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2015 Fiscal Year Annual Research Report

真空紫外光で生成した活性種による革新的医療プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number 25289071
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小野 亮  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (90323443)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsプラズマ医療 / 真空紫外光 / 活性種 / レーザー計測 / エキシマランプ
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である今年度は、これまでの研究成果をもとにして、真空紫外エキシマランプを用いた活性種生成装置を作製した。これを用いてOH, O3, H2O2を測定し、自作の反応シミュレーションとの結果を比較し、良い一致を示すことを確認した。その結果、本手法が簡易なシミュレーションで活性種密度を予測でき、かつ活性種密度を容易に制御できる手法であることを示すことができた。
このエキシマランプを用いた本手法は、医療効果の高い活性種であるOH, O3, H2O2, O2(a)などを生成できるが、O原子を生成できない欠点があった。今年度はこのO原子を生成する手法も新たに開発した。O3/He混合気を波長248nmのエキシマレーザーで照射して、O3をレーザーパルスで瞬時にO原子に解離する手法である。本手法の実証実験を行い、本手法が実現可能であることを示した。この結果はJournal of Physics Dに掲載された。
本研究の最終目的である本手法の医療への適用について、本手法で生成したOHラジカルを寒天培地上の芽胞菌に照射して、OHラジカルで殺菌することに成功した。この成果により、本手法が医療に適用できる可能性を示すことができた。さらに、これまで前例のない「OHのような短寿命ラジカルによる医療効果の定量的な計測」を行い、OHラジカルをどれだけのフラックスでどれだけの時間菌に照射すると、どの程度殺菌できるかを測定する実験に成功し、活性種を用いた医療の原理解明に向けて大きく前進することができた。この結果は、現在Journal of Physics Dに投稿中である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

なし

  • Research Products

    (30 results)

All 2016 2015

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 13 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Optical diagnostics of reactive species in atmospheric-pressure nonthermal plasma2016

    • Author(s)
      R. Ono
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 49 Pages: 083001

    • DOI

      10.1088/0022-3727/49/8/083001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement and simulation of O2(a) density under low-pressure mercury lamp irradiation2015

    • Author(s)
      R. Ono, M. Sonobe, and H. Matsumoto
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: 305 Pages: 78-82

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2015.02.002

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of discharge polarity on the propagation of atmospheric-pressure helium plasma jets and the densities of OH, NO, and O radicals2015

    • Author(s)
      S. Yonemori, T. Kamakura, and R. Ono
    • Journal Title

      Biointerphases

      Volume: 10 Pages: 029514

    • DOI

      10.1116/1.4919709

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Selective production of atomic oxygen using laser photolysis as a tool for studying its effect in plasma medicine2015

    • Author(s)
      R. Ono and Y. Tokumitsu
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 48 Pages: 275201

    • DOI

      10.1088/0022-3727/48/27/275201

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 負極性ストリーマ放電のシミュレーションモデルの構築と進展機構の解明2015

    • Author(s)
      齊藤 大揮, 花川 亘, 小室 淳史, 小野 亮
    • Journal Title

      静電気学会誌

      Volume: 39 Pages: 204-209

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Measurement of OH, O, and NO densities and their correlations with mouse melanoma cell death rate treated by a nanosecond pulsed streamer discharge2015

    • Author(s)
      I. Yagi, Y. Shirakawa, K. Hirakata, T. Akiyama, S. Yonemori, K. Mizuno, R. Ono, and T. Oda
    • Journal Title

      Journal of Physics D: Applied Physics

      Volume: 48 Pages: 424006

    • DOI

      10.1088/0022-3727/48/42/424006

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Measurement of singlet delta oxygen metastable in atmospheric pressure helium plasma jet2016

    • Author(s)
      R. Ono and Y. Inoue
    • Organizer
      21st International Conference on Gas Discharges and Their Applications
    • Place of Presentation
      Nagoya University (Nagoya, Japan)
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of the metical effect of specific reactive species with the aid of vacuum ultraviolet photolysis2016

    • Author(s)
      M. Kawanobe, K. Yonetamari, Y. Shirakawa, and R. Ono
    • Organizer
      21st International Conference on Gas Discharges and Their Applications
    • Place of Presentation
      Nagoya University (Nagoya, Japan)
    • Year and Date
      2016-09-11 – 2016-09-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of reactive species in atmospheric pressure plasmas2016

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      2016 Plasma Processing Science Gordon Research Conference
    • Place of Presentation
      New Hampshire (USA)
    • Year and Date
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Optical diagnostics and selective supply of reactive species for plasma medicine2016

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      18th International Congress on Plasma Physics
    • Place of Presentation
      Kaohsiung (Taiwan)
    • Year and Date
      2016-06-27 – 2016-07-01
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ストリーマ放電による癌の免疫治療の検証2016

    • Author(s)
      米玉利 健太, 白川 佑貴, 水野 和恵, 小野 亮
    • Organizer
      平成28年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      東北大学 (仙台市、青葉区)
    • Year and Date
      2016-03-16 – 2016-03-18
  • [Presentation] マウス皮下腫瘍に対するプラズマ照射及びELISAによるサイトカイン産生の計測2016

    • Author(s)
      米玉利 健太, 白川 佑貴, 坂本 達哉, 水野 和恵, 小野 亮
    • Organizer
      2016年度静電気学会春期講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都、文京区)
    • Year and Date
      2016-03-07
  • [Presentation] マウスメラノーマ細胞へのナノ秒パルスストリーマ直接照射による影響2016

