• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

コンビナトリアル細胞活性解析を用いた細胞超活性プラズマの創成

研究課題

研究課題/領域番号 24340143
研究機関九州大学

研究代表者

古閑 一憲  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (90315127)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードプラズマ / バイオテクノロジ / 細胞活性 / コンビナトリアル解析 / プラズマ生体応用 / 植物成長促進
研究概要

本研究では、プラズマ生体応用の新世代研究対象である生体細胞を対象として、申請者が最近見出した、プラズマ照射による細胞増殖加速のメカニズムを解明して、複数回のプラズマ照射による指数関数的な細胞増殖加速を実現する「細胞超活性プラズマプロセス」を創成することを目的とする。本研究で申請者が新しく創成する『細胞超活性プラズマ』とは、複数回のプラズマ照射により、細胞活性化を重畳して細胞増殖を加速度的に早めることである。これを実現するために、(1)コンビナトリアル細胞活性解析法の開発、(2)プラズマ-細胞相互作用による細胞増殖活性メカニズムの解明、(3)細胞超活性プラズマの創成について研究遂行する。 平成25年度は、平成24年度に開発したコンビナトリアル細胞活性解析法を用いて、植物の種子を対象に、空気中放電下でのコンビナトリアル解析を行った。カイワレの成長促進効果の時間推移を評価したところ、種子への1回の空気プラズマの照射により、成長促進効果が1週間程度維持することを明らかにした。また、放電で生成されたオゾンとNOxの濃度の空間分布を計測し、カイワレの成長促進効果とオゾン濃度・NOx濃度との間に相関がみられないことを明らかにした。次に、カイワレの種子へのプラズマ照射時に、水を加えた場合の成長促進効果を評価した。水量を一定にして、水面から種子までの深さを変えてプラズマを照射したところ、種子が水面に近いほど、種子に直接プラズマを照射した場合に近い成長促進効果がえられた。これらの結果は、プラズマで発生した短寿命の活性種による直接的な成長促進効果は見られないこと、また、プラズマ照射により、植物内ホルモンの分泌が変化して成長促進につながったことを示唆している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では、プラズマ生体応用の新世代研究対象である生体細胞を対象として、プラズマ照射による細胞増殖加速のメカニズムを解明して、複数回のプラズマ照射による指数関数的な細胞増殖加速を実現する「細胞超活性プラズマプロセス」を創成することを目的として、(1)コンビナトリアル細胞活性解析法の開発、(2)プラズマ-細胞相互作用による細胞増殖活性メカニズムの解明、(3)細胞超活性プラズマの創成について研究を行っている。
H24年度は当初の予定通り、コンビナトリアル細胞活性解析法の研究開発を行い予定としていたH25年度初旬よりも早く開発に成功した。H25年度は交付申請書に記載した予定通り、研究項目(2)プラズマ-細胞相互作用による細胞増殖活性メカニズムの解明について、主に植物の成長促進に対するプラズマ照射の効果を、プラズマから発生した活性種の観点から評価した。その結果、プラズマで発生した短寿命の活性種による直接的な成長促進効果は見られないこと、また、プラズマ照射により、植物内ホルモンの分泌が変化して成長促進につながったことを示唆しする結果を得た。この結果は、プラズマ-細胞増殖活性メカニズムの解明につながる重要な知見であることから判断した。

今後の研究の推進方策

平成26年度は、当初の予定通り研究項目(2)プラズマ-細胞相互作用による細胞増殖活性メカニズムの解明をH25年度に引き続き研究する。H25年度に得た、プラズマ照射による植物内部のホルモン分泌等が変化して成長促進が誘起されたことを示唆する結果を受けて、プラズマ照射による成長促進効果について生化学的な面から明らかにすることで、プラズマによる植物細胞メカニズムを明らかにする。
研究推進のためには、植物細胞の内部物質の分泌状態を明らかにする必要がある。ホルモンについては、計測が非常に難しいため、外部に評価依頼して対応する。外部評価では、予算の関係上サンプル数が限られるため、植物ホルモン以外の物質、例えばATP量などの計測を行うため、今年度、プレートリーダーを購入する。
また、つぎのような下記の項目について研究を行う。(1)植物種による成長促進効果の違いを明らかにする。(2)特定のガス雰囲気下でのプラズマ照射による成長促進効果の評価を行い、成長促進に効果をもつ活性種を同定する。(3)照射後の種子の栽培開始までの時間の影響を評価して、プラズマ照射による細胞成長促進効果の保持能力を明らかにする。
以上のような研究を行い、プラズマ照射による細胞増殖促進メカニズムを解明する。

