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プラズマ照射による液状媒体深さ方向への活性酸素輸送のメカニズム解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K05100
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 プラズマエレクトロニクス
研究機関西日本工業大学 (2018-2019)
日本文理大学 (2017)

研究代表者

川崎 敏之  西日本工業大学, 工学部, 教授 (30352404)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード大気圧非熱平衡プラズマ / プラズマジェット / プラズマ医療 / 活性酸素 / 可視化 / 化学プローブ法 / 気液界面 / 化学プローブ / プラズマ誘起流 / 活性酸素輸送 / 活性酸素分布 / PIV計測 / プラズマ農業 / ゲル状試薬 / 二次元可視化
研究成果の概要

プラズマを医療に応用する場合,ターゲットが液を含む場合が多い。しかし,プラズマ照射が液状ターゲットに対してどのような化学的影響を与えるのかは不明な点が多い。特に深さ方向に対してどのように化学反応が進むのかについての知見は非常に少ない。そこで,本研究ではプラズマを照射した生体モデルの内部の酸化反応を可視化するなどして調べた。その結果,メカニズムの一部解明と酸化反応の範囲を制御することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,プラズマを生体に直接照射してがん・創傷治療に利用しようとする分野である。生体に照射して副作用なく良い効果だけを獲得するためには,関連するメカニズムをすべて解明する必要がある。特に本研究はプラズマ照射が生体内部に誘起する化学反応メカニズムを解明しようとする研究である。これはプラズマ技術を安全かつ効果的に活用するために必要不可欠な課題の1つである。得られた成果は本技術の更なる発展につながる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 17件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of surrounding gas on plasma-induced downward liquid flow2020

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Toshiyuki、Nishida Keisuke、Uchida Giichiro、Mitsugi Fumiaki、Takenaka Kosuke、Koga Kazunori、Setsuhara Yuichi、Shiratani Masaharu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SH ページ: SHHF02-SHHF02

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab71dc

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local supply of reactive oxygen species into a tissue model by atmospheric-pressure plasma-jet exposure2019

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Toshiyuki、Mitsugi Fumiaki、Koga Kazunori、Shiratani Masaharu
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 125 号: 21 ページ: 213303-213303

    • DOI

      10.1063/1.5091740

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of OH radicals distribution in a microwave plasma sheet using LIF method2019

    • 著者名/発表者名
      Tanski Mateusz、Kocik Marek、Hrycak Bartosz、Czylkowski Dariusz、Jasinski Mariusz、Kawasaki Toshiyuki、Kanazawa Seiji
    • 雑誌名

      Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      巻: 222 ページ: 117268-117268

    • DOI

      10.1016/j.saa.2019.117268

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualization of ROS Distribution Generated by Atmospheric Plasma Jet2019

    • 著者名/発表者名
      F. Mitsugi, S. Kusumegi, and T. Kawasaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 47 号: 2 ページ: 1057-1062

    • DOI

      10.1109/tps.2018.2858807

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of Pressure Wave Generated by Atmospheric Plasma Jet Measured With Optical Wave Microphone2019

    • 著者名/発表者名
      F. Mitsugi, S. Kusumegi, T. Nakamiya, Y. Sonoda, and T. Kawasaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 47 号: 2 ページ: 1063-1070

    • DOI

      10.1109/tps.2018.2866261

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気圧非平衡Heプラズマジェットと溶液との相互作用に関する可視化研究2019

    • 著者名/発表者名
      内田儀一郎, 竹中弘祐, 川崎敏之, 古閑一憲, 白谷正治, 節原裕一
    • 雑誌名

      スマートプロセス学会誌

      巻: 8 ページ: 58-63

    • NAID

      130007821490

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Transportation of reactive oxygen species in a tissue phantom after plasma irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kawasaki, Gouya Kuroeda, Ryuhei Sei, Masaaki Yamaguchi, Reishi Yoshinaga, Riho Yamashita, Hikaru Tasaki, Kazunori Koga, and Masaharu Shiratani
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 1S ページ: 01AG01-01AG01

    • DOI

      10.7567/jjap.57.01ag01

    • NAID

      210000148568

    • 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
  • [雑誌論文] 液体が関与するプラズマ研究へのKI‐デンプン水溶液の応用2017

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: 93 ページ: 240-245

    • 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] Relationship between plasma irradiation conditions and induced liquid flows2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kawasaki, Nishida Keisuke, and Fumiaki Mitsugi
    • 学会等名
      The 11th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology (APSPT-11)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Local ROS supply in a tissue model by plasma direct irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kawasaki
    • 学会等名
      The 7th East Asia Joint Symposium on Plasma and Electrostatics Technologies for Environmental Applications (EAPETEA-7)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2-D Distribution of ROS Supplied into a Tissue Model by Atmospheric-pressure Plasma Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kawasaki
    • 学会等名
      4th ISNPEDADM 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization and control of 2-D ROS distribution in liquid matter irradiated with an atmospheric-pressure plasma-jet2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, G. Uchida, K. Koga, and M. Shiratani
    • 学会等名
      12th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of surrounding gas on plasma-induced liquid flow2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, K. Nishida, M. Kawaguchi, Y. Hazama, G. Uchida, F. Mitsugi, N. Takeuchi, K. Takenaka, K. Koga, Y. Setsuhara, M. Shiratani
    • 学会等名
      XXXIV International Conference on Phenomena in Ionized Gases (XXXIV ICPIG)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two Kinds of Liquid Flows Induced by Plasma-jet Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, K. Nishida, M. Kawaguchi, Y. Hazama, and F. Mitsugi
    • 学会等名
      XI International Symposium on Electrohydrodynamics (ISEHD 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distribution of reactive oxygen species in water irradiated with oxygen radicals2019

