【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0236
利用課題名 / Title
大気圧プラズマのバイオ応用に関する研究
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
プラズマ処理/ Plasma treatment,In-situ電子スピン共鳴,抗菌・抗ウイルス材料/ Antibacterial/antiviral materials,細胞・組織再生誘導材料/ Materials for inducing cell and tissue regeneration
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
伊藤 昌文
所属名 / Affiliation
名城大学理工学部電気電子工学科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes
高田 昇治
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-235：超高密度大気圧プラズマ装置
NU-236：In-situ電子スピン共鳴
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
大気圧プラズマの農業応用に向けた基礎研究として、アミノ酸の一種であるトリプトファンがプラズマで生成される気相中の酸素ラジカルとどう反応するかをラジカルトラップ剤との反応をESRを用いて分析した。
実験 / Experimental
超高密度大気圧プラズマ装置（NU-235）などを用いて、液体中に溶解したトリプトファンとどのように反応するかをラジカルトラップ剤である3,5-Dibromo-4-Nitrosobenzenesulfonate (DBNBS)との反応をESR（NU-236）を用いて分析した。これらの振る舞いと大腸菌の殺菌率などとの相関を見ることで、これらのラジカルの殺菌への寄与を検討した。
結果と考察 / Results and Discussion
DBNBSとアミノ酸のトリプトファンを懸濁するだけでESRシグナルが検出され、徐々にピーク強度が増加する様子が観察された。一方で、酸素ラジカルを1分、10分照射したトリプトファン溶液にDBNBSを懸濁すると、それぞれ100倍、1000倍以上のピーク強度のESR信号が観測され、酸素ラジカル照射時間に応じでピーク強度が大きくなることが確認された。その後、ピーク強度は減少し、懸濁後20分後にはピーク強度の減少幅が小さくなりほぼ一定の強度になることを確認した。これらの結果から、トリプトファンはDBNBSと自発的に徐々に反応することが明らかとなったが、酸素ラジカル中の酸素原子などトリプトファンが反応することでトリプトファンラジカルなどが生成され、DBNBSと即時的に反応し、約10分でピーク強度が半減し、20分後にはほぼ一定となることが判明し、DBNBSとトリプトファンのようなピロール環を持つ有機物質との反応解析をする場合、自発反応によるESRシグナルの増加を考慮して解析することが重要であることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Daiji Kitagawa, Takuya Watanabe, Motoyuki Shimizu, Masashi Kato, Kenji Ishikawa, Hiromasa Tanaka, Masaru Hori, Masafumi Ito, “Irradiation Time Dependence of Bactericidal Effect of Oxygen Radical-Activated Indole Solution”,04P-84, ISPlasma2025/IC-PLANTS2025, Kasugai, Japan, 4, March, 2025
- Daichi Michiyama, Hiroshi Hashizume, Hiromasa Tanaka, Masaru Hori, Masafumi Ito, “Bactericidal effect of surfactant solutions irradiated with oxygen radicals on Escherichia coli”, SunB-4, JSAP Tokai New Frontier Research International Workshop, Nagoya, Japan, 2, March, 2025.
- Daiji Kitagawa, Takuya Watanabe, Motoyuki Shimizu, Masashi Kato, Kenji Ishikawa, Hiromasa Tanaka, Masaru Hori, Masafumi Ito, “Bactericidal effect of short-lived active species derived from indole on Escherichia coli”, The 34nd Annual Meeting of MRS-J, International symposium: Plasma Lifesciences, D3-O17-005, Yokohama, Japan, Dec.16-18, 2024.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件