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大気圧プラズマによる活性酸素生成および生体成分への作用に関する基礎的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K08203
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 物理系薬学
研究機関日本薬科大学

研究代表者

安西 和紀  日本薬科大学, 薬学部, 教授 (70128643)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード大気圧低温プラズマ / 活性酸素種 / ヒドロキシルラジカル / スーパーオキシドラジカル / 一重項酸素 / 過酸化水素 / 脂質過酸化 / ESR / フリッケ線量計 / Tempol / スピントラップ / 酸素濃度効果 / ヘリウム流量 / 活性酸素 / スピントラッピング法 / 大気圧プラズマ
研究成果の概要

大気圧低温プラズマ(以下プラズマ)の生体試料照射の応用が大きな関心を持たれているので、プラズマを水に照射した時に生じる各種活性酸素種を時間や照射距離等の条件を変えて定量した。その結果、ヒドロキシルラジカル、スーパーオキシドラジカル、水素ラジカル、過酸化水素、一重項酸素、二酸化窒素イオン等が生成していることが確認された。これらの生成は照射距離に依存して変化し、距離が遠くなると過酸化水素が主な活性種であることが明らかになった。また、プラズマ照射による膜脂質の過酸化を調べた結果、照射によりリポソーム膜の過酸化が起こり、脂質ラジカルの生成を経てチオバルビツール酸反応生成物が生じることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、大気圧低温プラズマ(以下プラズマ)の医療への応用が注目を浴びており、多くの研究成果が発表されているが、その基礎となるメカニズムの研究は遅れている。今回、水へのプラズマの照射が活性酸素種を生成し、それは放射線とは違って照射距離に依存してかつ表面の反応であるという基礎的な知見が得られた。この知見を基盤として、医療へのプラズマの新たな応用を考えることができるとともに、医療以外の応用にも役立てることが出来る。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Reactivity of redox sensitive paramagnetic nitroxyl contrast agents with reactive oxygen species2019

    • 著者名/発表者名
      乳井 美奈子,中西 郁夫,安西 和紀,小澤 俊彦,松本 謙一郎
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 64 号: 1 ページ: 13-19

    • DOI

      10.3164/jcbn.17-135

    • NAID

      130007542327

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of reactive oxygen species by irradiation of cold atmospheric pressure plasma jet to water depends on the irradiation distance2019

    • 著者名/発表者名
      Anzai Kazunori、Aoki Tamami、Koshimizu Satoko、Takaya Reina、Tsuchida Kazunori、Takajo Tokuko
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 64 号: 3 ページ: 187-193

    • DOI

      10.3164/jcbn.18-102

    • NAID

      130007641470

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of amifostine, a radiation-protecting drug, on oxygen concentration in tissue measured by EPR oximetry and imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Megumi Ueno, Shingo Matsumoto, Atsuko Matsumoto, Ikuo Nakanishi, Ken-ichiro Matsumoto, James B. Mitchell, Murali C. Krishna, Kazuori Anzai
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 60 号: 3 ページ: 151-155

    • DOI

      10.3164/jcbn.15-130

    • NAID

      130005631988

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ラジカルが誘起する溶血に対するビタミンEの抑制効果2019

    • 著者名/発表者名
      安西和紀、塚原悠、塚田光帆、松本遥、塗木勇介、高城徳子
    • 学会等名
      第30回ビタミンE研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水への大気圧低温プラズマ照射による活性酸素種生成は照射距離に依存する2019

    • 著者名/発表者名
      安西和紀、青木珠美、小清水里子、高屋鈴奈、土田和徳、高城徳子
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低温大気圧プラズマ照射による一重項酸素生成2019

    • 著者名/発表者名
      高城徳子、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フリーラジカルが誘起する赤血球の溶血に対するビタミンEの抑制効果2018

    • 著者名/発表者名
      安西和紀、松本 遥、塚原 悠、塚田光帆、高城徳子
    • 学会等名
      第71回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Formation of reactive oxygen species by the irradiation of cold atmospheric pressure plasma to water2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Anzai, Tamami Aoki, Satoko Koshimizu, Reina Takaya, Kazunori Tsuchida, Tokuko Takajo
    • 学会等名
      The 19th biennial meeting for the society for Free Radical Reserch International
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biological Applications of Stable Nitroxide Radicals as Redox Sensitive Compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Anzai, Ken-ichiro Matsumoto, Ikuo Nakanishi
    • 学会等名
      International Conference of Modern Trends in Natural Sciences and Advanced Technologies in Science Education
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CO2-Ar雰囲気中における水溶液の超音波反応。CO2濃度とOHラジカル量のESR研究2018

    • 著者名/発表者名
      小野佑樹、田中寿、尻無清明、安西和紀、原田久志
    • 学会等名
      USE2018 超音波の応用と基礎に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧低温プラズマによる活性酸素生成とリポソーム膜の過酸化2018

    • 著者名/発表者名
      安西和紀、小清水里子、篠田航、上野健太、福田詩織、垣内香奈、高城徳子、土田和徳
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一重項酸素消去活性測定法の検討―ESRを用いた簡易的測定方法―2018

    • 著者名/発表者名
      高城徳子、丸山貴史、栗原義暢、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リポソーム膜の脂質過酸化におけるFe2+を含むいくつかの酸化剤の作用機構の違い2017

    • 著者名/発表者名
      竹安結花子、高城徳子、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ESRを用いた一重項酸素測定法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      高城徳子、岩瀬弘大、栗原義暢、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水への大気圧低温プラズマ照射による活性酸素種生成に関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      土田和徳、青木珠美、小清水里子、高屋鈴奈、高城徳子、安西和紀
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射線により生成する活性酸素種生成量および酸化反応量の定量的評価2017

    • 著者名/発表者名
      松本謙一郎、上野恵美、乳井美奈子、小川幸大、上林將人、関根絵美子、中西郁夫、安西和紀、小澤敏彦
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 水への大気圧低温プラズマ照射による活性酸素種生成に関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      土田和徳、青木珠美、小清水里子、高屋鈴奈、高城徳子、安西和紀
    • 学会等名
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄を含むいくつかの酸化剤によるEggPCリポソームの脂質過酸化の比較2017

    • 著者名/発表者名
      竹安結花子、高城徳子、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ESRを用いた一重項酸素消去活性系の確立2017

    • 著者名/発表者名
      高城徳子、栗原義暢、丸山貴史、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      第70回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一重項酸素消去活性系を測定するための基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      高城徳子、栗原義暢、丸山貴史、土田和徳、安西和紀
    • 学会等名
      第56回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Gauche型立体構造を有する高純度・高性能スピントラップG-CYPMPO2016

    • 著者名/発表者名
      上林將人,小川幸大,有光健治,安井裕之,中西郁夫,松本謙一郎,岡壽崇,山下真一,安西和紀,小澤敏彦
    • 学会等名
      第55回電子スピンサイエンス学会年会(SEST2016)
    • 発表場所
      大阪市立大学学術情報センター
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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