2014 Fiscal Year Annual Research Report
周辺水蒸気を原料とした促進酸化反応によるバイオフィルム除去システム
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25630104
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
安岡 康一 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (00272675)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | プラズマ殺菌 / バイオフィルム / 緑膿菌 / オゾン / 過酸化水素 / ヒドロキシラジカル / 促進酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，食品加工場，医薬品工場，医療や介護現場等の床面・壁面等に固着する菌の集合体であるバイオフィルムを対象に，その内部に存在する耐性菌類を完全滅菌して除去することを目標としている。バイオフィルムは生物膜あるいは菌膜とも言われ，固体表面に付着した微生物，または微生物が作る菌体外多糖などの生産物の集合体であり，成長の後期では強固となって容易には除去できない。このために，オゾンと過酸化水素から生成するヒドロキシラジカルを用いる２段階殺菌処理を新たに提案し，新たなバイオフィルム除去システムの完成を目的とした。
プラズマ促進酸化の前段階として，培養した緑膿菌バイオフィルムに対して，過酸化水素試薬およびオゾン水によりそれぞれ殺菌効果を定量した後，両者を併用した促進酸化処理を行い，殺菌効果が1 桁向上することを確認した。本研究の最終目標であるプラズマシステムでは，大気圧空気中の水分量を調節してバリア放電プラズマにより生成される過酸化水素量とオゾン量比率を変化させ，プラズマによる促進酸化を実現する。このため印加電圧（6 kV～10 kV）と周波数（1 kHz，1.5 kHz）を変化させて，過酸化水素とオゾン濃度を計測した。投入電力の増加に従い過酸化水素生成量は増加するが，オゾン生成量はガス温度上昇によって低下し，また過酸化水素生成量はオゾン生成量に比較して小さいことが分かった。促進酸化の手順として，オゾンの次に過酸化水素をバイオフィルムに作用させる方法とその逆を行い，過酸化水素，オゾンの順に作用させる場合に高い殺菌効果が得られることが分かった。最も高い殺菌効果は両者を同時に作用させた場合，すなわち加湿空気をバリア放電プラズマに供給した場合に得られ，10分処理でバイオフィルム菌数の3桁減少が得られた。最後にプラズマ促進酸化デバイスを自走型機器へ組み入れて作動させた。
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