Research on Active Species Produced in Plasma Treated Solutions and Their Effect on Human T Cells
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21K04003
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
寺西 研二 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (80435403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白井 昭博 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (40380117)
岡久 稔也 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任教授 (60304515)
曽我部 正弘 徳島大学, キャンパスライフ健康支援センター, 教授 (60732790)
中川 忠彦 島根県立大学, 看護栄養学部, 講師 (40634275)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 放電プラズマ / 炎症性腸疾患 / 化学活性種 / ヒトT細胞 / プラズマ照射溶液 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，放電プラズマを照射した溶液を炎症性腸疾患（Inflammatory bowel disease：IBD）の治療に応用することを最終目標とし，人体に投与可能な溶液に対して放電プラズマを照射した際の溶液中に生成される化学活性種の調査と，同溶液をヒトT細胞株に曝露することでアポトーシス（細胞死）の誘導とその制御を試みる。本研究により，ヒトT細胞株へのアポトーシス誘導ならびにその制御が可能となれば，放電プラズマを照射した溶液をIBD患者体内に投与し，血液中の過剰な白血球（免疫細胞）を制御することでIBDを寛解に導く新しい治療の実現に向けて大きく前進することができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はアルゴン誘電体バリア放電を生理食塩水に照射した際に発生する放電プラズマの発光特性を理解することを目的として，高速度ICCDカメラを用いて放電発光を時間分解写真撮影した。また，これまで放電ガスにアルゴンを用いた場合では，活性酸素種として過酸化水素が生成されることを確認したが，今後は活性窒素種の生成と細胞への影響を調査するため，放電ガスであるアルゴンに微量の窒素を添加した際の化学活性種の生成特性についても調査した。放電発光の観測では，電極間に印加した交流高電圧1周期中で発生する放電発光を高速度ICCDカメラを用いて時間分解して観測したところ，1周期のうち電圧が正負に立ち上がる時間において放電発光が観測され，放電が誘電体バリア放電であることを確認した。放電は高電圧電極側の誘電体バリアである試験管の球底部の中央付近から発生し，試験管球底部表面に強い発光と，電極間では複数の筋状の発光が観測され，それぞれ沿面バリア放電とマイクロ放電と考えられる。これらの発光は印加電圧の上昇に伴って徐々に強く発光する様子が見られた。放電ガスであるアルゴンに微量の窒素を添加して生理食塩水をプラズマ処理した際の化学活性種の調査では，プラズマ処理した生理食塩水の吸光度スペクトルを紫外可視分光光度計を用いて観測したところ，アルゴンに微量の窒素を添加することで200 nm付近の吸光度ピークが増大する結果が得られた。これは窒素酸化物由来のイオンが発生していることを示唆している。そこでパックテストを用いて硝酸イオンと亜硝酸イオンの検出を試みたところ，溶液中から亜硝酸イオンが検出され，活性窒素種が生成されていることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アルゴン誘電体バリア放電を生理食塩水に照射した際に発生する放電発光を高速度ICCDカメラにより時間分解観測することで，放電発光特性について詳細な情報を得ることができたことに加え，放電ガスであるアルゴンに微量の窒素を添加することで，活性窒素種の一種である亜硝酸イオンが生成されることを確認できた。従って研究は概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は放電ガスであるアルゴンに微量の窒素を添加した際の放電現象の詳細な検討に加え，アルゴンガスのみで発生させた放電現象との違いなどについて考察する予定である。また，アルゴンに微量の窒素を添加した放電ガスを用いて生理食塩水にプラズマ照射を行い生成したプラズマ照射溶液をJurkat細胞に投与・曝露した際の細胞への影響を調査する。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
