副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)是一種普遍存在于海洋環(huán)境中的嗜鹽性革蘭氏陰性細(xì)菌，是全球集約化海水養(yǎng)殖業(yè)中最常見(jiàn)的致病菌，對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及公共衛(wèi)生安全均存在重大威脅。抗生素是目前海水養(yǎng)殖業(yè)預(yù)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(huì)帶來(lái)水產(chǎn)品藥物殘留和細(xì)菌耐藥等問(wèn)題，開(kāi)發(fā)安全、有效、環(huán)境友好的副溶血弧菌殺滅技術(shù)迫在眉睫。
近年來(lái)，大氣壓等離子體技術(shù)因其無(wú)化學(xué)殘留、環(huán)境友好、處理效率高、能耗低、使用便捷等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在微生物滅活領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。蘇州醫(yī)工所莊杰團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了一種能在水下工作的空氣滑動(dòng)弧放電等離子體(Gliding arc discharge plasma,GADP)設(shè)備，并在實(shí)驗(yàn)室搭建了人工海水弧菌實(shí)驗(yàn)體系(圖1)。發(fā)射光譜(OES)診斷表明GADP中富含羥基自由基、激發(fā)態(tài)氧原子、單線態(tài)氧、NO等活性成分。團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了GADP在不同體積人工海水中殺滅VP的劑量效應(yīng)研究，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能在20分鐘內(nèi)對(duì)5000 mL容量體系中的VP實(shí)現(xiàn)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(cè)結(jié)果表明，GADP對(duì)人工海水的關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)無(wú)顯著影響。通過(guò)對(duì)羥基自由基、過(guò)氧化氫、氧化還原電位、胞內(nèi)活性氧以及細(xì)胞膜通透性檢測(cè)，團(tuán)隊(duì)對(duì)GADP在人工海水中殺滅VP的潛在機(jī)制進(jìn)行了探討(圖3)。本研究開(kāi)發(fā)的空氣滑動(dòng)弧放電等離子體設(shè)備具有滅菌效率高、成本低、體積小、參數(shù)靈活可調(diào)等特點(diǎn)，在海水養(yǎng)殖業(yè)的水質(zhì)凈化領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在Journal of Hazardous Materials上(中國(guó)科學(xué)院一區(qū)，IF = 12.2)。論文第一作者為博士研究生杜夢(mèng)茹，通訊作者為莊杰研究員、國(guó)晉菘副研究員和石富坤副研究員。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃以及蘇州市基礎(chǔ)研究試點(diǎn)項(xiàng)目的支持
