2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental study on the generation of reactive oxygen species in water and their effects on biological constituents by the irradiation of cold atmospheric pressure plasma
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16K08203
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| Research Institution | Nihon Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
安西 和紀 日本薬科大学, 薬学部, 教授 (70128643)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土田 和徳 日本薬科大学, 薬学部, 准教授 (50406633)
高城 徳子 日本薬科大学, 薬学部, 講師 (80424068)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大気圧低温プラズマ / フリッケ線量計 / Tempol / スピントラップ / 過酸化水素 / 脂質過酸化 / 酸素濃度効果 / ヘリウム流量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大気圧低温プラズマ（以下、プラズマ）による活性酸素生成に注目し、前年度に引き続き、プラズマを水溶液試料に直接照射したときに生成する活性酸素種に関する基礎的研究を行った。その結果、以下の１、２の結果を得た。
１．プラズマ生成に使用するヘリウムガスの流量を、3 L/min、4 L/min、5 L/minの3種類の条件にして試料に照射したときの、1) フリッケ線量計溶液の吸光度変化、2) 4-hydroxy-2,2,6,6,tetramethylpyperidine（Tempol）溶液のESRシグナル強度減少、3) DMPOスピントラップ剤水溶液からのDMPO-OH付加体の生成量、4) 水中での過酸化水素生成量、5)卵黄レシチン巨大単層膜リポソームの脂質過酸化の程度、を測定した。その結果、1) ～5) のいずれについても、 流量が5 L/minのときと比べて、3 L/minあるいは4 L/minのときの方が、かえって効果が大きいことがわかった。3 L/minと4 L/minでは効果に差がなかった。以上より、実験条件としては3 L/minが最適であることがわかった。
２．純粋なヘリウムではなく、少量の酸素（最大で5%）を混入したヘリウムガスを用いた場合の、酸素濃度の効果を1) ～5) について調べた。酸化ストレスの観点からは、酸素濃度の増大により1) ～5) に対する効果も大きくなると予想したが、結果は予想を裏切るものであった。すなわち、1％以下のごく少量の酸素を混合すると、1) ～5) のいずれにおいても効果は大きく減少した。一方、酸素濃度をそれ以上に増やすと、今度は効果が増大していくことがわかった。この、酸素の2面的な効果は興味深い。今後、そのメカニズムを明らかにするとともに、酸素以外のガスでどのような効果が起こるかを調べることが必要である。
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