet, 3 zeigt einen Anstieg der Biofilm - Entfernungseffizienz als die erhöhte Aerosolbehandlungszeit CO 2. Für die Behandlungszeit von 88 sec wurde die Ent.......
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Diskussion
Zuvor haben wir Optimierungsstudien zum CO2 -Gasdruck, zum Strahlwinkel und zum Abstand zur festen Oberfläche bei der Reinigung von CO2 -Aerosolen durchgeführt7. Im Gegensatz zu unseren vorherigen Studien war in der vorliegenden Studie eine Stickstoffspülung nicht im Aerosol enthalten (Abbildung 1). Darüber hinaus wurde in diesem Protokoll Edelstahl 304 verwendet, da er zu den gebräuchlichsten Edelstählen gehört und in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet ist. Die po.......
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Offenlegungen
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.
Danksagungen
Diese Forschung wurde vom Basic Science Research Program durch die National Research Foundation of Korea (NRF) unterstützt, finanziert vom Ministerium für Wissenschaft, IKT und Zukunftsplanung (# 2015R1A2A2A01006446).
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Edelstahl 304 | Steelni (Südkorea) | Polierte und gewürfelte Ultraschallreiniger | |
| Branson (USA) | 5510E-DTH | ||
| Luria-Bertani (LB) | Becton, Dickinson and Company (USA) | 244620 | 500 g |
| Agar | Becton, Dickinson and Company (USA) | 214010 | 500 g |
| 6-well Kulturplatte | SPL Life Sciences (Südkorea) | 32006 | |
| Ammoniumacetat-Puffer | Sigma-Aldrich (USA) | 667404 | 10 mM |
| Dual-Gas-Einheit | Applied Surface Technologies (USA) | K6-10DG | Eine Düse für CO2 Gas & 8 Düsen für N2 Gas |
| SYTO9 | Thermo Fissher Scientific (USA) | Invitrogen | Excitaion: 480 nm Emission: 500 nm |
| Epifluoreszenzmikroskop | Nikon (Japan) | Eclipse 80i | |
| 40X Objektiv | Nikon (Japan) | Plan Fluor | NA: 0.75 |
| CCD Kamera | Photometrics (USA) | Cool SNAP HQ2 | Monochrom |
Referenzen
- Jain, A., Gupta, Y., Agrawal, R., Khare, P., Jain, S. K. Biofilms - A microbial life perspective: A critical review. Crit. Rev. Ther. Drug. 24 (5), 393-443 (2007).
- Bott, T. R. Biofouling control with ultrasound. Heat Transfer Eng. 21 (3), 43-49 (2000).
- Meyer, B.
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Nachdrucke und Genehmigungen
