Die Atmosphärendruck-Plasmatechnologie hat aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile großes Potenzial bei der Inaktivierung von Mikroorganismen bewiesen. Dazu gehören keine chemischen Rückstände, Umweltfreundlichkeit, hohe Behandlungseffizienz, geringer Energieverbrauch und Benutzerfreundlichkeit.
Forscher am Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology (SIBET) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben eine Strategie zur Sterilisierung von Meereskulturen unter Verwendung von Gleitlichtbogenentladungsplasma (GADP) vorgeschlagen.
Sie entwickelten unabhängig voneinander ein Luft-GADP-Gerät, das in Meerwasser mit unterschiedlichen Konzentrationen von Vibrio parahaemolyticus (VP) funktioniert.
VP ist der weltweit am weitesten verbreitete Erreger in der intensiven Meereskultur und stellt eine erhebliche Bedrohung sowohl für die Aquakulturindustrie als auch für die öffentliche Gesundheit dar. Derzeit sind Antibiotika das wichtigste Mittel zur Vorbeugung und Bekämpfung von VP-Infektionen in der Meereskultur. Der übermäßige und übermäßige Einsatz von Antibiotika führt jedoch unweigerlich zu Problemen wie Antibiotikarückständen in Meeresfrüchten und bakterieller Resistenz.
Durch optische Emissionsspektroskopie (OES) wird nachgewiesen, dass das GADP reich an reaktiven Spezies wie Hydroxylradikalen, Sauerstoffatomen im angeregten Zustand, Singulett-Sauerstoff und Stickoxid ist.
In ihrer neuen Studie führten die SIBET-Forscher eine Dosis-Wirkungs-Studie zur Inaktivierung von VP in unterschiedlichen Volumina künstlichen Meerwassers mithilfe von GADP durch. Die Ergebnisse zeigten, dass die GADP-Behandlung innerhalb von 20 Minuten eine vollständige Inaktivierung von VP in einem Volumen von 5000 ml erreichte.
Die Ergebnisse der Studie mit dem Titel „Die Wirksamkeit von Gleitlichtbogen-Entladungsplasma bei der Sterilisierung von künstlichem Meerwasser, das mit Vibrio parahaemolyticus kontaminiert ist“ wurden veröffentlicht im Zeitschrift für Gefahrstoffe.
Darüber hinaus deuten die Daten aus der Messung von pH-Wert, Salzgehalt, Temperatur und Nitratgehalt vor und nach der Behandlung darauf hin, dass das GADP keinen signifikanten Einfluss auf die wichtigsten Wasserqualitätsparameter des künstlichen Meerwassers hat.
Die Forscher untersuchten die potenziellen Sterilisationsmechanismen von GADP in künstlichem Meerwasser, indem sie Hydroxylradikale, Wasserstoffperoxid, Redoxpotential, intrazelluläre reaktive Sauerstoffspezies und die Durchlässigkeit der Zellmembran untersuchten.
Diese Arbeit bietet eine praktikable Lösung für eine Infektion mit dem halophilen Erreger Vibrio parahaemolyticus und demonstriert das Potenzial von GADP bei der Sterilisation von Meerwasser.
Weitere Informationen:
Meng-Ru Du et al., Die Wirksamkeit von Gleitlichtbogen-Entladungsplasma bei der Sterilisation von künstlichem Meerwasser, das mit Vibrio parahaemolyticus kontaminiert ist, Zeitschrift für Gefahrstoffe (2024). DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.135015