纳米运动传感揭示的细菌对等离子体活化水的双相生理反应

《npj Clean Water》：Biphasic bacterial physiological response to plasma-activated water revealed by nanomotion sensing

　　

摘要

等离子体激活水（PAW）因其抗菌特性而受到广泛研究，然而细菌对亚致死浓度的响应仍缺乏明确的表征和理解。本研究利用菌落形成单位（CFU）计数和纳米运动传感技术，在营养充足条件下定量研究了细菌对PAW的生理响应。CFU测量结果显示，在PAW浓度较高时细菌完全失活，证实了其强烈的抗菌活性。然而，中等浓度会诱导细菌增殖增加，相较于营养匹配的对照组表现出增强的生理活性，表明在亚致死暴露下细菌的生理活性增强。纳米运动传感技术独立证实了这种双相响应，显示中等浓度下振荡活动增加，而在杀菌浓度下信号完全被抑制。这些测量提供了浓度依赖性生理调控的实时、单细胞证据。观察到的响应与中等活性物质暴露下的适应性激活以及高浓度下的失活相一致。这些发现定量表明，细菌与PAW的相互作用不仅限于单调抑制，还涉及更广泛的生理响应图谱。这些结果进一步证明，纳米运动传感可以快速定量抗菌阈值并检测对等离子体衍生活性物质的细微生理响应。这为微生物对PAW的响应提供了新的见解，并可能有助于优化等离子体基抗菌应用。