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菌，是全球集約化海水養(yǎng)殖業(yè)中最常見的致病菌，對水產(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(chǎn)品藥物殘留和細菌耐藥等問題，開發(fā)安全、有效、環(huán)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(huán)境友好、處理效率高、能耗低、使用便捷等獨特優(yōu)勢，在微生物滅活領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。蘇州醫(yī)工所莊杰團隊自主研發(fā)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(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(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)能在20分鐘內(nèi)對5000 mL容量體系中的VP實現(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結(jié)果表明，GADP對人工海水的關鍵水質(zhì)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(nèi)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(fā)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(shù)靈活可調(diào)等特點，在海水養(yǎng)殖業(yè)的水質(zhì)凈化領域具有良好應用前景。
 

　　相關研究成果已發(fā)表在Journal of Hazardous Materials上(中國科學院一區(qū)，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(fā)計劃以及蘇州市基礎研究試點項目的支持