Application du pouls

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 7354 (2022) Citer cet article

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La doxycycline (DOX), un antibiotique couramment utilisé en médecine et en médecine vétérinaire, est fréquemment détectée dans les cours d'eau naturels. L'exposition des bactéries aux résidus de DOX exerce une pression sélective conduisant à une occurrence courante de déterminants génétiques de résistance à la DOX parmi les micro-organismes, y compris les agents pathogènes humains virulents. Compte tenu de la diminution des options thérapeutiques disponibles, nous avons développé un système de réaction-décharge à flux continu générant une décharge luminescente à pression atmosphérique radiofréquence modulée par impulsions (pm-rf-APGD) destinée à l'élimination de la DOX des solutions liquides. Un plan d'expérience et une méthodologie de surface de réponse ont été mis en œuvre dans la procédure d'optimisation. L'efficacité d'élimination de DOX équivalant à 79 ± 4,5 % et les produits de dégradation résultants ont été identifiés par chromatographie liquide haute performance - détection par réseau de diodes, spectrométrie de masse à quadruple temps de vol par chromatographie liquide, chromatographie liquide ultraperformance - spectrométrie de masse en tandem, carbone organique total, total azote, Atténué Total Reflectance Furrier Transform–Infrared, et méthodes basées sur UV/Vis. La solution DOX traitée par pm-rf-APGD en raison des espèces réactives d'oxygène et d'azote générées a soit perdu ses propriétés antimicrobiennes envers Escherichia coli ATCC25922, soit diminué de manière significative les activités biocides de 37 % et 29 % par rapport à Staphylococcus haemolyticus ATCC29970 et Staphylococcus aureus ATCC25904, respectivement. La mise en œuvre future de cette technologie de dégradation des antibiotiques efficace et respectueuse de l'environnement dans les systèmes de purification des eaux usées est prévue.

L'augmentation de la résistance aux antibiotiques chez les agents pathogènes humains virulents est aujourd'hui l'une des menaces médicales les plus alarmantes. Elle résulte du fait que ces médicaments sont souvent prescrits à tort ou administrés à des doses insuffisantes. Les antibiotiques trouvent également des applications à des fins préventives non thérapeutiques ou de stimulation de la croissance animale dans de nombreux pays. Aux États-Unis, par exemple, 50 % des 22 700 tonnes de ces substances produites chaque année sont utilisées dans l'élevage, l'agriculture et l'aquaculture1. En raison des taux de production et d'application élevés, ces composés, sous forme indigène ou métabolisée, peuvent atteindre les eaux de surface, les eaux souterraines ou les sédiments avec les rejets des champs, ainsi que les rejets directs de l'élevage/de la transformation des aliments et seulement partiellement purifiés. effluents municipaux, médicaux ou pharmaceutiques2. Il faut tenir compte du fait que les stations d'épuration courantes sont inefficaces dans la décomposition de ce groupe de médicaments. En raison des activités biocides puissantes de ces substances, les changements déclenchés par les antibiotiques dans la population de bactéries présentes dans le système de traitement des eaux usées pourraient entraver l'efficacité des processus de dégradation de la matière organique. Lorsque des antibiotiques semi ou non dégradés atteignent le milieu naturel, malgré des perturbations de la réaction de nitrification3, des effets néfastes sur les premiers stades de développement des organismes aquatiques4, des perturbations de la biodiversité des communautés microbiennes5 et l'acquisition de résistances à ces molécules6 sont autant d'éléments à suspecter. prend place. La soumission à la pression sélective de doses sublétales d'antibiotiques conduit à la sélection de populations bactériennes naturelles hébergeant des déterminants génétiques associés à la résistance. Ces gènes ou groupes de gènes sont transmis verticalement ou horizontalement, alors que cette dernière approche implique des plasmides, des éléments génétiques mobiles ou des bactériophages7. L'acquisition de ces cassettes génétiques peut également se faire par engloutissement d'ADN libre7. Par conséquent, la résistance aux antibiotiques, qui est couramment détectée chez les micro-organismes des voies navigables ou du sol6, est transférée et s'accumule chez les agents pathogènes humains résistants ou multirésistants tels que Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumoniae, Salmonella sp. Escherichia coli, Acinetobacter baumanii, Enterocccus sp., Clostridium difficile etc8. Pour cette raison, les antibiotiques, y compris la doxycycline (α-6-désoxyoxytétracycline ; DOX), sont considérés comme des polluants émergents qui posent de nouveaux défis en termes d'élimination efficace. En raison de l'absence de réglementation associée sur la qualité de l'eau, la présence de ces substances présente certainement un risque sérieux pour l'environnement naturel et la santé humaine9.

Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur la DOX qui est un antibiotique semi-synthétique peu coûteux appartenant à la classe des tétracyclines de deuxième génération. Ce médicament à large spectre de propriétés bactériostatiques est utilisé depuis plus de 50 ans10 pour inhiber la croissance des bactéries gram-positives et gram-négatives, y compris les bactéries aérobies et anaérobies. Plus en détail, DOX interfère avec la synthèse des protéines sur les ribosomes bactériens 70 S via la prévention de la fixation de l'aminoacyl-ARNt au site accepteur sur le complexe de traduction de l'ARNm. D'un point de vue clinique, il convient de considérer sa tolérance plutôt bonne, sa large fenêtre thérapeutique-toxique, son absorption intestinale rapide, sa grande pénétration dans les liquides et les tissus et sa demi-vie prolongée dans le sang11,12. DOX est largement utilisé dans la pratique médicale pour le traitement de nombreux maux et maladies, par exemple les infections génito-urinaires, gastro-intestinales ou des voies respiratoires, l'acné, la rosacée, la maladie de Lyme, le choléra, la septicémie ou la prévention du paludisme9,10,11. Bien que la DOX soit fréquemment prescrite pour lutter contre les infections bactériennes chez l'homme, elle trouve également des applications en médecine vétérinaire ou comme additif préventif ou stimulateur de croissance dans l'alimentation animale13. Malheureusement, la DOX n'est pas métabolisée dans une large mesure après administration orale car env. 40 à 45 % de la dose ingérée est libérée dans les urines après 72 h11. Des études sur la persistance de ce médicament ont révélé que la demi-vie de la DOX dans, par exemple, le fumier de porc vieilli dans des conditions de terrain est égale à 25,7 jours14. En ce qui concerne le milieu aquatique, Zaranyika et al.9 ont montré que la concentration de DOX introduite dans les échantillons d'eau de rivière est passée de 1 µg mL−1 à plus de 0,1 µg mL−1 pendant 90 jours d'incubation. Par conséquent, à côté des applications fréquentes, l'endurance de ce médicament dans l'environnement aquatique naturel pourrait être la raison pour laquelle des concentrations notables de DOX, atteignant 17,9 ng L−1 ou 0,95 ng L−1 ont été détectées dans les rivières des États-Unis ou de Chine, respectivement. , notamment à proximité des grandes agglomérations, des parcs d'engraissement ou des étangs piscicoles9. Même après exposition à de faibles concentrations de DOX, les mécanismes de résistance suivants sont déclenchés dans les populations bactériennes : modifications du site d'action du médicament, diminution de l'absorption ou du pompage de la molécule active via les pompes d'efflux11,12.

Afin de répondre aux préoccupations environnementales et sanitaires associées à l'acquisition de déterminants de la résistance aux antibiotiques aux pathogènes bactériens animaux et humains, plusieurs approches diverses désignées pour la dégradation de ces médicaments ont été proposées à ce jour. À ce jour, les processus hydrothermaux, les stratégies d'adsorption ainsi que les processus d'oxydation avancés conventionnels et électrochimiques ont été étudiés dans le but de décomposer les antibiotiques15. Bien que ces processus soient bien étudiés et utilisés dans certains systèmes de purification des eaux usées, la dégradation totale des composés organiques introduits est considérée comme chronophage avec ces techniques16. De plus, une toxicité notable vis-à-vis des organismes aquatiques des intermédiaires résultants et parfois des taux de décomposition non satisfaisants des composés étudiés ont été signalés4,16. Une alternative très prometteuse et plus efficace à la dégradation des antibiotiques que les techniques énumérées ci-dessus pourrait être l'utilisation de plasma froid à pression atmosphérique (CAPP)17. L'application possible des CAPP pour la décomposition puissante de composés organiques, y compris les médicaments, est associée à la production de différentes espèces réactives, y compris les espèces réactives de l'oxygène (ROS), les espèces réactives de l'azote (RNS) et les électrons solvatés (e-aq), en plus au rayonnement UV et au champ électromagnétique qui accompagnent l'opération CAPP18. Étant donné que les premiers individus réactifs mentionnés présentent des potentiels red-ox définis, la technologie et les procédés basés sur le CAPP pourraient être utiles pour les installations de traitement des eaux usées.

Jusqu'à présent, plusieurs technologies basées sur le CAPP ont été appliquées pour la dégradation de diverses classes d'antibiotiques, par exemple les fluoroquinolones16,17,19, les tétracyclines17,20,21 ou les sulfamides17. Bien que différents systèmes CAPP aient été étudiés jusqu'à présent pour la décomposition de plusieurs antibiotiques appartenant à divers groupes17, à notre connaissance, il n'y a que deux études rapportant une dégradation basée sur CAPP de DOX à partir de solutions aqueuses20,21. L'impact de deux types de traitements CAPP, utilisant soit une décharge corona pulsée en phase gazeuse21, soit une décharge à barrière diélectrique au-dessus ou au-dessous de l'eau20, sur l'efficacité de la dégradation de la DOX a été brièvement discuté dans ces articles. Malheureusement, l'effet des paramètres opératoires sur l'efficacité de la décomposition du DOX dans les stockages liquides n'a pas été étudié dans ces travaux20,21. De plus, tous les systèmes de réaction-évacuation à base de CAPP développés auparavant et destinés à la dégradation de la DOX fonctionnent en mode non fluide, ce qui signifie que le volume purifié des eaux usées contenant de la DOX est limité par le volume total du réservoir d'eau20,21 .

