電子スピン共鳴法を用いた低温プラズマによる液中プラズマプロセスの反応機構の解明

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20684026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 北野 勝久 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20379118)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: マイクロプラズマ / 大気圧プラズマ / 液中プラズマプロセス / フリーラジカル / 電子スピン共鳴法 / 大気イオン

研究概要

低温プラズマと液体を接触させて行う液中プラズマプロセスにおいて、気相中のプラズマによって生成される液中フリーラジカルを質量分析装置と電子スピン共鳴法と用いた測定手法を確立することにより、その反応機構を解明することを進めた。気相中の原子種が由来となりイオン・ラジカル化した活性種が、液中に溶存することで液中の活性種となることで、各種の液中反応に寄与していることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Protein pattering by atmosphericpressure plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: Ando, A. Sayed, T. Asano, R. Tero, K. Kitano, T. Urisu, S. Hamaguchi
  • 雑誌名: J. Phys.:Conf. Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron density measurement for plasmas by Terahertz time-domain spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Ando, H. Kitahara, T. Kurose, K. Kitano, K. Takano, H. Tani, M. Hangyo, S. Hamaguchi
  • 雑誌名: J. Phys.:Conf. Series (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of pH on Bacterial Inactivation in Aqueous Solutions due to Low-Temperature Atmospheric Pressure Plasma Application (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ikawa, K. Kitano, S. Hamaguchi
  • 雑誌名: Plasma Process. Polym. 7(1) ページ: 33-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of Electron Densities of Plasmas by Terahertz Time-Domain Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Kitahara, A. Ando, T. Kurose, K. Kitano, K. Takano, M. Tani, M. Hangyo, S. Hamaguchi
  • 雑誌名: Proc. of 34th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW-THz 2009 Articlenumber5324771
• [雑誌論文] Preparation of Stable Water-Dispersible PEGylated Gold Nanoparticles Assisted by Nonequilibrium Atmospheric-Pressure Plasma Jets (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Furusho, K. Kitano, S. Hamaguchi, Y. Nagasaki
  • 雑誌名: Chem. Mater. 21(15) ページ: 3526-3535
  • 査読あり
• [雑誌論文] Creation of Biointerface by Atmospheric Plasma Treatment of Plasma Sensitive Polymeric Materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Swapan Kumar Saha, J. Nakanishi, K. Kitano, S. Hamaguchi, Y. Nagasaki
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. Technol. 22(4) ページ: 481-484
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonequilibrium Atmospheric Plasma Jets Assisted Stabilization of Drug Delivery Carriers: Preparation and Characterization of Biodegradable Polymeric Nano-Micelles with Enhanced Stability (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Sumitani, H. Murotani, M. Oishi, K. Kitano, S. Hamaguchi, Y. Nagasaki
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. Technol. 22(4) ページ: 467-471
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Beta steady-state FRC plasma sustained by rotating magnetic field with spatial high-harmonic components (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, K. Yambe, K. Kitano, S. Okada, T. Asai
  • 雑誌名: Journal of Fusion Energy Volume28,Issue2 ページ: 162-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Azimuthally non-uniform equilibrium of field-reversed configuration sustained by rotating magnetic field with spatial high-harmonic components (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, K. Yambe, K. Kitano, S. Okada
  • 雑誌名: Nuclear Fusion Volume49,Issue5,Articlenumber0550102009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of Biointerface by Nonequilibrium Atmospheric Plasma Jets -Approach from Plasma Susceptible Polymers- (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagasaki, M. Umeyama, M. Iijima, K. Kitano, S. Hamaguchi
  • 雑誌名: J. Photopolym. Sci. Technol. 21 ページ: 267-270
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Beta Steady-State FRC Plasma Sustained by Rotating Magnetic Field with Spatial High-Harmonic Components (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Inomoto, K. Yambe, K. Kitano, S. Okada, T. Asai
