【儀表網 研發快訊】副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)是一種普遍存在于海洋環境中的嗜鹽性革蘭氏陰性細菌，是全球集約化海水養殖業中最常見的致病菌，對水產養殖業及公共衛生安全均存在重大威脅。抗生素是目前海水養殖業預防和控制副溶血性弧菌感染的主要手段，然而抗生素大量使用甚至濫用，不可避免地會帶來水產品藥物殘留和細菌耐藥等問題，開發安全、有效、環境友好的副溶血弧菌殺滅技術迫在眉睫。
近年來，大氣壓等離子體技術因其無化學殘留、環境友好、處理效率高、能耗低、使用便捷等獨特優勢，在微生物滅活領域展現出廣闊的應用前景。蘇州醫工所莊杰團隊自主研發了一種能在水下工作的空氣滑動弧放電等離子體(Gliding arc discharge plasma,GADP)設備，并在實驗室搭建了人工海水弧菌實驗體系(圖1)。發射光譜(OES)診斷表明GADP中富含羥基自由基、激發態氧原子、單線態氧、NO等活性成分。團隊開展了GADP在不同體積人工海水中殺滅VP的劑量效應研究，發現該系統能在20分鐘內對5000 mL容量體系中的VP實現完全滅活(圖2)。處理前后的pH、鹽度、溫度以及硝酸根含量檢測結果表明，GADP對人工海水的關鍵水質指標無顯著影響。通過對羥基自由基、過氧化氫、氧化還原電位、胞內活性氧以及細胞膜通透性檢測，團隊對GADP在人工海水中殺滅VP的潛在機制進行了探討(圖3)。本研究開發的空氣滑動弧放電等離子體設備具有滅菌效率高、成本低、體積小、參數靈活可調等特點，在海水養殖業的水質凈化領域具有良好應用前景。
相關研究成果已發表在Journal of Hazardous Materials上(中國科學院一區，IF = 12.2)。論文第一作者為博士研究生杜夢茹，通訊作者為莊杰研究員、國晉菘副研究員和石富坤副研究員。該研究得到國家重點研發計劃以及蘇州市基礎研究試點項目的支持。
圖1. 空氣滑動弧放電等離子體裝置示意圖
圖2. GADP分別在50 mL、500 mL 和 5000 mL人工海水體系中對VP的殺菌作用規律
圖3. GADP在人工海水中殺滅VP的機制探討
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