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近期，中科院合肥研究院智能所黃青研究員課題組在利用低溫等離子體滅菌技術(shù)及機(jī)理研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果已被國(guó)際著名期刊 Chemical Engineering Journal 接收發(fā)表。
近年來(lái)，黃青研究員帶領(lǐng)課題組研究人員在低溫等離子體微生物消殺機(jī)理及應(yīng)用方面做了系統(tǒng)的研究工作。在本研究中，他們提出利用大氣壓低溫等離子體（CAP）射流和由此產(chǎn)生的等離子體活化水（PAW）相結(jié)合的滅菌處理方式，并以處理兩種典型真菌（酵母菌和黃曲霉菌）為例，深入研究了大氣壓低溫等離子體，等離子體活化水以及兩者聯(lián)合滅菌機(jī)理。他們發(fā)現(xiàn)，等離子體與等離子體活化水聯(lián)合處理具有協(xié)同效應(yīng)，能夠有效提高殺菌效率（圖1）。
為了闡明這種協(xié)同作用機(jī)制，他們進(jìn)一步研究了兩者產(chǎn)生的RONS（·OH，1O2，H2O2，ONOO-，NO2-，NO3-）情況，特別探討了不同處理方式下，胞內(nèi)各種RONS（·OH，1O2，H2O2，NO，ONOO-）變化情況。研究發(fā)現(xiàn)，在單獨(dú)等離子體射流處理下，主要是ROS起作用，·OH和1O2能夠通過(guò)破壞壁膜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致真菌失活；而單獨(dú)等離子體活化水并不能直接導(dǎo)致真菌壁膜損傷，但是容易導(dǎo)致真菌處于一種不可培養(yǎng)狀態(tài)（VBNC）。等離子體與等離子體活化水的聯(lián)合處理具有協(xié)同效應(yīng)，這是因?yàn)樵诘谝浑A段等離子體處理下，真菌的壁膜結(jié)構(gòu)收到損傷；而在隨后的等離子體活化水處理中，更多的1O2和ONOO- 進(jìn)入細(xì)胞，并對(duì)線粒體和能量代謝系統(tǒng)造成不可逆損傷，從而導(dǎo)致真菌失活（圖2）。
這項(xiàng)研究提供了一種高效利用低溫等離子體聯(lián)合等離子體活化水來(lái)提高真菌微生物殺滅效率的方法。該研究工作得到安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)博士后基金等項(xiàng)目資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.139596
圖1：CAP與PAW聯(lián)合處理提高了對(duì)酵母和黃曲霉菌的殺滅效率
圖2：三種處理方式下（CAP，PAW以及CAP+PAW）真菌不同的滅活機(jī)制
標(biāo)簽： 等離子體