  • 雑誌名: Journal of Fusion Energy
  • URL: DOI10.1007/s10894-008-9168-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of NIR Bioimaging Systems (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohei Soga, Takashi Tuji, Fumio Tashiro, Joe Chiba, Motoi Oishi, Keitaro Yoshimoto, Yukio Nagasaki, Katsuhisa Kitano, Satoshi Hamaguchi
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Series 106 ページ: 012023-1-5
  • 査読あり
• [学会発表] Formation mechanism of ions and free radicals in water by non-contact atmospheric pressure plasma processes (2010)
  • 著者名/発表者名: K Kitano, A. Tani, S. Ikawa, R. Arakawa, N. Ohnishi
  • 学会等名: International Workshop on Plasmas with Liquids (IWPL 2010)
  • 発表場所: Hotel Okudougo, Ehime, Japan
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] プラズマ液体プロセスにおける液中イオン・ラジカル生成機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、米森星矢、谷篤史、井川聡、大西直文、荒川隆一、浜口智志
  • 学会等名: 2010年春季第57回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] プラズマ誘起フリーラジカルによる液体殺菌 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、大西直文、浜口智志
  • 学会等名: 電気学会全国大会シンポジウム
  • 発表場所: 明治大学駿河台キャンパス
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 大気圧低温プラズマを用いた液体プロセスにおける気体ならび液体中の反応活性種生成機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 学会等名: 第4回ポリスケールテクノロジーワークショップ
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] 低周波大気圧プラズマジェットを用いた液体に対するプラズマプロセス応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 学会等名: 第19回プラズマが拓くものづくり研究会(plam)プラズマ技術講演会
  • 発表場所: 名古屋市サイエンス交流プラザ
  • 年月日: 2010-02-17
• [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットを用いたバイオ・ナノ応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 学会等名: ソシオ大阪フォーラム
  • 発表場所: 尼崎市中小企業センター
  • 年月日: 2010-02-10
• [学会発表] Biological application of the free radicals in the liquid processed by plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 学会等名: 第4回光・プラズマプロセスのバイオ応用ワークショップ
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-01-26
• [学会発表] 低周波大気圧プラズマジェットの放電メカニズムと液体へのプラズマプロセス～ナノ・バイオ応用～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 学会等名: 日本機械学会大気圧プラズマ流による人間環境保全技術に関する特別講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2009-12-22
• [学会発表] 液中プラズマプロセスにおける気中・液中フリーラジカル生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、谷篤史、井川聡、大西直文、荒川隆一、浜口智志
  • 学会等名: プラズマ・核融合学会年会
  • 発表場所: 京都市国際交流会館
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Overview of Atmospheric Plasma for Biomaterials Science (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kitano, Y. Nagasaki, K. Soga, S. Hamaguchi
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Atomic Technology (ISAT-4)
  • 発表場所: Seaside Hotel MAIKO VILLA KOBE
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットを用いた液中ラジカル生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、谷篤史、井川聡、大西直文、荒川隆一、米森星矢、浜口智志
  • 学会等名: 電子スピンサイエンス学会ミニシンポジウム「ESRによる応用計測」
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-11-11
• [学会発表] Efficient bacterial inactivation in aqueous solution by low-temperature atmospheric pressure plasma application with a reduction of the solution pH (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kitano, S. Ikawa, A. Tani, N. Ohnishi, S. Hamaguchi
  • 学会等名: 62nd Annual Gaseous Electronics Conference
  • 発表場所: Saratoga Springs, New York, USA
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] 低周波大気圧非平衡マイクロプラズマジェットの動的挙動V (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、浜口智志
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 液中プラズマプロセスにおける液中ラジカルの電子スピン共鳴法による診断IV (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、谷篤史、溝谷浩平、井川聡、大西直文、浜口智志
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットを用いた液中滅菌プロセスの解明IV (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、大西直文、浜口智志
