Photocatalytic biocidal effect of copper doped TiO2 nanotube coated surfaces under laminar flow, illuminated with UVA light on Legionella pneumophila.

التأثير المبيد الحيوي الحفزي الضوئي للأسطح المطلية بأنابيب ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) النانوية المطعمة بالنحاس تحت تدفق صفائحي والمضاءة بالأشعة فوق البنفسجية (UVA) على بكتيريا الفيلقية المستروحة (Legionella pneumophila).

Clicks: 373
ID: 87113
2020
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Emerging

Ranked #584 of 2,056 articles by views in PloS one

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 2,056 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Legionella pneumophila can cause a potentially fatal form of humane pneumonia (Legionnaires' disease), which is most problematic in immunocompromised and in elderly people. Legionella species is present at low concentrations in soil, natural and artificial aquatic systems and is therefore constantly entering man-made water systems. The environment temperature for it's ideal growth range is between 32 and 42°C, thus hot water pipes represent ideal environment for spread of Legionella. The bacteria are dormant below 20°C and do not survive above 60°C. The primary method used to control the risk from Legionella is therefore water temperature control. There are several other effective treatments to prevent growth of Legionella in water systems, however current disinfection methods can be applied only intermittently thus allowing Legionella to grow in between treatments. Here we present an alternative disinfection method based on antibacterial coatings with Cu-TiO2 nanotubes deposited on preformed surfaces. In the experiment the microbiocidal efficiency of submicron coatings on polystyrene to the bacterium of the genus Legionella pneumophila with a potential use in a water supply system was tested. The treatment thus constantly prevents growth of Legionella pneumophila in presence of water at room temperature. Here we show that 24-hour illumination with low power UVA light source (15 W/m2 UVA illumination) of copper doped TiO2 nanotube coated surfaces is effective in preventing growth of Legionella pneumophila. Microbiocidal effects of Cu-TiO2 nanotube coatings were dependent on the flow of the medium and the intensity of UV-A light. It was determined that tested submicron coatings have microbiocidal effects specially in a non-flow or low-flow conditions, as in higher flow rates, probably to a greater possibility of Legionella pneumophila sedimentation on the coated polystyrene surfaces, meanwhile no significant differences among bacteria reduction was noted regarding to non or low flow of medium.
يمكن أن تسبب بكتيريا الفيلقية المستروحة (*Legionella pneumophila*) شكلاً قد يكون مميتًا من الالتهاب الرئوي البشري (داء الفيالقة)، والذي يشكل الخطر الأكبر على الأشخاص منقوصي المناعة وكبار السن. تتواجد أنواع الفيلقية بتركيزات منخفضة في التربة وفي الأنظمة المائية الطبيعية والاصطناعية، وبالتالي فهي تدخل باستمرار إلى شبكات المياه التي من صنع الإنسان. ويتراوح نطاق درجة الحرارة البيئية المثالي لنموها بين 32 و42 درجة مئوية؛ ومن ثم، تمثل أنابيب المياه الساخنة بيئة مثالية لانتشارها. وتكون هذه البكتيريا في حالة كمون تحت درجة حرارة 20 درجة مئوية، بينما لا يمكنها البقاء على قيد الحياة فوق 60 درجة مئوية. وبناءً على ذلك، فإن الطريقة الرئيسة المستخدمة للحد من مخاطر بكتيريا الفيلقية تتمثل في التحكم بدرجة حرارة المياه. وتوجد عدة معالجات فعالة أخرى لمنع نمو الفيلقية في شبكات المياه، غير أن طرق التطهير الحالية لا يمكن تطبيقها إلا بصورة متقطعة، مما يتيح للبكتيريا فرصة النمو بين فترات المعالجة. نقدم هنا طريقة تطهير بديلة تعتمد على طلاءات مضادة للبكتيريا تتألف من أنابيب نانوية من ثاني أكسيد التيتانيوم المشوب بالنحاس (Cu-TiO2) المُرسَّبة على أسطح مُشكَّلة مسبقًا. وقد اختُبرت في هذه التجربة الكفاءة المبيدة للميكروبات لطلاءات تحت ميكرونية على البوليستيرين ضد بكتيريا من جنس الفيلقية المستروحة (*Legionella pneumophila*)، مع إمكانية استخدامها في شبكات إمداد المياه. وبالتالي، تمنع هذه المعالجة باستمرار نمو الفيلقية المستروحة في وجود الماء عند درجة حرارة الغرفة. ونبين هنا أن إضاءة الأسطح المطلية بأنابيب ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية المشوبة بالنحاس لمدة 24 ساعة بمصدر للأشعة فوق البنفسجية من النوع A منخفض الطاقة (إضاءة UVA بقدرة 15 واط/م²) تُعد فعالة في منع نمو بكتيريا الفيلقية المستروحة. وقد اعتمدت التأثيرات المبيدة للميكروبات لطلاءات الأنابيب النانوية Cu-TiO2 على تدفق الوسط وشدة الأشعة فوق البنفسجية (UV-A). وتبيّن أن الطلاءات تحت الميكرونية المختبرة تمتلك تأثيرات مبيدة للميكروبات خاصةً في ظروف انعدام التدفق أو التدفق المنخفض مقارنة بمعدلات التدفق الأعلى، ويُعزى ذلك على الأرجح إلى زيادة احتمالية ترسب بكتيريا الفيلقية المستروحة على أسطح البوليستيرين المطلية، في حين لم تُلاحظ فروق ذات دلالة إحصائية في اختزال البكتيريا بين حالتي انعدام التدفق والتدفق المنخفض للوسط.
Reference Key
oder2020photocatalyticplos Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Oder, Martina;Koklič, Tilen;Umek, Polona;Podlipec, Rok;Štrancar, Janez;Dobeic, Martin;
Journal PloS one
Year 2020
DOI
10.1371/journal.pone.0227574
URL
Keywords
Risk factors sediment legionella flint flushing mi water heater

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.