Ici, nous avons développé et optimisé un nouveau système de réaction-décharge à flux continu basé sur CAPP, utilisant une décharge luminescente à pression atmosphérique radiofréquence modulée par impulsions (pm-rf-APGD), pour une dégradation efficace de DOX. De plus, nous avons mis en évidence soit une perte, soit une diminution substantielle des propriétés biocides du médicament étudié. L'hypothèse de recherche de base supposait que la production de ROS, RNS et e-aq, provenant de l'opération pm-rf-APGD en contact avec un effluent fluide (contenant des médicaments), conduirait à une dégradation très efficace de la DOX dans des conditions initialement définies et vérifiées. fonctionnement optimal de ce système CAPP. Afin de trouver ces paramètres de fonctionnement optimaux, la méthode statistique avancée, c'est-à-dire la conception d'expériences (DoE) suivie d'une méthodologie de surface de réponse (RSM), a été appliquée. L'efficacité de la dégradation de la DOX a été évaluée à l'aide d'un système de détection par réseau de diodes par chromatographie liquide à haute performance (HPLC-DAD). Les produits de dégradation de la DOX, résultant du traitement pm-rf-APGD, ont été révélés en utilisant la chromatographie liquide ultra-performante-spectrométrie de masse en tandem (UPLC-MS/MS) et la chromatographie liquide-spectrométrie de masse à temps de vol quadripolaire (LC-QToF MS ). De plus, pour indiquer l'impact du système pm-rf-APGD étudié sur la composition chimique de l'effluent contenant du DOX, ses teneurs en carbone organique total (TOC) et en azote total (TN) ont été déterminées en plus de mener une analyse qualitative par atténué spectroscopie infrarouge à transformée fourrure à réflectance totale (ATR FT-IR) et spectrophotométrie d'absorption UV/Vis. Par la suite, les modifications des propriétés antimicrobiennes de la solution DOX traitée par pm-rf-APGD, contrairement à la solution témoin, ont été évaluées par rapport aux agents pathogènes opportunistes humains importants d'un point de vue clinique, à savoir E. coli, S. aureus et Staphylococcus haemolyticus. Enfin, des réactions et des processus pm-rf-APGD-liquide, pouvant conduire à la dégradation de DOX, ont été proposés et discutés en relation avec les résultats des mesures de ROS et RNS sélectionnés par des méthodes colorimétriques.

Une solution mère de 1000 µg mL-1 DOX a été préparée en dissolvant 57,7 mg d'hyclate de doxycycline (A&A Biotechnology, Pologne) dans 50 mL d'eau désionisée. Ensuite, 3 solutions de travail pour la procédure d'optimisation, dont 10,0, 55,0 et 100 µg mL−1, ainsi que des solutions de travail pour la procédure de validation, ont été préparées en diluant correctement la solution étalon mère. De plus, 8 solutions standard de travail pour l'étalonnage du système HPLC-DAD ont été préparées et variaient de 0,002 à 50,0 µg mL-1. Toutes les solutions mentionnées ci-dessus ont été stockées dans des flacons bruns à 4 ° C.

Pour la dégradation de DOX, un nouveau système de réaction-décharge basé sur pm-rf-APGD, permettant un allumage et un fonctionnement stables de la source CAPP dans des conditions de fonctionnement définies, a été utilisé (Fig. S1, Tableau S1). Dans le système étudié, l'introduction de solutions contenant du DOX s'est produite à travers un capillaire en quartz (OD = 4,00 mm). Sur ce capillaire, un tube en graphite (OD = 6,00 mm) a été monté. En attachant un fil de Pt au tube en graphite et en le recouvrant d'un ruban résistant au courant, un contact électrique a été fourni à la solution pompée en continu (électrode liquide en écoulement, FLE). La deuxième électrode était une tige métallique aiguisée de type broche (OD = 3,2 mm), coaxiale avec le tube de quartz et placée à environ 3,0 mm du bord de ce tube. pm-rf-APGD a été généré dans l'espace entre la surface du FLE et cette dernière électrode métallique. Un potentiel haute tension (HV) a été fourni aux deux électrodes en utilisant une alimentation en courant alternatif Dora pm-rf (Dora Electronic Equipment, Pologne). pm-rf-APGD a été initialisé en appliquant une onde de tension (50 kHz), modulée à des fréquences comprises entre 500 et 1 400 Hz, avec un rapport cyclique compris entre 30 et 50 % (tableau S1). Après avoir introduit la solution DOX dans le système de décharge de réaction basé sur pm-rf-APGD, des portions de cette solution ont été rassemblées dans des flacons bruns pour des analyses ultérieures.

Pour établir les paramètres de fonctionnement du système de réaction-décharge basé sur pm-rf-APGD qui conviendraient pour obtenir une décomposition efficace de la DOX dissoute dans la solution introduite en continu avec l'utilisation de la source CAPP étudiée, une optimisation multiparamètre basée sur DoE a été appliqué. Afin de définir l'expérience d'optimisation, une conception de surface de réponse Box-Behnken a été utilisée (tableau S1). Ici, 15 traitements randomisés ont été inclus selon la matrice impliquant les informations sur un run standard, un ordre de run des expériences et des conditions liées à 3 niveaux différents des paramètres de fonctionnement étudiés (non codés et codifiés (− 1, 0, + 1 ) entre parenthèses). Les paramètres de fonctionnement mentionnés ci-dessus étaient les suivants : la concentration en DOX (A, en µg mL−1), le débit de la solution FLE (B, en mL min−1), et le rapport cyclique des impulsions radiofréquence ( C, %) modulant le courant alternatif qui alimente les électrodes du système pm-rf-APGD. Les variables de réponse tracées pour la conception de surface de réponse Box-Behnken entreprise étaient le pH de la solution contenant du DOX mesuré après le traitement pm-rf-APGD et la température (T, ° C). Dans le cas du système pm-rf-APGD, le rapport cyclique était directement lié à la puissance de décharge à une tension et à une fréquence données du courant de modification rf. Ces derniers paramètres n'ont pas été modifiés ; par conséquent, la puissance transmise au système pm-rf-APGD n'était liée qu'au cycle de service. Ici, le cycle de service le plus élevé et la puissance de décharge la plus élevée ont été appliqués. Pour le rapport cyclique appliqué tel que 30, 40 et 50 %, la puissance de décharge totale s'est avérée être de : 51, 68 et 84 Watts, respectivement. Pour évaluer la précision des variables de réponse de la conception de surface de réponse Box-Behnken appliquée, 3 points centraux ont été inclus dans la matrice (tableau 1). Compte tenu des valeurs des réponses tracées à ces points centraux, la précision était élevée, soit 3,2 % pour le pH (avec une moyenne de 3,05) et 5,1 % pour le T (avec une moyenne de 34,3 °C). Tous les traitements pour la conception de la surface de réponse de Box-Behnken ont été effectués dans un bloc expérimental. En conséquence, des solutions contenant du DOX (à 3 concentrations différentes; tableau S1) ont été pompées en continu dans le système de décharge de réaction pm-rf-APGD (à 3 débits différents; tableau S1), qui fonctionnait sous la radiofréquence modulée pulsée (pm-rf) courant alternatif avec un rapport cyclique à 3 niveaux différents (tableau S1). En raison du contact de la surface de la solution avec la phase de décharge et des interactions plasma-liquide se produisant dans la zone interfaciale, des espèces réactives d'oxygène et d'azote (RONS) à court et à long terme ont été produites, entraînant la décomposition de DOX dans les solutions introduites. Les portions des solutions débordantes ont été recueillies après le traitement pm-rf-APGD et leur T et leur pH ont été immédiatement mesurés. Pour ce faire, un thermomètre Hanna Instruments (Pologne) et un pH-mètre Elmetron CPC-505 (Pologne) ont été utilisés.