  • 学会等名: 2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] 大気圧低温プラズマによる液中フリーラジカル生成 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、谷篤史、井川聡、大西直文、浜口智志
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 大阪府立大学中之島サテライト
  • 年月日: 2009-09-04
• [学会発表] 低周波大気圧マイクロプラズマジェットの放電メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、浜口智志
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2009-06-12
• [学会発表] 大気圧LFプラズマジェット～その理解と多様な産業応用展開～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、浜口智志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学会学術講演会プラズマエレクロニクス分科会主催スクール大気圧プラズマの基礎と応用
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] 液中プラズマプロセスにおける液中ラジカルの電子スピン共鳴法による診断III (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、谷篤史、溝谷浩平、井川聡、浜口智志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットを用いた液中滅菌プロセスの解明III (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、浜口智志
  • 学会等名: 2009年春季第56回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] 液体のプラズマ滅菌とメカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、浜口智志
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡工業大学
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] プラズマ誘起フリーラジカルによる液中化学プロセス (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、浜口智志
  • 学会等名: オレンジプラズマ・フロンティア愛媛第1回公開シンポジウム
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2009-03-13
• [学会発表] Low Frequency (LF) microplasma jet and its application to plasma induced chemical processes in liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Kitano, A. Tani, S. Ikawa, S. Hamaguchi
  • 学会等名: Fundamentals and Applications of Microplasmas (IWM-5)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2009-03-03
• [学会発表] LFプラズマジェットを用いた液体のプラズマ滅菌-液中ラジカルの利用と診断- (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、浜口智志
  • 学会等名: 日本真空協会スパッタリングおよびプラズマプロセス技術部会第112回定例会
  • 発表場所: 機械振興会館東京
  • 年月日: 2009-02-17
• [学会発表] 液体へのプラズマプロセシングにおける液中フリーラジカルの診断と応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、谷篤史、井川聡、浜口智志
  • 学会等名: プラズマ科学シンポジウム2009/第26回プラズマプロセシング研究会(PSS-2009/SPP-2009)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-02-04
• [学会発表] プラズマフォトニクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、浜口智志
  • 学会等名: 大阪大学フォトニクス先端融合研究センター第3回シンポジウム
  • 発表場所: 大手町サンケイプラザ東 京
  • 年月日: 2008-12-12
• [学会発表] 大気圧低温プラズマを用いたプラズマ液中化学プロセスにおける液中フリーラジカル (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、谷篤史、溝谷浩平、浜口智志
  • 学会等名: 日本学術振興会プラズマ材料科学第153委員会第86回研究会
  • 発表場所: 弘済会館、東京
  • 年月日: 2008-11-05
• [学会発表] 低周波大気圧非平衡マイクロプラズマジェットの動的挙動IV (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、浜口智志
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] 大気圧低温プラズマジェットを用いた液中滅菌プロセスの解明(II) (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、井川聡、浜口智志
  • 学会等名: 2008年秋季第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Atmospheric Pressure Plasma Technique in Bio-related Science (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kitano, S. Hamaguchi
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Atomic Technology for Biomaterials Science, (ISATBMS-2)
  • 発表場所: Tsukuba Univ
  • 年月日: 2008-07-16
• [学会発表] 低周波大気圧マイクロプラズマジェットと液中プラズマプロセス (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 学会等名: 日本真空協会関西支部平成20年度第2回講演会、第1回研究会
  • 発表場所: 京都工業繊維大学
  • 年月日: 2008-05-30
• [学会発表] LF micro plasma jets with a single HV electrode and the generation of free radicals in liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Kitano, A. Tani, S. Ikawa, S. Hamaguchi
  • 学会等名: The 6th EU-Japan Joint Symposium on Plasma Processing (JSPP2008)
  • 発表場所: Okinawa Convention Center, Okinawa, Japan
  • 年月日: 2008-04-21
• [図書] 光とナノが創る科学と産業 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久、浜口智志
  • 総ページ数: 178-179
  • 出版者: (株)アドスリー
• [図書] フォトニクスの夜明け (2008)
  • 著者名/発表者名: 北野勝久
  • 総ページ数: 89-101
  • 出版者: (株)アドスリー
• [備考]
  • URL: http://www.ppl.eng.osaka-u.ac.jp/kitano/
• [備考] 「プラズマでう蝕治療」、北野勝久、(株)吉田製作所、日本歯科新聞、(2009/9/1). 「技術ウオッチプラズマ、応用範囲広がる」、北野勝久、(株)吉田製作所、日本経済新聞、(2009/6/27).