    • 著者名/発表者名
      N. Iio, G. Vladislav, T. Kawasaki, M. Hori, and M. Ito
    • 学会等名
      11th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials 12th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Downward Liquid Flow Induced by Plasma Jet Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, M. Kawaguchi, K. Nishida, and Y. Hazama
    • 学会等名
      The 7th International Workshop and the 6th International Mini Workshop on Solution Plasma and Molecular Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of plasma irradiation conditions on flows induced in liquid2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, M. Kawaguchi, K. Nishida, and Y. Hazama
    • 学会等名
      The eleventh International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma Pollution Control Technology and Sustainable Energy
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OBSERVATION OF REACTIVE OXYGEN SPECIES EMITTED BY PLASMA JETS USING KI-STARCH METHOD2018

    • 著者名/発表者名
      F. Mitsugi and T. Kawasaki
    • 学会等名
      16thInternational Symposium on High Pressure Low Temperature Plasma Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマジェット照射が誘起する液体流に雰囲気ガスが与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 川口諒, 西田佳祐, 間結夏, 内田儀一郎, 竹中弘祐, 古閑一憲, 節原裕一, 白谷正治
    • 学会等名
      第42回静電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ照射により液深さ方向に輸送される活性酸素の実験的同定2018

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之
    • 学会等名
      第34回九州・山口プラズマ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Supply of Reactive Oxygen Species in a Tissue Model by Atmospheric-pressure Plasma-jet Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Measurement of water cluster ions in plasma plume of an atmospheric pressure He plasma jet2018

    • 著者名/発表者名
      J.-S. Oh, Y. Nakai, T. Kawasaki, T. Shirafuji, M. Hori, M. Hiramatsu, and M. Ito
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Dry Process
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマ照射により液中に輸送される活性酸素の二次元分布可視化2018

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之
    • 学会等名
      第3回グリーンイノベーションセミナー&第7回プラズマバイオ異分野融合セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Estimation of transportation rate of reactive oxygen species in tissue model by plasma irradiation using a KI-starch gel reagent2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, T. Adachi, S. Anan, S. Takei, R. Betsumiya, S. Yamanouchi, and T. Ito
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of ROS Distribution Generated by Atmospheric Pressure Plasma Jet2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kusumegi, Y. Tokunaga, T. Kawasaki, F. Mitsugi
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of Pressure Wave Generated by Atmospheric Plasma Jets Using Fibered Optical Wave MicrophoneV=2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kusumegi, Y. Tokunaga, T. Kawasaki, T. Nakamiya, Y. Sonoda, F. Mitsugi
    • 学会等名
      10th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマ照射によって液体中に誘起される流れの定量解析2017

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 足立拓也, 阿南翔太, 武井彰汰, 別宮竜之介, 山ノ内翔太, 伊東巧, 古閑一憲, 白谷正治
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマジェット照射による2種類の液中誘起流の発生メカニズム解明に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 川口諒, 西田佳祐, 間結夏, 古閑一憲, 白谷正治, 池畑義人
    • 学会等名
      第33回 九州・山口プラズマ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマジェット照射時のターゲットにおけるROS分布の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      久壽米木捷太, 徳永悠, 川崎敏之, 光木文秋
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ照射によって液状媒体深さ方向に供給されるROSの同定への試み2017

    • 著者名/発表者名
      伊東巧, 武井彰汰, 別宮竜乃介, 古閑一憲, 白谷正治, 川崎敏之
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ照射による模擬生体内ROS透過率の推定2017

    • 著者名/発表者名
      武井彰汰, 古閑一憲, 白谷正治, 川崎敏之
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマジェット照射によって液状ターゲットに供給されるROSの二次元分布に周囲ガスが与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      足立拓也, 阿南翔太, 山ノ 内翔太, 内田儀一朗, 竹中弘祐, 古閑一憲, 節原裕一, 白谷正治, 川崎敏之
    • 学会等名
      平成30年度(第71回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プラズマ照射条件が模擬生体内のROS透過率に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 足立拓也, 阿南翔太, 武井彰汰, 別宮竜之介, 山ノ内翔太, 伊東巧
    • 学会等名
      第41回静電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Storage and Transportation of Reactive Oxygen Species in Tissue Phantom Irradiated with Non-thermal Plasma Jet2017

    • 著者名/発表者名
      *T. Kawasaki, K. Koga, and M. Shiratani
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical wave microphone measurements on pressure waves emitted from plasma jets2017

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Mitsugi, Shota Kusumegi, Shin-Ichi Aoqui, Toshiyuki Nakamiya, Yoshito Sonoda and Toshiyuki Kawasaki
    • 学会等名
      International Conference on Phenomena in Ionized Gases
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transportation of reactive oxygen species through a tissue phantom by atmospheric-pressure plasma jet2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, G. Kuroeda, R. Sei, M. Yamaguchi, R. Yoshinaga, R. Yamashita, H. Tasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Electrohydrodynamics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プラズマジェット照射による酸化反応の KI-デンプン試薬による二次元分布可視化2017

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 古閑一憲, 白谷正治, 内田儀一郎, 竹中弘祐, 節原裕一
    • 学会等名
      大阪大学接合科学研究所第14回産学連携シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 高電圧パルスパワー工学2018

    • 著者名/発表者名
      高木浩一,金澤誠司,猪原哲,上野崇寿,川崎敏之,高橋克幸
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      理工図書株式会社
    • ISBN
      9784844608714
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www3.nishitech.ac.jp/education/teachers/tkawasak

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nishitech.ac.jp/cgi-bin/www/researchdb/researchdb-output.pl

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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