Les données collectées (valeurs des variables de réponse) pour le plan de surface de réponse appliqué ont été analysées en utilisant des fonctions quadratiques complètes, y compris l'effet des termes linéaires (A, B, C) et carrés (A2, B2, C2) ainsi que deux termes d'interaction à sens unique (A × B, A × C, B × C). Les équations de ces fonctions utilisées pour modéliser les données de mesure pour chacune des réponses testées, c'est-à-dire T et pH, étaient les suivantes : d0 + a1A + b1B + c1C + a2A2 + b2B2 + c2C2 + a3A × B + b3A × C + c3B × C, où d0, a1–a3, b1–b3 et c1–c3 correspondaient aux coefficients de régression. Pour trouver des termes statistiquement significatifs dans les modèles de régression de surface de réponse pour T et pH, l'algorithme d'élimination arrière des termes a été utilisé au niveau de signification de 90 % (α à supprimer égal à 0,1), nécessitant un modèle hiérarchique à chaque étape de l'algorithme et pour tous les termes. Pour évaluer l'ajustement des modèles de régression de surface de réponse, le test d'analyse de variance (ANOVA) a été utilisé, permettant de déterminer si la relation proposée entre les variables de réponse et l'ensemble de termes est statistiquement fiable et s'avérera utile pour expliquer la réponse. aux conditions de fonctionnement données. En conséquence, la qualité de l'ajustement des modèles de régression de surface de réponse a été indiquée par le coefficient de détermination (R2) et le R2 ajusté. Les valeurs de p déterminées pour les modèles de régression de surface de réponse avec les termes inclus sont présentées dans le tableau 1 (pour T) et le tableau 2 (pour le pH) pour présenter la signification statistique de ces modèles. Les résidus entre les données mesurées et les données ajustées par les modèles de régression de surface de réponse développés ont également été inspectés visuellement en se basant sur les diagrammes de probabilité normale appropriés (une possibilité de vérifier si les résidus sont normalement distribués ou non) et les diagrammes de dispersion des résidus standardisés par rapport aux ordre d'exécution (une possibilité de vérifier si les résidus sont indépendants). Les expériences de conception de surface de réponse de Box-Behnken ont également été réalisées en tenant compte de l'efficacité de dégradation du composé cible, déterminée par la méthode HPLC-DAD, comme réponse du système dans différentes conditions de paramètres A, B et C. Dans ce cas, une approche similaire a été utilisée comme précédemment, c'est-à-dire que l'algorithme d'élimination vers l'arrière a été appliqué à α = 0,1. Le modèle évalué a également été établi comme étant valide, c'est-à-dire que la valeur de p du modèle était de 0,004 (<< α) et la valeur de p du test d'inadéquation de l'ajustement était de 0,198 (> α). La qualité de l'ajustement était indiquée par la valeur assez élevée de R2 et de R2 ajusté (96,3 et 89,7 %, respectivement). L'équation de la surface de réponse était la suivante : Efficacité de dégradation, % = 124,0 + 0,136 A − 1,44 B − 1,398 C − 0,000231 A2 + 0,146 B2 + 0,01823 C2 − 0,0456 AB − 0,00278 AC + 0,0133 BC.

À la fin, pour trouver les conditions de travail les plus favorables du système de réaction-décharge basé sur pm-rf-APGD pour la décomposition de DOX dissous dans des solutions aqueuses, des paramètres de fonctionnement optimaux ont été sélectionnés en tenant compte des fonctions de désirabilité individuelles pour T et pH , c'est-à-dire dT et dpH, et la valeur de la fonction de désirabilité composite, c'est-à-dire D = (dT × dpH)1/2. Il a été précisé que les conditions les plus favorables à la décomposition de l'antibiotique précité seraient atteintes si la T de la solution après son traitement pm-rf-APGD atteignait la valeur la plus élevée (dT = 1) alors que son pH serait le plus bas ( dpH = 1). Dans ces conditions de fonctionnement, on pourrait s'attendre à ce que la concentration de différents RNS et ROS, y compris à long terme H2O2, O3, NO3−, ainsi qu'à court terme comme ·OH, NO2−, O2− et O21 (oxygène singulet ), serait le plus élevé et devrait intervenir dans le processus de dégradation de la DOX. Le T élevé de la solution augmenterait les taux constants de réactions de décomposition/dégradation pour cet antibiotique. Pour cette raison, c'est-à-dire afin d'identifier les RNS et ROS produits dans la phase gazeuse du système pm-rf-APGD exploité, la spectrométrie d'émission optique (OES) a été utilisée. Les mesures OES ont été effectuées comme suit : le rayonnement émis de pm-rf-APGD a été imagé au moyen d'une lentille achromatique UV (f = 60) sur la fente d'entrée (10 µm) d'un spectrographe Shamrock SR-500i (Andor, Royaume-Uni ). Le spectrographe était équipé de réseaux holographiques de 1200 (gamme 300–900 nm) et 1800 (gamme 200–400 nm) rainures mm−1 et d'une caméra UV/Vis CCD Newton DU-920P-OE (Andor, UK). Un mode de biding vertical complet (FVB) de la caméra CCD et un temps d'intégration de 0,1 s ont été appliqués dans chaque cas. Le logiciel Solid S (Andor UK) a été utilisé pour l'imagerie et le traitement des données.

Enfin, la procédure de validation a été effectuée afin de vérifier l'exactitude des modèles statistiques établis. Dans ce cas, le système de réaction-décharge à base de pm-rf-APGD a été opéré dans les conditions opératoires suivantes choisies sur la base des deux modèles (T et pH), à savoir le débit de solution FLE : 2,8 mL min−1, le rapport cyclique pour le courant alternatif radiofréquence modulé par impulsions de 50 %, et la concentration de DOX dans la solution délivrée au système de réaction-décharge basé sur pm-rf-APGD : 51,5 µg mL-1. Compte tenu de l'efficacité de dégradation maximale, les réglages optimaux des paramètres du système pm-rf-APGD trouvés et basés sur ce modèle étaient les suivants : A = 10 µg mL−1, B = 2,0 mL min−1 et C = 50% . Ces réglages de paramètres ont entraîné une efficacité de dégradation de 97,8 ± 8,1 %. L'importance particulière doit être attribuée à la concentration de DOX car le réglage de ce paramètre doit conduire à des zones d'inhibition de la croissance bactérienne observables expérimentalement dans la solution contenant de la doxycycline non traitée au plasma. Contrairement à l'antibiotique dégradé par plasma, la concentration du composé biologiquement actif doit être suffisamment élevée, c'est-à-dire égale au moins à 50 mg L-1, pour limiter la croissance des microorganismes pathogènes. La concentration de 10 µg mL-1 de DOX fournie par le modèle n'a pas pu être utilisée dans la partie expérimentale de cette étude car elle n'était pas suffisante pour inhiber la croissance des micro-organismes étudiés. Dans le cas de deux derniers paramètres, c'est-à-dire B et C qui sont directement liés au fonctionnement du système CAPP à écoulement continu appliqué, leurs réglages optimaux correspondaient aux valeurs optimales trouvées sur la base des modèles évalués à l'aide de T (température) et pH des solutions traitées par pm-rf-APGD. En particulier, le modèle nouvellement évalué a confirmé que la puissance de décharge devrait être la plus élevée, telle qu'obtenue en utilisant le cycle de service de 50 %. De plus, lorsque les réglages optimaux trouvés à l'aide des modèles pour T et pH ont été appliqués, c'est-à-dire A = 51,5 µg mL−1, B = 2,8 mL min−1 et C = 50 %, le modèle établi pour l'efficacité de la dégradation a donné dans la réponse de 91,3 ± 4,3 %, ce qui est proche de la valeur évaluée lors de l'expérience de validation des deux premiers modèles, soit 79 ± 4,5 %. Dans ce cas, il a été possible de réaliser les dosages microbiologiques prévus. Toutes ces figures montrent que les réglages optimaux trouvés sur la base du modèle évalué pour l'efficacité de la dégradation et, en particulier ceux liés au fonctionnement du système continu pm-rf-APGD, sont aussi bons que les réglages optimaux établis en appliquant les modèles pour T et pH. De cette manière, les hypothèses sur la production de RONS et l'efficacité de la dégradation au T le plus élevé et au pH le plus bas de la solution traitée pm-rf-APGD étaient raisonnablement valables. Après avoir soumis les solutions contenant du DOX au système, la solution traitée au CAPP a été collectée et son T et son pH ont été mesurés pour les comparer aux valeurs établies par les deux modèles.

Pour connaître l'impact du traitement pm-rf-APGD sur l'efficacité d'élimination de la DOX des solutions aqueuses, l'analyse HPLC-DAD a été réalisée. Les solutions de travail standard préparées (voir le chapitre Préparation de la solution de travail) étaient stables au moins 1 mois à 4 °C. Pour les mesures HPLC-DAD, un système Nexera XR (Shimadzu) a été utilisé et il était composé de : un échantillonneur automatique SIL-20AC, une pompe LC-20AD, un four à colonne CTO-20AC et un détecteur SPD-M20A. La colonne utilisée était une Gemini Gemini-NX (C18, 5 µm, 110A, 150 × 4,6 mm). Le four à colonne est réglé à 27°C. La température du four de l'échantillonneur automatique était de 10 °C. Le volume d'injection était de 25 µL. La phase mobile était à 2 composants et comprenait le composant A (0,1 % d'acide formique, pH 2,6) et le composant B (acétonitrile, ACN). Le gradient d'élution a été utilisé et se présentait comme suit : 0 min – 15 % B, 10 min – 50 % B, 12 min – 50 % B, 15 min – 15 % B. Le débit de la phase mobile était de 1 mL/min . La durée totale de chaque essai chromatographique était de 15 minutes. Le temps de rétention de la DOX était de 5,6 min. Le détecteur a été réglé pour mesurer les longueurs d'onde de 190 à 800 nm, tandis que la quantification de DOX a été effectuée à 348 nm. La linéarité de la réponse du détecteur a été vérifiée entre 0,002 et 50,0 µg mL-1. La limite de quantification (LOQ) a été évaluée à 0,004 µg mL-1, tandis que la limite de détection (LOD) était LOQ/3. Le coefficient de régression de la courbe d'étalonnage était de 0,9998. La précision déterminée par l'écart type relatif (RSD) était de l'ordre de 1,08 à 5,80 % (au moins 3 répétitions de l'injection pour chacun des 8 niveaux de concentration).