• [備考] 「プラズマで虫歯菌退治」、北野勝久、(株)吉田製作所、日経産業新聞、(2009/6/23).
• [備考] 「21世紀の気鋭～阪大助教北野勝久～」、北野勝久、日経産業新聞、(2008年7月31日、13面).
• [備考] 北野勝久、日本材料科学会、材料の科学と工学(47巻3号)、「プラズマ誘起液中化学プロセスのバイオ応用」、(2010/6)、出版準備中.
• [備考] 北野勝久、オプトロニクス社、月刊OPTRONICS、(5月号)「プラズマフォトニクスとその産業応用」、(2010/5)、出版準備中.
• [備考] 北野勝久、浜口智志、(株)現代化学同人、月刊現代化学(2009年7月号)「冷たいプラズマによる液中化学反応-重合から殺菌まで-」、460 (7) 25-31 (2009/6).
• [備考] 北野勝久、井川聡、浜口智志、(株)シーエムシー出版、月刊バイオインダストリー(2009年6月号、26 (6)16-22)、「小型プラズマ発生装置を用いた殺菌」、(2009/5).
• [備考] 井通暁、北野勝久、「極限的高ベータプラズマ閉じ込め:FRC研究の新展開3. FRC研究の現状3. 2回転磁場による定常維持」、プラズマ・核融合学会誌、84、8月号、pp514-517、(2008).
• [備考] 北野勝久、浜口智志、「低周波大気圧マイクロプラズマジェット」、応用物理学会誌、77(4), pp. 383-389 (2008).
• [産業財産権] STERILIZATION METHOD AND APPARATUS (2010)
  • 発明者名: S. Ikawa、K. Kitano、S. Hamaguchi
  • 権利者名: S. Ikawa、K. Kitano、S. Hamaguchi
  • 産業財産権番号: ヨーロッパ出願・EP-08833279. 6
  • 出願年月日: 2010-03-25
• [産業財産権] STERILIZATION METHOD AND APPARATUS (2010)
  • 発明者名: S. Ikawa、K. Kitano、S. Hamaguchi
  • 権利者名: S. Ikawa、K. Kitano、S. Hamaguchi
  • 産業財産権番号: 米国出願・US No, 12/680, 018
  • 出願年月日: 2010-03-25
• [産業財産権] 放電イオン化電流検出器 (2009)
  • 発明者名: 北野勝久、品田恵
  • 権利者名: 大阪大学、(株)島津製作所
  • 産業財産権番号: 国内出願・特願2009-276091
  • 出願年月日: 2009-12-04
• [産業財産権] 液体にイオンを供給する方法および装置並び殺菌方法および装置 (2009)
  • 発明者名: 北野勝久
  • 権利者名: 大阪大学
  • 産業財産権番号: 国内出願・特願2009-203992
  • 出願年月日: 2009-09-03
• [産業財産権] 歯科用診療装置及び歯科用プラズマジェット照射装置 (2009)
  • 発明者名: 山中通三、川原恒夫、北野勝久、井川聡
  • 権利者名: (株)吉田製作所、大阪大学
  • 産業財産権番号: PCT出願・PCT/JP2009/62937
  • 出願年月日: 2009-07-17
• [産業財産権] Plasma Producing Apparatus and Method of Plasma Production (2009)
  • 発明者名: K. Kitano, S. Hamaguchi, H. Aoki
  • 権利者名: 大阪大学、大阪TLO
  • 産業財産権番号: 米国出願・US No. 12/518, 737
  • 出願年月日: 2009-06-09
• [産業財産権] 殺菌方法および装置 (2009)
  • 発明者名: 井川聡、北野勝久、浜口智志
  • 権利者名: 井川聡、北野勝久、浜口智志
  • 産業財産権番号: 日本国特許・特許第4408957号
  • 取得年月日: 2009-09-25
• [産業財産権] 支持体表面の処理用架橋重合体組成物 (2008)
  • 発明者名: 長崎幸夫、梅山雅也、飯島道弘、北野勝久、浜口智志
  • 権利者名: 筑波大学
  • 産業財産権番号: 日本国出願・特願2008-238133
  • 出願年月日: 2008-09-17