Étude de l'influence de la réassociation en surface des atomes N et O sur l'inactivation des spores bactériennes dans une post-décharge N2-O2 basse pression en flux

Le recours au plasma pour stériliser des dispositifs médicaux (DM) est un domaine de recherche ne datant véritablement que de la fin des années 1990. Les plasmas permettent, dans les conditions adéquates, de réaliser la stérilisation à basse température (≤ 65°C), tel qu’exigé par la présence de polymères dans les DM et ce contrairement aux procédés par chaleur, et aussi de façon non toxique, contrairement aux procédés chimiques comme, par exemple, l’oxyde d’éthylène (OEt). Les laboratoires du Groupe de physique des plasmas à l’Université de Montréal travaillent à l’élaboration d’un stérilisateur consistant plus particulièrement à employer les effluents d’une décharge N2-%O2 basse pression (2-8 Torrs) en flux, formant ce que l’on appelle une post-décharge en flux. Ce sont les atomes N et O de cette décharge qui viendront, dans les conditions appropriées, entrer en collisions dans la chambre de stérilisation pour y créer des molécules excitées NO*, engendrant ainsi l’émission d’une quantité appréciable de photons UV. Ceux-ci constituent, dans le cas présent, l’agent biocide qui va s’attaquer directement au bagage génétique du micro-organisme (bactéries, virus) que l’on souhaite inactiver. L’utilisation d’une lointaine post-décharge évite du même coup la présence des agents érosifs de la décharge, comme les ions et les métastables. L’un des problèmes de cette méthode de stérilisation est la réduction du nombre de molécules NO* créées par suite de la perte des atomes N et O, qui sont des radicaux connus pour interagir avec les surfaces, sur les parois des matériaux des DM que l’on souhaite stériliser. L’objectif principal de notre travail est de déterminer l’influence d’une telle perte en surface, dite aussi réassociation en surface, par l’introduction de matériaux comme le Téflon, l’acier inoxydable, l’aluminium et le cuivre sur le taux d’inactivation des spores bactériennes. Nous nous attendons à ce que la réassociation en surface de ces atomes occasionne ainsi une diminution de l’intensité UV et subséquemment, une réduction du taux d’inactivation. Par spectroscopie optique d’émission (SOE), nous avons déterminé les concentrations perdues de N et de O par la présence des matériaux dans le stérilisateur, ainsi que la diminution de l’émission UV en découlant. Nous avons observé que cette diminution des concentrations atomiques est d’autant plus importante que les surfaces sont catalytiques. Au cours de l’étude du phénomène de pertes sur les parois pour un mélange N2-%O2 nous avons constaté l’existence d’une compétition en surface entre les atomes N et O, dans laquelle les atomes d’oxygènes semblent dominer largement. Cela implique qu’au-delà d’un certain %O2 ajouté à la décharge N2, seuls les atomes O se réassocient en surface. Par ailleurs, l’analyse des courbes de survie bi-phasiques des micro-organismes a permis d’établir une étroite corrélation, par lien de cause à effet, entre la consommation des atomes N et O en surface et la diminution du taux d’inactivation des spores dans la première phase. En revanche, nous avons constaté que notre principal agent biocide (le rayonnement ultraviolet) est moins efficace dans la deuxième phase et, par conséquent, il n’a pas été possible d’établir un lien entre la diminution des concentrations et le taux d’inactivation de cette phase-là.

Preparation and characterization of nanocrystalline h-BN films prepared by PECVD method

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Combined effects of CO2 and light on large and small isolates of the unicellular N2-fixing cyanobacterium Crocosphaera watsonii from the western tropical Atlantic Ocean

We examined the combined effects of light and pCO2 on growth, CO2-fixation and N2-fixation rates by strains of the unicellular marine N2-fixing cyanobacterium Crocosphaera watsonii with small (WH0401) and large (WH0402) cells that were isolated from the western tropical Atlantic Ocean. In low-pCO2-acclimated cultures (190 ppm) of WH0401, growth, CO2-fixation and N2-fixation rates were significantly lower than those in cultures acclimated to higher (present-day 385 ppm, or future 750 ppm) pCO2 treatments. Growth rates were not significantly different, however, in low-pCO2-acclimated cultures of WH0402 in comparison with higher pCO2 treatments. Unlike previous reports for C. watsonii (strain WH8501), N2-fixation rates did not increase further in cultures of WH0401 or WH0402 when acclimated to 750 ppm relative to those maintained at present-day pCO2. Both light and pCO2 had a significant negative effect on gross : net N2-fixation rates in WH0402 and trends were similar in WH0401, implying that retention of fixed N was enhanced under elevated light and pCO2. These data, along with previously reported results, suggest that C. watsonii may have wide-ranging, strain-specific responses to changing light and pCO2, emphasizing the need for examining the effects of global change on a range of isolates within this biogeochemically important genus. In general, however, our data suggest that cellular N retention and CO2-fixation rates of C. watsonii may be positively affected by elevated light and pCO2 within the next 100 years, potentially increasing trophic transfer efficiency of C and N and thereby facilitating uptake of atmospheric carbon by the marine biota.