Pour révéler les produits de dégradation DOX, les analyses UPLC-MS/MS ont été réalisées avec un instrument UPLC-MS/MS (Agilent Technologies) composé d'un chromatographe liquide 1290 Infinity et d'un spectromètre de masse 6550 iFunnel Q-TOF. La colonne ZORBAX Eclipse Plus C18 (Rapid Resolution HD 2,1 × 50 mm, 1,8 µm, Agilent) a été utilisée. La phase mobile était à 2 composants et comprenait le composant A (0,1 % d'acide formique dans de l'eau avec 3 % d'ACN) et le composant B (0,1 % d'acide formique dans de l'ACN). Le débit de la phase mobile était de 400 µL min−1. Le programme de gradient pour l'élution a été fixé comme suit : de 2 % de B à 100 % de B en 7 min. En enregistrant les spectres de masse complets, la plage de masse de 100 à 1000 a été surveillée en modes ions négatifs et positifs. L'instrument a été réglé avant l'analyse et les conditions optimisées suivantes ont été définies : la tension capillaire de 3,5 kV, la température du gaz de 250 °C, la température du gaz gaine de 300 °C, le débit du gaz gaine de 11 L min−1 , le débit de gaz de collision de 0,2 mL min-1, la tension du fragmenteur de 175 V et la tension de la buse de 2 kV. Le volume d'injection était de 1 µL. Les échantillons analysés ont été décongelés, mélangés au vortex et filtrés (filtres PET à pores de 0,2 µm), et leurs portions de 1 ml ont été transférées dans des flacons chromatographiques en verre brun avant les mesures.

Pour évaluer l'effet de pm-rf-APGD sur DOX sous des paramètres de fonctionnement optimaux du système CAPP à écoulement continu appliqué, les analyses TOC, TN, ATR FT-IR et UV/Vis de la solution contenant DOX soumise au CAPP traitement ont été pratiqués. De plus, la solution contenant du DOX non traité a été analysée à des fins de comparaison. Les concentrations de COT et de TN ont été déterminées en utilisant un instrument Multi N/C 3100 Analytik Jena (Jena, Allemagne). Pour la détermination du COT dans les échantillons analysés, la méthode du carbone organique non purgeable (NPOC) a été appliquée. La teneur en TN dans les échantillons analysés a été évaluée en termes de nitrate-azote (NO3–N), de nitrite-azote (NO2–N), d'ammoniac–azote (NH3–N) et d'azote à liaison organique. Les mesures TOC/TN ont été effectuées dans des flacons bruns pour protéger DOX d'une éventuelle dégradation incontrôlée sous la lumière Vis. Les analyses TOC/TN ont été réalisées en versant des flacons bruns avec 10 mL des échantillons analysés et en les acidifiant avec 500 µL de 2 mol L−1 HCl (Avantor Performed Materials, Pologne) pour atteindre pH 2 (HCl a été ajouté pour éliminer le CO2) . De plus, la teneur en TOC/TN dans l'eau désionisée a été mesurée comme témoin. Les données collectées ont été testées statistiquement à l'aide de GraphPad Prism 8.0, en utilisant le test t non apparié (test post-hoc de Tukey, analyse paramétrique) et en obtenant des valeurs p bilatérales.

Les mesures ATR FT-IR ont été effectuées à l'aide d'un instrument Jasco FT-IR 4700 (MD, USA) équipé d'un accessoire ATR en diamant. Les spectres ATR FT-IR ont été enregistrés dans la plage de 4000 à 400 cm-1 avec une résolution de 4 cm-1 en prenant 64 scans pour chaque analyse. Les données recueillies ont ensuite été analysées à l'aide du logiciel Spectra Analysis. À leur tour, les spectres d'absorption UV / Vis ont été enregistrés à l'aide d'un instrument Jasco V-530 (MD, USA) dans la plage de 200 à 1100 nm avec une résolution de 1 nm. De même, les données recueillies ont ensuite été étudiées en appliquant le logiciel Spectra Analysis.

Pour établir l'impact du traitement pm-rf-APGD (sous les paramètres de fonctionnement optimaux du système à flux continu appliqué) sur les propriétés antibactériennes de la solution contenant de la DOX, un test standard de diffusion sur disque, impliquant le non traité et le pm-rf -Solutions DOX traitées par APGD, a été réalisée sur des souches bactériennes classées comme pathogènes opportunistes humains (tableau 3). Les souches sélectionnées sont soit des micro-organismes modèles fréquemment utilisés dans les tests de sensibilité aux antibiotiques, soit des isolats cliniques aux propriétés pathogènes (tableau 3). Ces souches provenaient de la collection Intercollegiate Faculty of Biotechnology University of Gdansk and Medical University of Gdansk (IFB UG & MUG), dans laquelle elles ont été conservées à – 80 °C dans du glycérol à 40 % (v/v). Avant les expériences, des cellules bactériennes (tableau 3) ont été collectées à partir d'un stock correspondant et étalées de manière réductrice sur un milieu Mueller – Hinton Agar (M-HA; BTL, Pologne). La plaque inoculée a été incubée à 37°C pendant 24h. Ensuite, une boucle des cellules bactériennes a été collectée à partir de la plaque M-HA et utilisée pour l'inoculation de 5 ml du bouillon Mueller – Hinton (M-HB; BTL, Pologne). L'incubation de la culture pendant 24 h avec une agitation de 120 tr/min a suivi. Ensuite, la culture d'une nuit a été centrifugée (10 min; 6500 tr/min). Le surnageant a été jeté et les cellules bactériennes précipitées ont été lavées deux fois dans de l'eau stérile. La densité optique de la suspension bactérienne a été ajustée à 0,5 sur l'échelle McFarland (McF) (environ 1,5 × 108 cellules par ml) à l'aide d'un densitomètre DEN-1B (BioSan, Lettonie).

Les suspensions préparées de 0,5 McF de cellules bactériennes (tableau 3) ont été utilisées pour effectuer le test de diffusion sur disque mentionné ci-dessus. Dans ce cas, un coton-tige stérile a été mis en suspension dans la suspension bactérienne préparée de 0,5 McF (tableau 3). L'excès de liquide a été jeté avant d'étaler la suspension bactérienne collectée (tableau 3) trois fois sur la surface de la plaque M-HA (20 cm3). Par la suite, des disques de blanc (Biomaxima, Pologne) de 5 mm de diamètre ont été placés à la surface du milieu M-HA ensemencé (3 disques par plaque). 10 ul de la solution de DOX traitée par pm-rf-APGD ou de la solution témoin contenant de la DOX non traitée ont été versés sur un disque blanc. Ensuite, les plaques M-HA ont été incubées à 4 °C pendant 1 h pour permettre la diffusion de la substance active dans le milieu. Ensuite, les plaques ont été soumises à 37 ° C pendant 24 h avant la mesure des zones d'inhibition de croissance observées. Cette expérience a été réalisée en triple exemplaire avec trois répétitions techniques chacune. Les résultats ont été visualisés et testés en termes de signification statistique avec l'utilisation de R 3.1.3 25. Les diamètres observés des zones d'inhibition de la croissance bactérienne, résultant de la soumission des microbes à la solution contenant de la DOX traitée par pm-rf-APGD , ont été comparés avec un test t bilatéral (test t de Student ou de Welch selon le respect des exigences de l'analyse paramétrique, tel qu'analysé avec les tests de Shapiro-Wilk et Levene) avec ceux acquis pour les bactéries exposées au non traité Solution contenant du DOX. p < 0,05 a été implémenté pour effectuer tous ces calculs.

Pour évaluer les interactions et les processus se produisant à l'interface du système pm-rf-APGD avec la solution DOX, plusieurs méthodes colorimétriques ont été utilisées. Les concentrations de ROS totaux en plus des ROS et RNS individuels, tels que : H2O2, NO2−, NO3−, ont été évaluées dans la solution DOX traitée par pm-rf-APGD et non traitée selon les paramètres de fonctionnement optimaux établis pour cet écoulement continu système de réaction-décharge. La description de toutes les méthodes utilisées est présentée dans la section Informations supplémentaires. La détermination des teneurs en RNS et ROS a été effectuée 10 min après le traitement pm-rf-APGD de la solution contenant DOX afin de la refroidir à température ambiante.

Pour mieux évaluer la voie de dégradation de la DOX au cours du traitement pm-rf-APGD, les activités des ROS significatives ont été estimées. Dans les processus de dégradation du DOX, les constituants réactifs les plus importants sont ·OH, H2O2 et O3. La confirmation de leur implication dans le processus de dégradation de la DOX, les analyses HPLC-DAD pour les solutions DOX traitées et non traitées avec pm-rf-APGD avec ajout de piégeurs appropriés ont été effectuées. Les protocoles pour les tests de récupération ont été décrits en détail dans les informations supplémentaires.

En ce qui concerne la décomposition d'antibiotiques comme la DOX à partir de solutions aqueuses, peu d'attention a été accordée jusqu'à présent à la possibilité d'utiliser les systèmes générant des CAPP en contact direct avec les liquides contenant l'antibiotique dissous16,20,26,27,28. Dans tous les travaux cités ci-dessus, les CAPP ont été maintenus dans des systèmes à flux non continu, par conséquent, le traitement des solutions contenant le médicament était d'un caractère sans flux et considérait des volumes plutôt limités de ces solutions, c'est-à-dire jusqu'à 50 ml maximum. De plus, le temps de traitement appliqué dans les systèmes CAPP rapportés ci-dessus était plutôt prolongé car il variait généralement de 2 à 80 min.

