| 研究課題/領域番号 |
18H01205
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分14030:プラズマ応用科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
北野 勝久 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20379118)
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| 研究分担者 |
座古 保 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (50399440)
白木 賢太郎 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90334797)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
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| キーワード | 大気圧プラズマ / プラズマ誘起液中化学反応場 / プラズマ医療 / プラズマ消毒 / 過硝酸 / 活性窒素種 / 反応速度論 / アミノ酸 / 殺菌 / 活性窒素酸素種 / プラズマ誘起液中化学反応 |
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| 研究成果の概要 |
大気圧低温プラズマは生体へ熱損傷を与えずに多種の化学種を供給できるという点で様々な応用が期待できる。濡れ環境である生体への適用を考えた時にプラズマ誘起液中化学反応場というコンセプトが重要になってくる。供給された化学種が生体分子に化学修飾をすることが作用機序であるが、本研究では、短寿命な化学種は液中で濃度勾配を持ち、活性酸素種のみならず活性窒素種まで考慮に入れることで研究を進めた。プラズマ照射中の気液界面の極薄い領域でのみ活性窒素種の過硝酸が生成されていることがわかった。過硝酸のバイオ応用は世界初であり、その反応作用を評価するために、生体分子との化学修飾に関する研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラズマ誘起液中化学反応場は医療応用など様々な分野への適用が考えられるが、その作用機序の解明はこれまで十分とは言えなかった。本研究では、活性窒素種まで考慮した反応場、液中に化学種が時間的・空間的に分布しているというコンセプトに基づき、このような新規反応場の理解を進めた。このような研究を通じて、プラズマ処理水中に過硝酸という化学種が生成され、高い安全性と殺菌力を備えていることが分かった。この過硝酸という化学物質による殺菌は研究代表者らが世界で初めて発見した手法となるが、プラズマの研究を深化させることで、他分野への波及効果の高い研究成果が得られた。
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