2023 Fiscal Year Annual Research Report
Spatiotemporal analysis of aqueous reaction field of plasma-generated free radicals
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21H04451
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
石川 健治 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 教授 (60417384)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 宏昌 名古屋大学, 低温プラズマ科学研究センター, 教授 (00508129)
古閑 一憲 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90315127)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | プラズマ / 液相ラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，新興プラズマバイオ大気圧低温プラズマの生体作用の学理の探究であり，核心をなす学術的な「問い」は「プラズマによって細胞内代謝に変動が及ぼされる要因とその作用機構」とは何かである．このようなプラズマが新奇に及ぼす作用の根幹は，液相中へのプラズマ起因のラジカル生成にある．しかしながら，生体近傍に特異に高い濃度で生成するラジカル群が，細胞膜上の受容体に作用して，その結果として細胞内代謝変動に発展する過程は未知であり，それらを知るためには，プラズマが生成する液相ラジカル解明と，その逐次連鎖的に生じる反応の解析が必要がある．
プラズマ中では高速電子が分子と衝突してフリーラジカルを生成する．このラジカルが起点となり，逐次連鎖反応により次々と別のラジカルが生じ，それらの作用で細胞内化学反応(代謝)に変動が生じる．
本研究では「プラズマ生成ラジカルが誘起する逐次連鎖反応はどのように進んでいるか?」に焦点を絞り，プラズマが溶液内に生成したラジカルを起点とする逐次連鎖反応で生じる複数の『プラズマ誘起活性種』の検出・解析してきた．液相ラジカルの反応は有機分子の合成・修飾・分解，Ⅰ）官能基の置換，Ⅱ）C3（炭素原子が三つの化合物）からC4， C5への付加，Ⅲ）C2，C1への分解，に大別される．これらの液相ラジカルの反応は，非熱的に連鎖してラジカル発生する特徴を有する．非平衡に進む化学反応が故に，反応その場で定量的に解析される計測科学が重要であることを実証してきた．液相ラジカルの反応を，溶液内の物資の拡散や流れを考慮して，時間と空間を区分し，低温大気圧プラズマでは，10の15乗程度の高いプラズマ密度の環境で発生する有機分子について液相ラジカルの反応の理解を通して進められた．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(40 results)
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[Presentation] Chemically Active Compounds Formed in Low-temperature Plasma Treated Liquids for Cancer Treatment2023
Author(s)
Camelia Miron, Hiromasa Tanaka, Taishi Yamakawa, Du Lyin, Hiroki Kondo, Hiroshi Hashizume, Takashi Kondo, Kenji Ishikawa, Shinya Toyokuni, Masaaki Mizuno, and Masaru Hori
Organizer
Global Plasma Forum in Aomori
Int'l Joint Research
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[Presentation] On the mechanism of high-speed SiO2 etching using hydrogen fluoride-contained plasmas at cryogenic temperature2023
Author(s)
Shih-Nan Hsiao, Makoto Sekine, Nikolay Britun, Michael Kin-Ting Mo, Yusuke Imai, Takayoshi Tsusumi, Kenji Ishikawa, Yuki Iijima, Masahiko Yokoi, Ryutaro Suda, Yoshihide Kihara and Masaru Hori
Organizer
Global Plasma Forum in Aomori
Int'l Joint Research
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[Presentation] Etching Selectivities of SiO2 and SiN Against a-C Films Using CF4/H2 with a Pseudo-Wet Plasma Etching Mechanism2023
Author(s)
Yusuke Imai, S. Hsiao, M. Sekine, T. Tsutsumi, K. Ishikawa, M. Iwata, M. Tamura, Y. Iijima, T. Gohira, K. Matsushima, Y. Ohya, M. Hori,
Organizer
AVS 69th International Symposium and Exhibition (AVS 69), Portland, USA
Int'l Joint Research
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