Dans le présent travail, un effet combiné de différents agents fournis par pm-rf-APGD, y compris les RONS à court et à long terme, le rayonnement UV et d'autres espèces réactives, y compris les NOx, NH, N2 et N2+, produites dans le gaz phase de la décharge (voir les spectres OES présentés à la Fig. S2, Informations supplémentaires, pour plus de détails), était attendue. Tous ces agents pourraient être responsables de la décomposition efficace de DOX, étant l'antibiotique de la classe des tétracyclines. La construction du système à écoulement proposé a permis un court contact de la solution avec les composants associés au plasma, diminuant ainsi la possibilité d'attribuer la dégradation de ce composé organique à une température trop élevée. De cette manière, l'effet requis était principalement lié aux interactions plasma-liquide, tandis que le processus de dégradation de l'antibiotique étudié était probablement obtenu via ses interactions avec les espèces réactives dérivées du CAPP. Compte tenu du système de réaction-décharge à écoulement examiné avec pm-rf-APGD, on s'attendait à ce que la décroissance la plus efficace de DOX soit obtenue à la température de solution la plus élevée (mais pas> 42 ° C, comme vérifié expérimentalement en utilisant les cycles de service de 60 % et plus) et le pH le plus bas de la solution traitée au CAPP, indiquant la formation de RONS à court et à long terme tels que HNO2 et HNO3, respectivement29. Pour cette raison, les valeurs de T et de pH des solutions contenant du DOX traitées par pm-rf-APGD dans différentes conditions expérimentales étaient les réponses du système dans la conception de surface de réponse de Box-Behnken. Après avoir exécuté cette conception expérimentale selon la matrice de Box-Behnken présentée dans le tableau S1, T de la solution DOX traitée par pm-rf-APGD a été établie entre 28, 6 et 36, 6 ° C, tandis que son pH est passé de 2, 94 à 3, 28.

Les modèles de régression établis pour ces deux réponses étaient statistiquement significatifs. Comme on peut le voir dans les tableaux 1 et 2, les valeurs de p respectives pour les deux modèles étaient égales à 0,009 (T) et 0,028 (pH), et inférieures à α = 0,1 utilisé dans l'algorithme d'élimination arrière des termes pour trouver les équations finales. de ces modèles de régression. Les valeurs R2 correspondantes étaient de 66,9 % et 63,1 %, respectivement. Il convient également de noter que les valeurs p pour le test d'inadéquation de l'ajustement étaient bien supérieures à la valeur α, c'est-à-dire 0,211 (T) et 0,430 (pH). Cela indiquait clairement que les équations établies décrivaient adéquatement la relation (donnée dans les tableaux 1 et 2) entre les variables de réponse et les paramètres de fonctionnement étudiés. Puisqu'il n'y avait aucune preuve que les modèles de régression développés ne correspondaient pas aux données acquises, il n'y avait aucune raison de rejeter ces modèles.

De plus, les résidus obtenus pour les deux modèles de régression ont été analysés visuellement (voir Fig. 1). Dans le cas des diagrammes de probabilité normale, tous les points de données suivaient les lignes droites, confirmant qu'ils étaient normalement distribués, à la fois dans le cas de T et de pH. Lors du passage aux diagrammes de dispersion des résidus standardisés par rapport à l'ordre d'exécution, les points de données ont été placés plutôt au hasard des deux côtés des lignes centrales, prouvant que les résidus n'étaient pas corrélés entre eux. Tout cela a souligné que les deux modèles de régression pourraient être appliqués pour sélectionner correctement les paramètres de fonctionnement du système de réaction-décharge à écoulement continu qui privilégieraient une décomposition DOX efficace.

Les parcelles de résidus pour la température (T) et le pH, présentant la distribution des résidus analysés.

Considérant l'effet des paramètres de fonctionnement sur T (°C) de la solution DOX traitée par le système pm-rf-APGD à flux continu, il semble qu'il augmente linéairement tandis que le rapport cyclique (le paramètre de fonctionnement C) du pm- courant alternatif rf alimentant la décharge également élevé (Fig. 2). Cela pourrait être directement lié à la durée des impulsions et au transfert accru de l'énergie du champ électrique au plasma, et par conséquent conduisant à l'intensification des processus liés au fonctionnement du plasma et à la formation de ROS et de RNS dans la phase gazeuse de la décharge. et dans les solutions traitées. En se référant à l'effet du débit de la solution FLE (le paramètre de fonctionnement B), il a été établi que la T (°C) de cette solution augmentait jusqu'à une certaine valeur, puis diminuait, probablement en raison de l'effet de refroidissement et d'un temps de contact relativement court des composants du plasma pm-rf-APGD avec les composants de la solution.

L'effet des paramètres de fonctionnement pm-rf-APGD sur la température (T, ° C) et le pH de la solution traitée par pm-rf-APGD (selon la matrice Box-Behnken présentée dans le tableau S1).

Compte tenu du pH de la solution DOX traitée par pm-rf-APGD, les conditions les plus favorables, c'est-à-dire fournissant le pH le plus bas, étaient assurées par le rapport cyclique le plus élevé (qui coïncidait avec son effet sur T de la solution traitée par CAPP) et le plus faible débit de solution FLE. Dans ce dernier cas, le temps de contact avec le RONS à court et à long terme dans la phase gazeuse de la décharge ainsi que le taux d'interactions plasma-liquide seraient les plus intensifs. Cela aurait certainement un impact sur la production effective de RONS dans la solution, conduisant à une décomposition efficace de DOX. L'effet de la concentration de DOX (le paramètre de fonctionnement A) s'est également avéré important pour obtenir une efficacité de dégradation élevée de DOX, après le traitement pm-rf-APGD. De plus, il a été souligné que les solutions traitées et/ou les fluides contenant du DOX pourraient éventuellement nécessiter d'être initialement dilués avant le traitement pm-rf-APGD.

Compte tenu à la fois des modèles de régression de surface de réponse et de l'hypothèse d'atteindre un taux de décomposition efficace de l'antibiotique dans les conditions de T le plus élevé et de pH le plus bas (en raison des processus de décomposition de l'antibiotique par RONS générés via les interactions plasma-liquide), il a été ont constaté que de telles conditions pouvaient être fournies lorsque la solution contenant du DOX à une concentration de 51,5 µg L−1 serait introduite à un débit de 2,8 mL min−1 dans le système de réaction-décharge pm-rf-APGD entretenu en utilisant le devoir cycle de 50 %. Dans ces conditions, les variables de réponse modélisées ont été établies comme suit : 36,6 ± 0,8 °C (T) et 3,01 ± 0,04 (pH). Ainsi, les valeurs de dT et dpH étaient respectivement de 1,000 et 0,803. La valeur de la fonction D était de 0,896, montrant une sélection raisonnablement bonne des conditions optimales de l'optimisation multiparamètre effectuée.

Pour les réglages mentionnés ci-dessus des paramètres de fonctionnement (A : 51,5 µg mL-1, B : 2,8 mL min-1, C : 50 %), les deux modèles de régression de surface de réponse ont été validés. Des expériences indépendantes ont été réalisées et le système de réaction-décharge a fonctionné selon les paramètres de fonctionnement établis pour traiter une solution DOX. Ensuite, T et le pH de la solution traitée par pm-rf-APGD ont été mesurés. Les résultats suivants ont été obtenus : T = 37,4 ± 0,1 °C et pH = 2,90 ± 0,10, et ils étaient en bon accord avec les valeurs prédites par les modèles développés.

La concentration de DOX dans les solutions non traitées ainsi que dans les solutions traitées par pm-rf-APGD, préparées pour la validation des modèles, a été déterminée par HPLC-DAD. Il a été constaté que dans la solution de DOX non traitée préparée, la concentration quantifiée de DOX était de 54,5 µg mL-1 (au lieu de 51,5 µg mL-1). D'autre part, la concentration de DOX dans la solution traitée par pm-rf-APGD était de 11,38 µg mL-1. Sur la base des chromatogrammes présentés à la Fig. S3 (informations supplémentaires), il a été calculé que 79 ± 4,5% de DOX étaient effectivement éliminés de la solution DOX initiale en utilisant le traitement pm-rf-APGD sous les paramètres de fonctionnement optimaux établis pour le flux appliqué -à travers le système de réaction-décharge.

Dans l'étape suivante, il était crucial d'identifier les produits de dégradation des antibiotiques, car ces substances pouvaient avoir un impact sur le milieu naturel. Pour cette raison, l'UPLC-MS/MS haute résolution a été utilisée pour identifier les produits de dégradation de la DOX, après avoir traité la solution aqueuse de ce médicament par pm-rf-APGD sous les paramètres de fonctionnement optimaux. Les chromatogrammes de courant ionique total (TIC, ESI+) des solutions DOX avant et après le traitement CAPP sont présentés à la Fig. 3. Sur le chromatogramme de la solution DOX non traitée, deux pics ont été détectés avec m/z de 445,16 [M + H ]+. Le pic à 2,6 min provenait de DOX, tandis que le pic à 2,1 min provenait très probablement de l'épi-DOX, qui se trouve souvent sous la forme d'une impureté de DOX et de son produit de transformation abiotique. Dans le chromatogramme de la solution DOX traitée par pm-rf-APGD, deux signaux supplémentaires ont été trouvés. Le produit de dégradation (DP) 1 a donné les mêmes spectres de masse avec [M + H]+ 461,1541. Pour ce composé, le logiciel a attribué la formule C22H24N2O9. Cela correspond à DOX plus un atome O.

La partie supérieure - le chromatogramme de courant ionique total (TIC) de DOX (la solution non traitée) ; la partie inférieure - le TIC correspondant avec le chromatogramme ajouté de la solution DOX traitée pm-rf-APGD.

