プラズマと菌細胞ミクロ構造体との相互反応ダイナミクス

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: プラズマとナノ界面の相互作用に関する学術基盤の創成
• 研究課題/領域番号: 21110006
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 伊藤 昌文 名城大学, 理工学部, 教授 (10232472)
• 研究分担者: 太田 貴之 名城大学, 理工学部, 准教授 (10379612)
• 連携研究者: 竹田 圭吾 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00377863)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: プラズマ / 殺菌 / 活性化 / ラジカル / カビ / 酵母 / 蛍光 / フラックス

研究概要

ラジカルと植物性菌細胞のナノ界面階層的反応ダイナミクスをモニタリングする新規システムを構築し，ナノ領域で顕在化するプラズマと細胞との相互反応が細胞階層構造に与えるダイナミクスを定量的に明らかにした．
主な成果を以下に示す．①酸素ラジカル源による照射実験から，原子状酸素ラジカルと分子状酸素ラジカルの絶対密度と殺菌効率を定量的に評価した．②階層的解析により，細胞壁のダメージはなく，細胞膜の機能を失活させて細胞内の酸化により殺菌されることを定量的に明らかにした．③酸素原子ラジカルのドーズ量によって酵母細胞の増殖・抑制・殺菌を制御できることを見出した．

研究成果

• [雑誌論文] Oxidation mechanism of Penicillium digitatum spores through neutral oxygen radicals (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Hashizume, T.Ohta, K.Takeda, K.Ishikawa, M.Hori, M.Ito
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 010209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of gas flow on transport of O (^3P_j) atoms produced in ac power excited non-equilibrium atmospheric-pressure O2/Ar plasma jet (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Takeda, M.Kato, F.Jia, K.Ishikawa, H.Kano, M.Sekine, and M.Hori
  • 雑誌名: J. Phys. D : Appl. Phys 巻: 46 ページ: 464006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inactivation effects of neutral reactive-oxygen species on Penicillium digitatum spores using non-equilibrium atmospheric-pressure oxygen radical source (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Hashizume, T.Ohta, J.Fengdong, K.Takeda, K.Ishikawa, M.Hori, M.Ito
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103 ページ: 153708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inactivation Process of Penicillium digitatum Spores Treated with Non-equilibrium Atmospheric Pressure Plasma (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Hashizume, T.Ohta, T.Mori, S.Iseki, M.Hori, M.Ito
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 056202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time in situ electron spin resonance measurements on fungal spores of Penicillium digitatum during exposure of oxygen plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ishikawa, H.Mizuno, H.Tanaka, K.Tamiya, H.Hashizume, T.Ohta, M.Ito, S.Iseki, K.Takeda, H.Kondo, M.Sekine, and M.Hori
  • 雑誌名: APPLIED PHYSICS LETTERS 巻: 101 ページ: 013704
  • 査読あり
• [学会発表] Control of cellular activities by oxygen radical treatment, 3B-WS-04 (2014)
  • 著者名/発表者名: T.OHTA, H.Hashizume, M.Ito, K.Takeda, K.Ishikawa, M.Hori
  • 学会等名: 8th International Conference on Reactive Plasmas /31st Symposium on Plasma Joint International Workshop between Frontier science of interactions between plasmas and nano-interfaces and Plasma medical innovation
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20140204-07
  • 招待講演
• [学会発表] ポストハーベストにおける鮮度保持を目指したプラズマ殺菌技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田貴之,橋爪博司,伊藤昌文,竹田圭吾,石川健治,堀 勝
  • 学会等名: SVII-5, プラズマ・核融合学会 第30回年会
  • 年月日: 20131203-06
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma microbiology using density-controlled atmospheric-pressure oxygen-radical source (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Ito
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Plasma Biosciences (ISPB2013)/2013 International Forum on Functional Materials(IFFM2013)
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20130627-29
  • 招待講演
• [学会発表] Plasma Agriculture Based on Quantitative Monitoring of Reactions between Fungal Cells and Atmospheric-pressure Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Ito, T.Ohta, and K.Takeda
  • 学会等名: WW-2.7, 2012 MRS Spring Meeting & Exhibition
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20120409-13
  • 招待講演
• [図書] 3.5 節Disinfection of Fungi by Non-Equilibrium Atmospheric Pressure Plasma (分担). Sterilization and Disinfection by Plasma : Sterilization Mechanisms, Biological and Medical Applications (Editors : Akikazu Sakudo, Hideharu Shintani)(ISBN: 978-1-61668-782-3)
  • 著者名/発表者名: T.Ohta, M.Ito, M.Hori
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc., NY, USA
• [備考]
  • URL: http://wwwre.meijo-u.ac.jp/labo/ito/index.html
• [産業財産権] 干渉測定装置および測定方法 (2014)
  • 発明者名: 堀 勝,伊藤昌文,東島康裕,太田貴之
  • 権利者名: 名古屋大学,名城大学,NUシステム
  • 産業財産権種類: 登録
  • 産業財産権番号: 5397817 号
  • 取得年月日: 2014-11-01
• [産業財産権] 滅菌表示装置および滅菌装置および青果物表皮の殺菌方法 (2012)
  • 発明者名: 伊藤昌文、太田貴之,橋爪 博司,堀 勝,石川健治
  • 権利者名: 名古屋大学,名城大学
  • 産業財産権種類: 出願
  • 産業財産権番号: 特願2012-037940
  • 出願年月日: 2012-02-23