    • Author(s)
      白川 佑貴, 水野 和恵, 小野 亮
    • Organizer
      2016年度静電気学会春期講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都、文京区)
    • Year and Date
      2016-03-07
  • [Presentation] 大気圧ヘリウムプラズマジェットノズル直下でのO2(a)赤外発光分光計測2016

    • Author(s)
      井上 湧貴, 小野 亮
    • Organizer
      2016年度静電気学会春期講演会
    • Place of Presentation
      東京大学 (東京都、文京区)
    • Year and Date
      2016-03-07
  • [Presentation] Treatment of melanoma using plasma and measurement of reactive species2016

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      International Workshop on Plasma Medical Science Innovation
    • Place of Presentation
      Nagoya University (Nagoya, Japan)
    • Year and Date
      2016-03-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of reactive species in atmospheric-pressure nonthermal plasma used for plasma medicine2015

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      9th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology / 28th Symposium on Plasma Science for Materials
    • Place of Presentation
      Nagasaki University (Nagasaki, Japan)
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Measurement of radicals for plasma medicine2015

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      4th Japan-Korea Joint Symposium on Plasma and Electrostatics Technologies for Environmental Application
    • Place of Presentation
      Kyoto International Conference Center (Kyoto, Japan)
    • Year and Date
      2015-12-10 – 2015-12-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Measurement of reactive species for plasma medicine2015

    • Author(s)
      R. Ono
    • Organizer
      68th Annual Gaseous Electronics Conference / 9th International Conference on Reactive Plasmas
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-10-12 – 2015-10-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Verification of antitumor effect in vivo using nanosecond pulsed streamer discharge2015

    • Author(s)
      K. Yonetamari, Y. Shirakawa, T. Akiyama, K. Mizuno, and R. Ono
    • Organizer
      68th Annual Gaseous Electronics Conference / 9th International Conference on Reactive Plasmas
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-10-12 – 2015-10-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sterilization of Bacillus atrophaeus using OH radicals supplied by vacuum ultraviolet method2015

    • Author(s)
      K. Yonetamari, Y. Tokumitsu, S. Yonemori, R. Ono, H. Yasuda, and A. Mizuno
    • Organizer
      68th Annual Gaseous Electronics Conference / 9th International Conference on Reactive Plasmas
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-10-12 – 2015-10-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of non-thermal plasma-induced cell injury in human lung cancer cell lines2015

    • Author(s)
      H. Kurita, K. Sano, M. Wada, K. Mizuno, R. Ono, H. Yasuda, K. Takashima, and A. Mizuno
    • Organizer
      68th Annual Gaseous Electronics Conference / 9th International Conference on Reactive Plasmas
    • Place of Presentation
      Hawaii (USA)
    • Year and Date
      2015-10-12 – 2015-10-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大気圧ヘリウムプラズマジェットのO2(a)赤外発光分光計測2015

    • Author(s)
      井上 湧貴, 小野 亮
    • Organizer
      第39回静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (東京都、八王子市)
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-25
  • [Presentation] マウスメラノーマ細胞へのナノ秒パルスプラズマ照射におけるガス流量及び組成による影響2015

    • Author(s)
      白川 佑貴, 水野 和恵, 小野 亮
    • Organizer
      第39回静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (東京都、八王子市)
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-25
  • [Presentation] マウス皮下腫瘍に対するプラズマ照射及び免疫効果の検証2015

    • Author(s)
      米玉利 健太, 白川 佑貴, 水野 和恵, 小野 亮
    • Organizer
      第39回静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (東京都、八王子市)
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-25
  • [Presentation] 真空紫外光を用いたOH ラジカルによる殺菌効果の検証2015

    • Author(s)
      米玉利 健太, 小野 亮
    • Organizer
      第39回静電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京 (東京都、八王子市)
    • Year and Date
      2015-09-24 – 2015-09-25
  • [Presentation] 異なるプラズマ源による活性種供給量と殺菌効果の検証2015

    • Author(s)
      米玉利 健太, 小野 亮
    • Organizer
      平成27年電気学会A部門大会
    • Place of Presentation
      金沢大学 (石川県、金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-17 – 2015-09-18
  • [Presentation] ナノ秒ストリーマ放電によるメラノーマのin vivoおよびin vitro実験2015

    • Author(s)
      小野 亮, 秋山 雄俊, 米玉利 健太, 白川 佑貴, 水野 和恵
    • Organizer
      新学術領域研究合同公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学 (愛知県、名古屋市)
    • Year and Date
      2015-08-05
  • [Presentation] OHラジカルによる殺菌の計測2015

    • Author(s)
      小野 亮, 徳光 悠介, 小松 真之, 米玉利 健太, 米森 星矢, 安田 八郎, 水野 彰
    • Organizer
      新学術領域研究合同公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学 (愛知県、名古屋市)
    • Year and Date
      2015-08-05
  • [Presentation] In vitro and in vivo experiments on treatment of mouse melanoma using nanosecond pulsed streamer discharge2015

    • Author(s)
      T. Akiyama, K. Yonetamari, Y. Shirakawa, K. Mizuno, and R. Ono
    • Organizer
      22nd International Symposium on Plasma Chemistry
    • Place of Presentation
      Antwerp (Belgium)
    • Year and Date
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sterilization of bacteria using reactive species selectively produced by vacuum ultraviolet photolysis2015

    • Author(s)
      R. Ono, Y. Tokumitsu, M. Komatsu, K. Yonetamari, S. Yonemori, H. Yasuda, and A. Mizuno
    • Organizer
      22nd International Symposium on Plasma Chemistry
    • Place of Presentation
      Antwerp (Belgium)
    • Year and Date
      2015-07-05 – 2015-07-10
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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