Les spectres MS/MS (présentés sur la Fig. S4, Informations supplémentaires) ont révélé que les schémas de fragmentation du pic principal et du suivant différaient. La principale fragmentation de DP1 s'est produite par une libération du groupe OH (m/z 17). Le produit de dégradation avec m/z de 417,1649 correspondait à la formule C21H24N2O7 et pouvait être attribué à DOX moins le groupe CO (Fig. S5, Informations supplémentaires). Cette masse a également donné le deuxième pic chromatographique, et le schéma de fragmentation par MS/MS a également donné [M-36 + H]+ (une libération du fragment H3NO) et [M-17 + H]+. Tout cela suggère que pendant le traitement pm-rf-APGD de DOX, des processus tels que l'attaque du radical O et l'élimination du CO de la structure chimique de DOX peuvent être différenciés. Notamment, dans la structure chimique de DOX, il existe plusieurs côtés attractifs. Dans l'échantillon aqueux final de DOX, la concentration de ces produits était mineure, ce qui suggère que la minéralisation de DOX était efficace.

Après les analyses HPLC-DAD et UPLC-MS/MS, la solution traitée par pm-rf-APGD a été soumise aux mesures de TOC et TN (changements de la teneur globale en espèces/produits contenant C et N dans la solution) et l'analyse par ATR FT-IR et UV/Vis (évolution de la structure chimique du composé cible, identification groupée de nouvelles espèces/produits présents dans la solution).

Tout d'abord, les concentrations de COT et de TN ont été déterminées dans les solutions DOX non traitées et traitées par pm-rf-APGD pour indiquer l'impact de pm-rf-APGD sur la minéralisation de l'antibiotique cible dans la solution. Il a été constaté qu'après le traitement pm-rf-APGD de la solution DOX, la teneur en COT a légèrement augmenté (***p < 0,004) de 32,28 ± 0,04 µg mL−1 (la solution DOX non traitée) à 34,94 ± 0,42 µg mL− 1 (la solution DOX traitée par pm-rf-APGD). Ces changements pourraient être associés à la légère évaporation de l'eau lors du traitement CAPP de la solution DOX. De plus, comme cela a été rapporté par Sarangapani et al.16, les écarts observés pourraient être liés à la formation d'acides carboxyliques dans la solution traitée au CAPP. Leur présence pourrait impacter l'efficacité du processus de minéralisation du DOX en le ralentissant. D'autre part, compte tenu des changements de concentration en TN dans les solutions de DOX analysées, il a été évalué que l'opération pm-rf-APGD contrôlée conduisait à une augmentation (****p < 0,0001) de la teneur en TN d'environ 7,3 fois ; 23,81 ± 0,32 µg mL-1 dans la solution DOX non traitée contre 3,25 ± 0,03 µg mL-1 dans la solution DOX traitée par pm-rf-APGD. Cette augmentation significative a probablement été causée par la production de HNO3 ou HNO2 selon les réactions suivantes : NO2 + OH = HNO3 et NO + OH = HNO230. De plus, les ions NO2− étaient probablement oxydés dans les conditions acides en ions NO3− selon la réaction suivante : 3HNO2 = NO3− + 2NO + H3O+, comme cela a été précédemment rapporté par Jamróz et al.30 en termes de dc-APGD système. Les autres voies de production de HNO3 et HNO2 impliquaient différentes formes de monoxyde d'azote (NOx) avec de l'eau et du peroxyde d'hydrogène : 2NO2 + H2O = NO2− + NO3− + 2H+, NO + NO2 + H2O = 2NO2− + 2H+ . De plus, les ions NO2− sont facilement oxydés en NO3– (par exemple NO2− + H2O2 = NO3− + H2O, NO2− + O3 = NO3− + O2, 3HNO2 = NO3− + 2NO + H3O) ou décomposés (2HNO2 = NO + NO2 + H2O) et donc, la concentration de ces ions était relativement faible31. La production déclenchée par le plasma de HNO3 et HNO2 a été confirmée par les mesures du pH des solutions DOX non traitées et traitées par pm-rf-APGD. Le pH de la solution traitée par pm-rf-APGD était un indicateur de la génération de RNS. Le pH le plus bas était lié à la production accrue de radicaux NO (NO·), qui a été observée par coïncidence aux spectres d'émission du système pm-rf-APGD. Les radicaux NO et leurs dérivés formés dans la solution ont entraîné la formation de HNO3 (donc le pH a été abaissé). De plus, la production la plus élevée de ROS est observée, en particulier ·OH a été observé au pH le plus bas de 17. La production intensifiée de ROS et de RNS était responsable de la dégradation efficace du composé ciblé. La validité de cette hypothèse a été vérifiée par les analyses HPLC-DAD de la solution traitée par pm-rf-APGD dans les conditions de fonctionnement optimales (au pH le plus bas et au T le plus élevé). Dans ce cas, l'efficacité de la dégradation du composé cible était presque quantitative. Par ces moyens, il a été prouvé que la mesure du pH et de la T est un bon moyen d'optimiser les paramètres de fonctionnement du système pm-rf-APGD. Pour la solution analysée ici, une chute de la valeur du pH de 4,11 à 2,90 a été détectée, ce qui a confirmé l'acidification de la solution DOX après le traitement pm-rf-APGD.

Ensuite, des analyses ATR FT-IR et UV/Vis des solutions DOX ont été menées pour définir les changements dans la structure chimique de l'antibiotique cible après le traitement pm-rf-APGD. Sur la base des études ATR FT-IR, aucun écart significatif dans la conformation des fonctionnalités DOX n'a ​​été identifié. Indépendamment de la concentration de DOX dans la solution ou de l'analyse de la solution avant ou après le traitement pm-rf-APGD, la présence des bandes associées à C = C (~ 1644 cm−1) et O–H (~ 3321 cm−1) ainsi que les vibrations d'étirement attribuées aux liaisons O–H et N–H (~ 2363 cm−1) (Figure S6A)32 ont été confirmées. Cela pourrait être lié aux fortes vibrations d'étirement attribuées à la liaison O – H, qui ont peut-être entravé la visualisation de tout changement dans le DOX.

Passant à l'analyse UV/Vis, une déviation a été observée dans les spectres de la solution DOX obtenue après le traitement pm-rf-APGD. Comme on peut le voir sur la figure S6B, le traitement pm-rf-APGD de la solution DOX a déclenché une nette diminution de la valeur d'absorbance avec des décalages vers le rouge simultanés des bandes dans les régions de ~ 360 et ~ 280 nm. La diminution de l'absorbance pourrait être liée à une baisse de la concentration de DOX après le traitement pm-rf-APGD et à une baisse du pH de la solution. Cependant, les changements mentionnés ci-dessus pourraient également être potentiellement associés à des déviations dans la structure chimique de DOX. Cette hypothèse coïncide avec les résultats obtenus en utilisant UPLC-MS/MS (Fig. 3).

Pour évaluer si le traitement pm-rf-APGD entraîne une diminution des propriétés antibactériennes de la solution DOX, le test standard de diffusion sur disque impliquant trois souches de pathogènes humains opportunistes bactériens, à savoir E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 25904 et S. haemolyticus ATCC 29970, a été réalisée.

En ce qui concerne E. coli ATCC 25922, étant une souche de référence recommandée pour l'estimation de la sensibilité aux antibiotiques, une perte complète des propriétés antibactériennes de la solution DOX traitée par pm-rf-APGD a été observée (Fig. 4). Concernant deux autres microorganismes inclus, à savoir les isolats cliniques S. haemolyticus ATCC 29970 et S. aureus ATCC 25904, des différences statistiquement significatives (test t de Welch ; p < 0,05 ; Fig. 4) dans les zones d'inhibition de la croissance bactérienne mesurées ont été enregistrées si le pm La solution DOX traitée par rf-APGD a été appliquée contrairement à la solution témoin DOX non traitée. Les diminutions entre les moyennes des diamètres d'inhibition de la croissance étaient égales à 37 % et 29 %, concernant les essais effectués sur S. haemolyticus ATCC 29970 et S. aureus ATCC 25904, respectivement (Fig. 4).

Propriétés antibactériennes de la solution DOX traitée par pm-rf-APGD par rapport à la solution témoin non traitée au plasma. Un essai standard de diffusion sur disque a été effectué. Moyennes ± erreurs standard des diamètres d'inhibition de la croissance bactérienne mesurés sont représentés. Les astérisques marquent des différences statistiquement significatives (test t de Welch Two Sample à p < 0,05) entre les actions antimicrobiennes des solutions DOX traitées au CAPP contrairement aux contrôles correspondants. L'expérience a été menée trois fois avec trois répétitions techniques dans chacune. Les souches bactériennes suivantes ont été utilisées : E. coli ATCC 25922, S. aureus ATCC 25904 et S. haemolyticus ATCC 29970. DOX – doxycycline. pm-rf-APGD - décharge luminescente à pression atmosphérique radiofréquence modulée par impulsions.

Malheureusement, dans les études antérieures appliquant différentes sources de CAPP pour la dégradation de DOX20,21, la question cruciale à notre avis concernant la perte ou la conservation des propriétés antimicrobiennes des solutions de DOX traitées au CAPP n'a pas été abordée. Auparavant, Zhang et al.33, ont signalé la perte des propriétés antimicrobiennes d'une solution de céfixime envers E. coli ATCC 25922 après le traitement CAPP à l'intérieur de bulles de zones interfaciales gaz-liquide élargies. Ce résultat était conforme à notre observation concernant l'absence d'action antibactérienne envers la même souche bactérienne de la solution de DOX traitée par pm-rf-APGD. De manière similaire aux données décrites ici, Sarangapani et al.16, ont également observé une diminution de l'action antimicrobienne envers les souches E. coli ou B. subtilis de ciprofloxacine et d'ofloxacine en suspension dans l'eau ou l'effluent de viande après 15 à 25 minutes d'exposition au CAPP . Par conséquent, nous avons trouvé des indications que la technologie à base de plasma pourrait être une solution au problème fréquemment signalé de l'inefficacité de l'élimination des antibiotiques par les pratiques conventionnelles de gestion des eaux usées34.