次年度の研究費の使用計画

H25年度、吸光計測可能なマルチプレートリーダーを購入する予定であったが、研究遂行上吸光・蛍光・発光について計測する必要が出てきたため、H25年度の予算内では収まらないことが分かった。残りの基金とH26年度交付予定の予算を合わせて、装置購入に充てるため次年度使用額が生じた。
次年度使用額の使用については、H26年度配分予定の予算と合わせて、吸光・蛍光・発光が測定可能なマルチプレートリーダーを購入する予算として使用する。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Plasma induced long-term growth enhancement of Raphanus sativus L. using combinatorial atmospheric air dielectric barrier discharge plasmas2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kitazaki, T. Sarinont, K. Koga, N. Hayashi, M. Shiratani
    • 雑誌名

      Curr. Appl. Phys.

      巻: 14 ページ: S149-S153

    • DOI

      10.1016/j.cap.2013.11.056

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of Atmospheric Air Plasma Irradiation on pH of Water2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, K. Koga, S. Kitazaki, G. Uchida, N. Hayashi, M. Shiratani
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of oxidizing substances generated by atmospheric pressure non-thermal plasma jet with water2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, K. Kawano, H. Mizoguchi, Y. Yano, K. Yamashita, M. Sakai, G. Uchida, K. Koga, M. Shiratani
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing

      巻: - ページ: 4P-PM-S09-P25

  • [雑誌論文] Long term growth of radish sprouts after atmospheric pressure DBD plasma irradiation to seeds2014

    • 著者名/発表者名
      T. Amano, T. Sarinont, S. Kitazaki, N. Hayashi, K. Koga, M. Shiratani
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing

      巻: - ページ: 5P-PM-S12-P33

  • [雑誌論文] Effects of growth enhancement by plasma irradiation to seeds in water2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, K. Koga, S. Kitazaki, M. Shiratani, N. Hayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing

      巻: - ページ: 5P-PM-S12-P32

  • [雑誌論文] Multi-generation evaluation of plasma growth enhancement to arabidopsis thaliana2014

    • 著者名/発表者名
      K. Koga, T. Sarinont, S. Kitazaki, N. Hayashi, M. Shiratani
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing

      巻: - ページ: 6C-PM-A4

  • [学会発表] Combinatorial Approach to Plasma Biosciences

    • 著者名/発表者名
      M. Shiratani, S. Kitazaki, T. Sarinont, K. Koga, G. Uchida, and N. Hayashi
    • 学会等名
      2013 International Forum on Functional Materials (IFFM2013)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Korea
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation between Species Generated by Atmospheric Pressure Air Plasmas and Growth Enhancement of Oryza Sativa

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, S. Kitazaki, K. Koga, G.u Uchida, M. Shiratani, T. Murakami, N. Hayashi
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
    • 発表場所
      Makuhari, Chiba, Japan
  • [学会発表] Effects of atmospheric air plasma treatments of seeds on plant growth

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, S. Kitazaki, K. Koga, G. Uchida, N. Itagaki, H. Seo, M. Shiratani and N. Hayashi
    • 学会等名
      The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2013)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Korea
  • [学会発表] Antioxidative Activity of Plant and Regulation of Plant Growth Induced by Oxygen Radicals (Invited)

    • 著者名/発表者名
      N. Hayashi, S. Kitazaki, K. Koga, M. Shiratani, Y. Yagyu, A. Yonesu
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Doshisha University, Japan
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Atmospheric Air Plasma Irradiation on pH of Deionized Water

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, S. Kitazaki, K. Koga, G. Uchida, M. Shiratani and N. Hayashi
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Doshisha University, Japan
  • [学会発表] Combinatorial Method of Plasma Irradiation to Seeds of Raphanus sativus L.

    • 著者名/発表者名
      M. Shiratani, S. Kitazaki, T. Sarinont, K. Koga, G. Uchida, N. Hayashi
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Doshisha University, Japan
  • [学会発表] Time evolution of growth enhancement effects of radish sprouts due to atmospheric pressureplasma irradiation

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, S. Kitazaki, K. Koga, G. Uchida, M. Shiratani, N. Hayashi
    • 学会等名
      The 26th Symposium on Plasma Science for Materials (SPSM-26)
    • 発表場所
      Centennial Hall Kyushu University School of Medicine, Jaoan
  • [学会発表] シート状プラズマジェットの照射領域制御とその評価

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 坂井美穂, 内田儀一郎, 古閑一憲, 白谷正治
    • 学会等名
      第29回九州山口プラズマ研究会
    • 発表場所
      クレドホテル臼杵
  • [学会発表] Correlation between Species Generated by Atmospheric Pressure Air Plasmas and Growth Enhancement of Oryza Sativa