De plus, les études de Li et al.35 et Liao et al.36 suggèrent d'autres avantages des approches basées sur le CAPP pour la décontamination des déchets liquides des antibiotiques. Il semble qu'en plus de la dégradation directe des molécules d'activités biocides, l'application de la technologie basée sur le CAPP peut également conduire à l'élimination de souches bactériennes multirésistantes, à la dégradation de l'ADN contenant des gènes permettant l'acquisition d'une résistance aux antibiotiques (par exemple tet(C), tet(W ), blaTEM-1, aac(3)-II), et le gène de l'intégron intI1), et diminution de la fréquence d'un transfert horizontal de gène par conjugaison35,36. Des résultats aussi complexes du traitement basé sur le CAPP seraient très bénéfiques pour la décontamination des eaux usées des hôpitaux et des cliniques. Par exemple, Nguyen et al.37 ont surveillé l'efficacité de la dégradation de l'ofloxacine, de la ciprofloxacine, du céfuroxime et de l'amoxicilline de l'usine de traitement des eaux usées basée sur le CAPP dans l'un des hôpitaux du Vietnam. Les taux de dégradation des médicaments obtenus étaient élevés, c'est-à-dire dépassant 99 % pour la céfuroxime et la ciprofloxacine et 72 % pour l'amoxicilline et l'ofloxacine, bien que, malheureusement, les auteurs n'aient pas étudié la variation de la quantité de coliformes détectés avant et après le traitement CAPP. Cet aspect serait intéressant à aborder dans le futur notamment au vu des taux élevés de contamination microbiologique des eaux usées d'origine hospitalière (1,5 × 105 − 1,4 × 107 UFC/100 mL ; Nguyen et al.37). Un inconvénient possible d'une approche impliquant le CAPP a été répertorié par Gilmore et al.38, qui ont rapporté l'induction d'un phénotype transitoire, dormant et métaboliquement inactif offrant une tolérance élevée au stress dans la population microbienne exposée au CAPP, conduisant à la génération de persistants ou viables. mais non cultivables (VBNC). Par conséquent, une direction de recherche visant à combiner les propriétés antimicrobiennes directes et de dégradation des médicaments des CAPP est fortement soutenue, bien que les expériences prévues pour la confirmation de son efficacité ne doivent pas être uniquement basées sur des approches de culture microbiologique standard, qui négligent un pool environnemental notable de résistance aux antibiotiques. gènes, à savoir les cellules VBNC.

Pour révéler les interactions pm-rf-APGD-liquide, qui sont impliquées dans le processus de dégradation de DOX, la concentration totale de ROS et la concentration de RONS sélectionnés, y compris NO3-, NO2- et H2O2, ont été déterminées dans le DOX-contenant solution.

Il a été constaté que la concentration du RONS mesuré augmentait fortement après avoir effectué le traitement pm-rf-APGD de la solution DOX. Compte tenu de la concentration totale de ROS dans la solution DOX traitée par pm-rf-APGD, elle a atteint 20, 88 ± 1, 30 µg L-1, tandis que pour la solution DOX non traitée, aucun ROS n'a été déterminé (Fig. 5). Étant donné que le H2O2 joue un rôle clé dans la dégradation de la DOX après le traitement pm-rf-APGD, la concentration en H2O2 a également été mesurée à l'aide d'autres dosages colorimétriques. Il a été trouvé que la concentration de H2O2 dans la solution DOX, après le traitement par pm-rf-APGD, était égale à 4,34 ± 0,60 mg L-1. Pour la solution DOX non traitée, aucun H2O2 n'a été détecté. La concentration de H2O2 déterminée est incluse dans la quantité totale estimée de ROS. Cependant, la contribution de H2O2 dans la concentration totale en ROS évaluée reste faible, témoignant de l'implication significative du reste des ROS, en particulier ·OH et O3 dans la dégradation de la DOX.

La concentration des espèces réactives d'azote (a) et d'oxygène (b) déterminée dans la solution de DOX traitée par pm-rf-APGD en plus de la solution de DOX non traitée. Moyennes ± erreurs standard des concentrations mesurées des formes réactives sont données. Marque d'astérisques : différences statistiquement significatives (analyse de variance à un facteur avec le test post-hoc de Tukey ; ****p < 0,0001).

La prochaine étape dans d'autres études sur les interactions pm-rf-APGD-liquide impliquées dans le processus de dégradation de la DOX consistait à déterminer l'influence de la génération réduite du ROS le plus crucial sur l'efficacité de la dégradation de la DOX. En éliminant ·OH et séparément H2O2 avec O3 des processus de décomposition de DOX, il a été possible d'estimer les rôles individuels de ces espèces dans les processus en cours. Il a été constaté que l'action nucléophile de ·OH entraînait une efficacité de dégradation de 33,8 % par rapport à l'efficacité de dégradation de 83,5 % de DOX dans la solution sans éthanol. De plus, le piégeage de H2O2 dans la solution DOX traitée par pm-rf-APGD a conduit à la dégradation de 21,8 % de DOX par rapport à l'efficacité de dégradation de 83,5 % mentionnée ci-dessus de DOX dans la solution sans sérum bovin fœtal (FBS). Compte tenu des différences obtenues après le nettoyage des individus réactifs spécifiques, il semble que la décomposition de la DOX soit probablement due à la présence de H2O2 et O3. De ce point de vue, le mécanisme probable pourrait passer par l'action du radical ·OH sur la double liaison carbone-carbone. La fixation des espèces ultérieures a conduit à la formation d'autres intermédiaires, entraînant à leur tour une décarboxylation ou une substitution de groupes amino. Tous ces phénomènes peuvent aboutir à l'ouverture du cycle aromatique. Pour un aperçu complet des produits intermédiaires possibles formés dans ces conditions et des autres réactions auxquelles ils participent, l'article de Magureanu et al.17 peut être consulté. En revanche, les élévations les plus significatives de la teneur en RNS ont été observées dans le cas des ions NO3−, soit de 0,59 ± 0,52 mg L−1, déterminé dans la solution DOX non traitée, à 41,93 ± 2,85 mg L−1 mesuré dans la solution DOX traitée par pm-rf-APGD (Fig. 5). Une tendance similaire a été observée dans le cas des ions NO2−, dont la concentration a augmenté après le traitement pm-rf-APGD de la solution DOX, c'est-à-dire de 2,0 ± 1,7 mg L−1 tel que quantifié dans la solution DOX non traitée à 64,0 ± 1,8 mg L−1 déterminé dans la solution de DOX traitée par pm-rf-APGD (Fig. 5). L'augmentation significative des concentrations des ions NO2- et NO3- a confirmé la génération de ces RNS d'une durée de vie plus longue, suite aux interactions pm-rf-APGD-liquide. De plus, la source supplémentaire de RNS mentionnée résultait de la décomposition de la solution DOX traitée à l'aide du système pm-rf-APGD, confirmant l'efficacité de ce procédé. De plus, la présence des ions NO2- et NO3- dans le milieu liquide conduit à la production de HNO2 et HNO3, abaissant suffisamment le pH du milieu. La faible acidité a un impact significatif sur les réactions en cascade ultérieures, accélérant la génération de ·OH, qui joue un rôle crucial dans la dégradation de la DOX.

Il existe un large éventail de facteurs qui ont un impact sur les propriétés du traitement CAPP. Ainsi, les caractéristiques courant-tension de la décharge, la configuration des électrodes et la méthode d'introduction de la solution et son contact avec la décharge affectent de manière significative la contribution des principaux RNS et ROS au processus de décomposition du médicament. Dans cette perspective, l'utilisation de systèmes de réaction-décharge basés sur dc-APGD39, dans lesquels la solution de NH4NO3 agissait comme une cathode liquide en écoulement, a entraîné la production d'une quantité significativement inférieure, c'est-à-dire 9,3 µg mL−1, d'ions NO2− que dans le système pm-rf-APGD appliqué ici. Là, la concentration d'ions NO3- dans la solution non traitée par rapport à la solution de NH4NO3 du système de réaction-décharge à base de CAPP était de 1624 contre 1195 µg mL-1, respectivement. D'autre part, la concentration totale de ROS a été déterminée à 28,79 µg mL-1, ce qui concorde bien avec les résultats présentés dans le présent article (20,88 ± 1,30 µg mL-1). Cependant, compte tenu de l'ancienne analyse de la concentration de RONS effectuée dans des liquides plus complexes tels que des milieux de culture traités en régime stationnaire par d'autres sources de CAPP, les concentrations déterminées du RNS et du ROS étudiés étaient comparables. Plus en détail, une décharge à barrière diélectrique (DBD), générée au contact de 1,50 mL d'un milieu de culture DMEM conduit à la production de 10,00 ± 0,01 µg mL−1 des ions NO2−, 1,20 ± 0,08 µg mL−1 des ions NO3−, et 19,5 ± 0,4 µg mL−1 d'ions NH4+ ainsi que 3,31 ± 0,03 µg mL−1 de molécules H2O240. Malgré les concentrations significativement plus faibles d'ions NO2− et NO3− enregistrées dans le milieu de culture traité au CAPP, les concentrations des ions NH4+ et H2O2 correspondaient bien aux valeurs mesurées pour ces espèces dans cet article. Les concentrations de RONS ont également été mesurées dans d'autres tampons traités au plasma auparavant. Par exemple, un traitement CAPP de 1,0 mL de PBS pendant 20 s a conduit à la production de 1,7 µg mL−1 de H2O240. Dans une autre étude, l'activation de 2,0 mL de PBS pendant 5 min a entraîné la production de 17,72 µg mL−1 d'ions NO2− et de 1,28 µg mL−1 d'ions NO3−, respectivement42. Par conséquent, les interactions plasma-liquide rapportées ici ont donné lieu à la production des ions NO2- et NO3- et des molécules H2O2, dont les concentrations semblaient être en bon accord avec les concentrations rapportées dans d'autres études.

Comme décrit ci-dessus, la décomposition de DOX de la solution aqueuse avec le système pm-rf-APGD a probablement résulté de la génération de RNS et de ROS tels que NO3−, NO2−, NH, N2, N2+, ·OH et H2O2, comme déterminé par OES dans la phase gazeuse du système CAPP et les méthodes colorimétriques utilisées dans la solution traitée. Comme le suggéraient des études antérieures, ces individus réactifs présentaient un pouvoir élevé d'élimination des contaminants chimiques et biologiques des déchets liquides43. Ici, nous avons démontré qu'à côté de 79 ± 4,5% de dégradation de DOX par RONS produite dans le système pm-rf-APGD utilisé, la solution de DOX traitée par CAPP a complètement perdu son activité biocide ou l'a considérablement diminuée, selon les espèces bactériennes étudiées .

De ce point de vue, nous nous attendons à une diminution de la pression sélective posée par les solutions traitées par pm-rf-APGD et, par conséquent, nous pourrions également supposer des taux inférieurs de transfert horizontal de gènes et une limitation de la sélection des populations microbiennes libres avec gènes déterminant la résistance aux antibiotiques7,8. En conséquence, ces déterminants génétiques n'atteindront pas aussi efficacement les bactéries pathogènes humaines d'importance clinique élevée. Par conséquent, les antibiotiques, y compris dans notre cas le DOX, resteront toujours une option thérapeutique disponible. Nos recherches ont prouvé que le plasma à base de pm-rf-APGD pourrait être une alternative efficace, innovante et rentable pour le traitement des contaminants des eaux usées, y compris ceux difficiles à gérer44. Bien que, compte tenu des applications futures possibles du système de rejet de réaction basé sur pm-rf-APGD rapporté ici à des fins de purification des eaux usées, il doit être assuré que les liquides traités au CAPP ne poseront aucun risque pour l'environnement et que les déchets générés ne seront pas perturber les processus écologiques durables dans la biosphère45. L'un des aspects à aborder serait la durée pendant laquelle les RONS générés présentent leur potentiel red-ox. De plus, le pH plutôt bas de la solution traitée par pm-rf-APGD doit être neutralisé, par exemple pendant les processus de dénitrification dans les stations d'épuration conventionnelles44, ou avec l'utilisation de chaux ou de poussière de four à ciment46. De plus, lors d'une future mise à l'échelle et d'un ajustement de cette technologie aux exigences industrielles, nous devons prendre en considération qu'une fraction du RONS généré par pm-rf-APGD sera consommée par la matrice des eaux usées36, laissant ainsi des concentrations plus faibles de ces individus accessibles pour le processus de dégradation des contaminants. Les questions énumérées ci-dessus seront étudiées plus en détail dans nos recherches futures.

Nous avons montré pour la première fois que le système de réaction-décharge développé et optimisé basé sur pm-rf-APGD pouvait être appliqué efficacement pour la décomposition de DOX à partir de solutions aqueuses et donc limiter les propriétés antimicrobiennes de ce médicament. Pour trouver les paramètres de fonctionnement optimaux du système de réaction-décharge développé sous lequel la solution DOX sera dégradée avec succès, son optimisation multivariée a été menée, révélant les effets des paramètres de fonctionnement CAPP sur le pH et la température de la solution CAPP DOX soumise. Sur la base de l'analyse statistique, il a été constaté que le débit de la solution DOX, le rapport cyclique du courant alternatif radiofréquence modulé par impulsions et la concentration de DOX dans la solution jouent un rôle crucial dans la réalisation des conditions de fonctionnement prévues, c'est-à-dire les paramètres sous lequel T de la solution traitée au CAPP sera le plus élevé tandis que le pH sera le plus bas. En soumettant la solution DOX à une analyse pm-rf-APGD sous les paramètres de fonctionnement optimaux établis, le taux de décomposition de 79 ± 4,5 % de DOX a été noté. Les produits de dégradation de DOX étaient DOX plus un atome O et DOX moins CO. Les changements dans les spectres DOX UV/Vis ont été détectés après le traitement CAPP, ce qui a confirmé la décomposition de cet antibiotique en produits de poids moléculaire inférieur. La solution DOX traitée par pm-rf-APGD ne présentait aucune propriété antimicrobienne vis-à-vis de la souche modèle pour les tests de sensibilité aux antibiotiques, à savoir E. coli ATCC 25922, et des diminutions significatives de 37 % et 29 % de ses activités biocides vis-à-vis des isolats cliniques S. haemolyticus ATCC 29970 et S. aureus ATCC 25904, respectivement. En révélant les interactions CAPP-liquide, il a été constaté que les ROS et RNS, dans notre cas NO3−, NO2−, NH, N2, N2+, OH et H2O2, étaient impliqués dans la décomposition de DOX. Nous prévoyons que la mise en œuvre future de la méthode de dégradation de DOX efficace, innovante et rentable développée ici dans les installations de traitement des eaux usées apportera des avantages au secteur de la santé publique en réduisant la fréquence d'apparition de souches multirésistantes. Par conséquent, le traitement des infections bactériennes en milieu hospitalier pourrait encore être géré avec l'utilisation d'antibiotiques couramment utilisés.

Acétonitrile

Analyse de variance

Réflectance totale atténuée Furrier Transform-Infrared

Plasma froid à pression atmosphérique

Conception d'expérience

Doxycycline

Produit de dégradation

Électrode à liquide qui coule

Enchère verticale complète

Détection par barrette de diodes par chromatographie liquide haute performance

Chromatographie liquide spectrométrie de masse à temps de vol quadripolaire

Limite de détection

Limite de quantification

Gélose Mueller-Hinton

Bouillon Mueller-Hinton

Charbon organique non purgeable

Spectrométrie d'émission optique

Décharge luminescente à pression atmosphérique radiofréquence modulée par impulsions

Espèces azotées réactives

Les espèces réactives de l'oxygène

Espèces réactives de l'oxygène et de l'azote

Écart-type relatif

Méthodologie de surface de réponse

Carbone organique total

Azote total

Chromatographie liquide ultra-performante–spectrométrie de masse en tandem

Ultraviolet–visible

Viable mais non cultivable

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Ces études ont été réalisées dans le cadre du projet SONATA 15, accordé au Dr Anna Dzimitrowicz (UMO-2019/35/D/ST8/04107), fourni par le National Science Center (NCN), Pologne.

Département de chimie analytique et de métallurgie chimique, Université des sciences et technologies de Wroclaw, 27 Wybrzeze St. Wyspianskiego, 50-370, Wroclaw, Pologne

Anna Dzimitrowicz, Dominik Terefinko, Pawel Pohl & Piotr Jamroz

Département d'analyse environnementale, Faculté de chimie, Université de Gdansk, 63 Wita Stwosza, 80-308, Gdansk, Pologne

Magda Caban et Piotr Stepnowski

Laboratoire de protection des plantes et de biotechnologie, Faculté intercollégiale de biotechnologie Université de Gdansk et Université médicale de Gdansk, Université de Gdansk, 58 Abrahama, 80-307, Gdansk, Pologne

Weronika Babinska, Ewa Lojkowska, Wojciech Sledz & Agata Motyka-Pomagruk

Département des matériaux polymères et carbonés, Université des sciences et technologies de Wroclaw, 27 Wybrzeze St. Wyspianskiego, 50-370, Wroclaw, Pologne

Piotr Cyganowski

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AD, DT et AMP ont conceptualisé le travail. AD, DT et PJ ont ajusté le système de réaction-décharge basé sur CAPP et effectué une optimisation multivariée de ce système pour trouver les conditions de fonctionnement optimales de la décomposition DOX. MC a réalisé des études HPLC-DAD et UPLC-MS/MS et analysé les résultats obtenus. PP a réalisé et décrit les analyses statistiques. AD a réalisé les analyses TOC/TN. DT et PJ ont acquis et analysé les mesures OES. Le PC a enregistré et analysé les spectres ATR FT-IR et UV/Vis. WB, WS et AMP ont effectué des dosages microbiologiques. WS et AMP ont interprété les résultats microbiologiques recueillis. AD, DT et PJ ont révélé les interactions CAPP-liquide, conduisant à la dégradation de DOX. DT a examiné l'impact des éboueurs sur la production totale de RONS. AD a obtenu des fonds pour cette recherche. EL et PS ont pris part à la discussion. PC a fourni un support graphique. AD et AM-P avec l'aide de MC, DT, PJ et PP ont écrit le manuscrit présenté. AD a corrigé les manuscrits en fonction des commentaires des co-auteurs. AD, DT, PP et PJ ont préparé les réponses aux commentaires et suggestions des examinateurs. Tous les auteurs ont accepté la version présentée du manuscrit.

Correspondance à Anna Dzimitrowicz.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Dzimitrowicz, A., Caban, M., Terefinko, D. et al. Application de la décharge luminescente à pression atmosphérique radiofréquence modulée par impulsions pour la dégradation de la doxycycline à partir d'une solution liquide en écoulement. Sci Rep 12, 7354 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11088-w

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Reçu : 04 octobre 2021

Accepté : 11 avril 2022

Publié: 05 mai 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-11088-w

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