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, K. Koga, M. Shiratani
    • 学会等名
      The 6th Thailand-Japan International Academic Conference 2013
    • 発表場所
      Osaka University, Japan
  • [学会発表] 酸素プラズマ照射による植物細胞の抗酸化活性変化

    • 著者名/発表者名
      林信哉, 小野大帝, 内田祥平, 北崎訓, 古閑一憲, 白谷正治
    • 学会等名
      平成25年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
  • [学会発表] プラズマジェットから発生する酸化性物質の可視化

    • 著者名/発表者名
      山下佳亮, 河野航大, 溝口博士, 矢野裕士, 川崎敏之, 坂井美穂, 内田儀一郎, 古閑一憲, 白谷正治
    • 学会等名
      平成25年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
  • [学会発表] 種子への大気圧DBDプラズマ照射後のカイワレ大根成長の時間推移

    • 著者名/発表者名
      天野孝昭, サリノント タパナット, 北﨑訓, 古閑一憲, 白谷正治, 林信哉
    • 学会等名
      平成25年度応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
  • [学会発表] プラズマ中の活性酸素種による植物のレドックス状態変化と成長促進効果

    • 著者名/発表者名
      林信哉, 内田詳平, 小野大帝, 北崎訓, 古閑一憲, 白谷正治
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
  • [学会発表] Effects of Water on Interaction between Plant Growth and Plasma

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, K. Koga, S. Kitazaki, M. Shiratani, N. Hayashi
    • 学会等名
      23rd Annual Meeting of MRS-JAPAN 2013
    • 発表場所
      Yokohama Port Opening Plaza, Japan
  • [学会発表] 水中種子へのプラズマ照射の成長促進効果

    • 著者名/発表者名
      白谷正治, T. Sarinont, 天野孝昭, 古閑一憲, 北崎訓, 林信哉
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部第17回支部大会
    • 発表場所
      佐世保工業高等専門学校
  • [学会発表] プラズマ技術およびその応用可能性について

    • 著者名/発表者名
      古閑一憲
    • 学会等名
      平成25年度次世代テクノロジーセミナー
    • 発表場所
      リファレンス駅東ビル, 福岡
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of oxidizing substances generated by atmospheric pressure non-thermal plasma jet with water

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, K. Kawano, H. Mizoguchi, Y. Yano, K. Yamashita, M. Sakai, G. Uchida, K. Koga, M. Shiratani
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Japan
  • [学会発表] Long term growth of radish sprouts after atmospheric pressure DBD plasma irradiation to seeds

    • 著者名/発表者名
      T. Amano, T. Sarinont, S. Kitazaki, N. Hayashi, K. Koga, M. Shiratani
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center, Japan
  • [学会発表] Effects of growth enhancement by plasma irradiation to seeds in water

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, K. Koga, S. Kitazaki, M. Shiratani, N. Hayashi
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center
  • [学会発表] Multi-generation evaluation of plasma growth enhancement to arabidopsis thaliana

    • 著者名/発表者名
      K. Koga, T. Sarinont, S. Kitazaki, N. Hayashi, M. Shiratani
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center
    • 招待講演
  • [学会発表] Long Term Growth Curve of Raphanus sativus L. after Atmospheric Pressure DBD Plasma Irradiation

    • 著者名/発表者名
      T. Amano, T. Sarinont, S. Kitazaki, N. Hayashi, K. Koga, M. Shiratani
    • 学会等名
      18th Korea - Japan Workshop on Advanced Plasma Processes and Diagnostics
    • 発表場所
      NISHIJIN PLAZA, Fukuoka
  • [学会発表] Effects of Atmospheric Air Plasma Treatments of Seeds of Oryza sativa,Raphanus sativus L. and Zinnia on Plant Growth

    • 著者名/発表者名
      T. Sarinont, T. Amano, K. Koga, M. Shiratani
    • 学会等名
      18th Korea - Japan Workshop on Advanced Plasma Processes and Diagnostics
    • 発表場所
      NISHIJIN PLAZA, Fukuoka
  • [学会発表] コンビナトリアル細胞活性解析を用いた細胞超活性プラズマの創成

    • 著者名/発表者名
      古閑一憲
    • 学会等名
      第8回レーザー学会「レーザーバイオ医療」技術専門委員会
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of NO gas fumigation and NO plasma irradiation to seeds on plant growth

    • 著者名/発表者名
      Thapanut Sarinont,Takaaki Amano,Kazunori Koga,Masaharu Shiratani
    • 学会等名
      2014年 第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
  • [備考] 九州大学システム情報科学研究院プラズマ工学研究室

    • URL

      http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi