Name: 대기압 플라즈마 설치 프로그램은 반응성 종 형성을 조사하기 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: 배우세요 대기압 플라즈마 설치 방법으로 반응성 종 형성을 조사하는 기술입니다. 헬륨 기반 플라즈마 제트와 Faraday 케이지를 활용하여 생물학적 샘플 처리의 효능을 평가할 수 있습니다.

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저자는 장비를 위해 도움을 준 Chris Mortimer, Chris Rhodes(화학과 워크숍) 및 Kari Niemi(York Plasma Institute)에게 감사를 표합니다. 이 작업은 Leverhulme Trust(보조금 번호)의 지원을 받았습니다. RPG-2013-079) 및 EPSRC(EP/H003797/1 & EP/K018388/1)를 참조하십시오.

1. 플라즈마 설정 차폐 <ol><li> 전원 공급 전압 / 전류 측정기, 전원 케이블, 플라즈마 전극, 플라즈마 제트 등 : 케이지 안에 전기 환경의 모든 부분을 위치 </li><li> 라이브 전극 것으로, 접지 전극과 각각의 케이블이 서로 또는 금속 메쉬와 접촉하지 않도록 케이지 내의 공간이 충분한 지 확인합니다. </li><li> 플라즈마 운전 중에 고압 전극에서 전기 충격의 위험을 피하기 위해, 플라즈마 전원에 접속 인터록와 케이지를 착용. </li><li> 플라즈마 작업 중단없이 매개 변수의 변경을 허용하도록 케이스의 외면에 전압 및 주파수 제어를 놓는다. </li><li> 접지 모든 금속 메쉬 케이지와 지구 결합 플러그에 배선에 의해 케이지 자체 내에서 지원한다. </li></ol> 2. 방전 매개 변수 <ol><li> 접지 전극 오 아래의 라이브 전극의 위치를N 유리관 (즉, 관 노즐에 가깝게). </li><li> 동작 전압을 측정하고, 리턴 전류를 모니터링하기 위해 순환 전류 프로브를 통해 상기 접지 전극을 통과하는, 플라즈마 전원에 전압 프로브를 연결한다. </li><li> 전류, 전압 및 플라즈마 동작 주파수 (전류 또는 전압 프로브 중 하나에 의해 결정)을 모니터링하는 오실로스코프에 전압 및 전류 프로브를 모두 연결한다. </li><li> 질량 흐름 제어기 (MFC의)을 사용하여 2 SLM에 유리관을 통해 가스의 흐름을 설정한다. </li><li> 플라즈마 전원을 켜서 통과하는 공급 기체 헬륨 유리관의 플라즈마 점화. 프로브로부터 판독하여, 각각 18 kV의 25 kHz로 방전 전압 및 주파수를 설정한다. 주 : 파라미터 변화 방전 모든 실험에서 가장 높은 분자량 콘텐츠 발생되는 최소 전압과 주파수를 결정하기 위해 수행된다. 일분자 함량 증가 전자는 플라즈마 점화 할에 대한 더 높은 전압을 필요로한다. 높은 전압 따라서 액체 시료 증발 증가로 이어지는 플라즈마 상당한 가스 온도가 증가 될 수 있습니다. </li><li> 모든 실험에서 일정한 전압을 유지합니다. </li></ol> 3. 공급 가스에 혼화제를 소개합니다 <ol><li> T 자 커넥터를 사용하여 주요 공급 가스 배관에 두 번째 MFC를 연결합니다. </li><li> 공급 가스에 수증기를 추가하려면, 메쉬 케이지의이 드레 플라스크 (측면 상단이나에) 외부에 물이 가득하고 위치를 통해 헬륨의 MFC-규제 흐름을. </li><li> 공급 가스의 흐름을 분할하여 채도의 원하는 레벨을 얻었다. 물 (H 2 O 16)과이 드레 플라스크를 통해 가스 유동 (200 SCCM)의 10 %가 직접 공급 가스의 10 % 포화를 달성했다. </li><li> T 개의 커넥터를 사용하여,의 90 % (1,800 SCCM)와 함께이 완전히 수증기 포화 가스를 결합건조 가스의 흐름. </li></ol> 4. 원자로 <ol><li> 두 부분으로 상하로 이루어진 유리 반응기를 준비한다. 배기관과의 하부를 착용. </li><li> 플라즈마 제트의 노즐에 유리 반응기를 놓습니다. </li><li> 반응기의 상부에 개구 내부 고무 그로밋에 플라즈마 제트 노즐을 삽입한다. </li><li> 스탠드 위에 우물 형 저장조로 이루어진 용기를 준비한다. 스탠드 및 유전체 재료 (예를 들면, 유리, 석영 유리)에서 잘 모두 확인합니다. </li><li> 이 제트의 노즐로부터 플라즈마 배출물에 노출되도록 반응 용기 내의 시료 용기를 배치했다. </li><li> 샘플 용기 내부의 액체 H 2 17 O 샘플을 넣습니다. 히드 록실 라디칼의 검출을 위해, 5,5- 디메틸 -1- pyrroline-의 N 옥 시드 (DMPO)를 스핀 트랩의 용액을 (5.1 참조)를 사용한다. 참고 : 스핀 트랩의 선택뿐만 아니라 액체 샘플의 선택 닷컴ponents 조사 특정 종에 따라 달라집니다. 예를 들어, • OH 라디칼의 소스 (16) H 2 O / H 2 O (17) 및 DMPO 스핀 트랩을 사용하여 연구된다. • H 라디칼의 소스는 라디칼 • H 감응 표기는 H 2 O / D 2 O (가스 및 액체). N의 -tert- 부 부틸 α-phenylnitrone (PBN)의 사용을 필요로한다. 그는의 경우는 H 2 O 증기로 플라즈마에서 DMPO 대부분 DMPO-OH 부가 물 (15)을 형성하는 동안, 그것은 주로 트랩 수소 라디칼에 나타내었다. </li><li> 지상 유리 표면 접촉을 통해 두 개의 원자로 부품을 연결합니다. </li></ol> 5. 스핀 급진적 종의 트래핑 <ol><li> 필요한 농도 선택한 스핀 트랩의 솔루션을 준비합니다. 수용액의 경우, 탈 이온수를 사용합니다. (예 : DMPO 등) 니트 론 스핀 트랩 들어, 100 mM의 농도를 사용합니다. </li><li> 30 초 동안 공급 가스 (2 SLM)와 함께 반응기 사전 세척. </li><li> IGN플라즈마 ITE (2.5 참조), 일정 시간 기간 (예, 60 초)에 혈장 유출에 액체 시료를 노출. </li><li> 필요한 노출 시간 후, 플라즈마 전원을 끄고 반응기를 연다. 반응기로부터 샘플 용기를 제거합니다. </li><li> 샘플을 수집하고 전자 상자성 공명 분광법 (EPR) (15)를 사용하여 분석 할 수 있습니다. </li></ol>

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여기서, 우리는 자체 내장 대기압 플라즈마 설정의 사용을 입증한다. 금속 메쉬 케이지는 플라즈마 - 유도 필드에 의해 발생 가능한 간섭 및 / 또는 손상으로부터 가까운 민감한 장비를 보호하는 동시에 외부 필드에서 최소로 간섭 재생 가능한 플라즈마 상태를 달성하도록 돕는다. 설정의 차폐 (caging)가 운영하는 플라즈마의 전기적 특성의 유형에 따라 달라집니다. 목적은 플라즈마 동작에 외부 간섭의 유무를 확인하고 주변 기기와 간섭 플라즈마 필드를 방지하는 것이다. 이때 메쉬 사이즈는하지만, 감소 된 메쉬 크기가 다른 플라즈마 필요할 수있다 22mm이다. 플라즈마 동작 파라미터는 전압 및 오실로스코프에 접속 된 전류 프로브를 사용하여 제어 하였다. 고전압 프로브의 도입이 크게 전기적 환경을 변경하고, 따라서 프로브는 전기 시스템의 일부가 될 수 있어야하고 단정실험 전체에 걸쳐 동일한 방식 ioned. 샘플 및 플라즈마 젯 봉입 유리 반응기의 사용은 반응 시스템에서 종종 알려지지 조성물의 주위의 분위기의 배제를 허용한다. 제시된 결과 (하기 참조 문헌)에서, 상기 플라즈마에 노출 유출 수성 샘플 플라즈마 유도 된 반응성 산소 종의 소스를 결정하는데 사용 하였다. 액체 물 분자와 원료 가스 (증기)에서 물이 구별 될 수 있다면 이러한 조사 할 수있다. 히드 록실 라디칼은 동위 원소로 표지 된 물을 도입하고, 가스 상태 또는 액체 상태의 물 분자로 형성되었는지 여부를 결정하기 위해 : H 액체 매질로서 2 17 O, 공급 가스 중의 H 2 16 O 증기. 가상 실험 개방 분위기에서 실시 된 경우에는 두 단계로 구별하여 주변 공기 내의 수증기의 존재에 의해 방해되었을 것이다.주변 환경의 영향을 최소화하는 다른 방법은 플라즈마 유출로 대기로부터 종의 확산은 차폐 가스 (17)를 사용하는 것을 방지하고있는 문헌에서 입증되었다. 차폐 가스 (N 2 O 2) 알려진 성분 (18)와 가스 커튼을 만듭니다. 이 논문에서 제시 반응기 (수증기)을 대기 성분의 영향을 제거 할 수있는 간단한 방법이고, 추가로 가스의 흐름을 도입하지 않고 다른 플라즈마 제트와 함께 사용될 수있다. • OH 라디칼과 마찬가지로, H 라디칼 •의 소스는 D 2 O / H 2 O 시스템을 이용하여 결정될 수있다. 이와 같이 저렴 D 2 O는 증기로서 공급 가스로 도입 될 수있다. H 2 O의 증기와 가스의 포화 전에이 드레 플라스크의 무게에 의해 상기 가스 흐름 throu 버블 링 한 후 측정 하였다그것을 GH. 가스의 상대 습도 (즉, 포화)가 증발되는 물의 양 및 통과 가스의 부피에 의해 계산된다. 오랜 실험에서이 드레 플라스크 내의 액체의 온도로 인해 증발로 감소 좋다. 상대 습도는 특정 온도에 대해 계산된다. 계산 된 값은, 상기 공급 가스의 상대 습도를 결정하기 위해 문헌 19와 비교된다. 우리는 실험적으로 물 충전이 드레 통해 그 최대 2 SLM의 흐름을 완전히 플라스크 수증기 가스를 포화 것을 발견 하였다. 그러나, 증가 된 유속은 완전 포화위한 액체 가스의 충분한 체류 시간을 허용 할 수 없습니다. 다른 포화 기술이 요구 될 수있다. 또 다른 도전 과제는 어떠한 주변 공기가 시스템에 존재하지 않는 것을 보장한다. 반응기 잔류 공기를 제거하기 위해 원료 가스가 미리 플러시된다.사전 세척하는 데 필요한 시간은 반응기의 용적과 공급 가스의 흐름에 의존한다. 이러한 헬륨 공급 가스 플라즈마 시스템과 같은 시스템에 외부 외기 유입과 확산의 유무는 없음 • 라디칼 트래핑 반응을 사용하지 않고 시험 할 수있다. N 2 O 플라즈마에서 공기의 2 분자에 의해 생성 된 산화 질소는 (MGD) 2 철의 라디칼 부가 2+ 착체 20 (MGD = N D 메틸 글루 카민 디티 오 카르 바 메이트)으로 EPR에 의해 검출 될 수있다. 공기의 완전한 결핍의 경우, 부가 물의 EPR 시그널은 관찰되지 않는다. 반응기 외부에서 물 분자의 부재는 다음 실험에 의해 입증 될 수있다. D 2 O의 액체 시료를 건조 원료 가스 플라즈마에 노출된다. 노광 후 샘플의 NMR 분석은 노광시 액체 반입 H 2 O의 양을 보여준다. 이것은 tubin 잔류 H 2 O의 양을 추정 할 수 있도록g는 실험에 공급 가스 (15)를 위해 사용된다. 샘플 용기 디자인 실험 연구에서 매우 중요하다. 먼저, 우리는 플라스틱 및 유리 마이크로 원심 튜브를 사용하여 시도 하였다. 함께 비교적 높은 플라즈마 공급 가스의 흐름과 함께, 개구의 직경이 작은 주변 공기가 microcentrifuge 관을 통과시키지 않는다. 그러나,이 많은 단점이있다. 플라즈마는 아치와 microcentrifuge 관의 가장자리 근처에 큰 온도 상승을 나타내었다. 액체에 기체 상태의 종의 전달로 인해 다른 기체 상 동성 및 액체 시료의 낮은 표면적 (큰 부피)에도 상당히 비효율적이었다. 따라서, 액체 시료의 표면적은 액체 샘플 기상에서 반응 종의 전달에 중요하다. 이 단명 라디칼 특히 중요합니다. 액체 샘플 용기 따라서 노출 할 수 있도록 설계되어야액체는 효과적인 확산을위한 고 표면적을 갖도록. 샘플은 액체 샘플의 대류 관련 제한을 최소화하기 위해 낮은 깊이를 가져야한다. 이것은 가스 흐름을 증가하고, 특히 플라즈마 착화 액체 시료 (21)의 표면에 현저한 장해를 만들 고려되어야한다. 따라서, 샘플 용기는 특정 실험에 필요한 직경과 깊이와 잘 형상을 갖는다. 웰이 놓이는 받침대의 높이는 실험 필요로 조정될 수있다. 플라즈마 젯 반응기 내로 삽입되는 고무 그로밋은 가능한 액체 유출 물의 접촉각을 변화시킬 수있다. 제시된 방법은 반응 종 kHz의 주파수 병렬 필드 플라즈마 제트에 의해, 액체 유도 (• OH, •의 H 등)의 소스를 조사 할 수있다. 제트 주변 유리 반응기를 이용하는 방법은 내림차순에 제한되지 않는다조건 ribed 및 기타 대기압 플라즈마와 함께 사용될 수있다. 이 경우, 광학 품질의 석영 유리 반응기로 사용되어야하지만, 내부의 광 측정을 수행 할 가능성은 그것의 다른 이점 중에서도 등 증기 O 2 N 2 :이 방법은 공급 가스 어떤 혼화제의 도입을 허용 자료. 반응기의 하부에서 배출 튜브는 거의 모든 실험의 플라즈마 제트를 사용하여 수 : 배기가 원격 추출 후드 플라스틱 튜브를 통해 연결될 수있다. 반응기 개념 다재다능 분위기 제어가 필요한 다른 플라즈마의 연구에 사용될 수있다. 예를 들면, 스티렌의 중합이 산소 종 (22)에 의해 억제되지만, 액체 스티렌은 헬륨 공급 가스의 플라즈마에 노출 될 때 반응기에서 관찰 될 수있다.

저온 대기압 플라즈마 (LTPS)은 의치 인해 응용 1-3 그 거대한 잠재력 최근 증가 주목 받고있다. 주위 환경과 접촉시, LTP은 반응성 산소와 질소 종 (RONS) 2,4- 다양한 생성 (N 2, O 2 H 2 O 증기)의 공기 분자 콘텐츠와 반응한다. (- • H, • NO 등 • OH, • 옥외 / O 2 •)이 중 (과산화수소, 오존, 아질산염과 질산염 음이온 등) 상대적으로 안정적인 종과 반응성이 높은 활성 산소이다. 초기 기상에서 생성 된 이러한 종은, 상기 기판 (5) 생물학적으로 플라즈마에 의해 전달된다. RONS는 기판과 상호 작용하여 항균, 항암 및 LTP 6-8의 항 바이러스 효과를 정의합니다. LTP 치료법의 개발의 반응 복잡한 모델링을 필요RONS 9. 물은 생물학적 환경의 필수적인 부분이며, 성상의 반응은 극적으로 시스템의 복잡도를 증가시킨다. 기상 플라즈마의 조사 널리 광 방출 분광법, 레이저 유발 형광, 적외선 분광법, 질량 분광법 (MS) 등 10-12 포함한 다양한 분석 기술을 이용하여 수행된다. 동시에, 액상에서 검출 된 종의 상세한 조사가 여전히 부족하다. 가능한 보고서는 수용액 13,14 RONS에 감응 등 계측법 UV 및 전자 스핀 공명 (EPR) 분광법, 각종 분석 방법의 사용을 설명한다. EPR은 액체의 급진적 검출을위한 가장 직접적인 방법 중 하나입니다. 그러나, 많은 라디칼 종 인해 짧은 수명에 EPR에 의해 검출 될 수 없다. 이러한 경우에는 스핀 포착 종종 사용된다. 스핀 화합물 (스핀 트랩)를 포함하는 기술을 포착 WHICH 빠르게 선택적 (DMPO-OH 부가 물을 형성하는 예는, DMPO의 히드 록실 라디칼과 반응)보다 영구 라디칼 부가 물을 수득 라디칼과 반응한다. 플라즈마 - 액체 상호 작용의 연구에서 일반적인 문제는 플라즈마 배출물 주위 주변 대기 및 다른 방해 요인 (외부 필드 환경에 민감한 전원 부품 등)을 제어 할 수 없게된다. 여기서는, 조작 플라즈마 및 플라즈마 제트 노즐 주위의 자체 내장 된 반응기를 함유하는 금속 메쉬의 경우를 포함하는 설정의 사용을 입증한다. 금속 메쉬는 상당히 개선 재현성 및 플라즈마 제트의 일반 조작성을 허용 패러데이 케이지로서 작용한다. 유리 반응기는 플라즈마 제트 시스템에서 주변 분위기 제외한 액체 시료 모두를 캡슐화한다. 이 방법은 액체 용액과 접촉하는 대기압 플라즈마 제트에 이용 될 수있다.예를 들어, 최근에, 플라즈마에 노출 된 수성 샘플에서 검출 된 반응성 산소 종의 광원의 조사를 제시 하였다. 동위 원소 표지 된 물은 액체에서 상기 플라즈마 젯 액체 용액 시스템 (15)의 기체 상에 형성된 종을 구별하기 위해 사용되었다.

<table><tbody><tr><td>플라즈마 공진 및 유전체 장벽 코로나 드라이버 전원 공급 장치&nbsp;</td><td>정보 무제한</td><td></td><td>PVM500&nbsp;</td></tr><tr><td>질량 유량 컨트롤러(MFC)</td><td>Brooks Instruments&nbsp;</td><td></td><td>2 slm (He 칼리브)</td></tr><tr><td>MFC</td><td>브룩스 인스트루먼트&nbsp;</td><td></td><td>5 slm (그는 칼리브.)</td></tr><tr><td>MFC용 마이크로컴퓨터 컨트롤러</td><td>Brooks Instruments&nbsp;</td><td></td><td>0254</td></tr><tr><td>H217O</td><td>아이콘 동위원소</td><td>IO 6245</td><td></td></tr><tr><td>5,5-디메틸-1-피롤린 N-oxide</td><td>Dojindo Molecular Technologies, Inc.&nbsp;</td><td>D048-10</td><td>&ge; 99%</td></tr><tr><td>2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>214000</td><td>98%</td></tr><tr><td>헬륨</td><td>BOC UK</td><td>110745-V</td><td>99.996%</td></tr><tr><td>고전압 프로브</td><td>Tektronix&nbsp;</td><td></td><td>P6015A</td></tr><tr><td>전류 프로브</td><td>Ion Physics Corporation&nbsp;</td><td></td><td>CM-100-L</td></tr><tr><td>오실로스코프</td><td>Teledyne LeCroy</td><td></td><td>WaveJet 354A&nbsp;</td></tr></tbody></table>

대기압 플라즈마 설치 프로그램은 반응성 종 형성을 조사하기

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

비 열 대기압 ( &#39;감기&#39;) 플라즈마는 그들의 중요한 생물 의학 가능성에 최근 몇 년 동안 증가 주목을 받았다. 주위 분위기의 저온 플라즈마 반응의 효과를 정의 할 수있는 반응성 종의 다양한 얻었다. 저온 플라즈마 치료의 효율적인 개발이 운동 모델을 필요로하지만, 모델 벤치마킹은 경험적인 데이터를 필요로한다. 플라즈마에 노출 수용액 검출 반응 종의 소스의 실험적 연구는 여전히 부족하다. 이러한 조사는 (H 2를 등 O 증기를, O 2, N 2, 공기) 의용 플라즈마는 종종 그 또는 아르곤 공급 가스로 작동하고, 특정 관심사는 다양한 가스 혼화제 플라즈마에 의해 발생 된 반응 종의 조사에 놓여 플라즈마 유출 물과 접촉 주변의 분위기를 제어하는 ​​어려움으로 인해 매우 복잡. 이 작품에서 우리는 &#39;높은&#39;전압의 일반적인 문제 해결kHz의 주파수는 플라즈마 제트 실험 연구를 구동. 반응기는 플라즈마 - 액체 시스템에서 주변 대기의 배제를 허용하는 개발되었다. 이 시스템은 따라서 혼화제와 액체 샘플의 성분과 원료 가스를 포함. 이 제어 된 분위기는 HE-수증기 플라즈마 수용액에 유도 된 반응성 산소 종의 광원의 조사를 허용했다. 동위 원소로 표지 된 물의 사용은 가스상 종 유래의 액체에 형성된 것과 구별시켰다. 플라즈마 장치는 외부 필드의 가능한 영향을 제거하기 위해 패러데이 케이지 내에 포함시켰다. 설치는 다목적이며, 또한 저온 플라즈마 - 액체의 상호 작용 화학을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전술 한 방법 및 장치를 사용하여, 물과 접촉 LTP 시스템에서 반응성 산소 종의 근원을 연구 하였다. 플라즈마 동작 주파수와 전압은 25 kHz와 18 kV로 (피크 대 피크) 각각 (도 1)이었다. 예를 들어, 히드 록실 라디칼의 공급원은 동위 원소 표지 된 물을 사용하여 측정 하였다. 이 액체 시료 중의 것과 공급 가스에 물 분자들을 구별 가능. 이를 위해, H 2 O (16)는 (수증기)를 공급 가스 도입 하였다. 용해 스핀 트랩 DMPO와 H 2 O (17)의 액체 시료를 시료 용기에 위치 하였다. 반응기 공급 가스와 함께 30 초 동안 프리 플러쉬 하였다. 중요한 것은,이 경우 긴 미리 세척 시간은 액체로 전달 H H 2 O (16)의 상당한 양을 초래할 수도 <sUB는&gt; 2 17 O 샘플. 그 후, 플라즈마를 점화하고, 샘플을 60 초 동안 유출 물에 노출시켰다. 노광 후 용액 EPR에 의해 분석 하였다. 두 DMPO-OH 라디칼 부가 물 (DMPO- 17 OH 및 DMPO- 16 OH)는 (그림 2) 검출되었다. 형성된 부가의 비율은 EPR 데이터의 추가적인 분석을 통해 결정 하였다. 액상 조성물의 MS 분석은 H 2 O 17 (표 1)에 H 2 (기체 상태에서 액체로 확산 된) 16 O의 비율을 보여 주었다. 둘의 비교는 액체 중에 검출 된 하이드 록실 라디칼은, 실제로, 액체 내에서 기상에서 발신 및되지 않았 음을 제시 하였다. 비슷한 연구들이 예 15 라디칼 •의 H (• D)의 소스를 감지하는 D 2 O / H 2 O 시스템과 같은 다른 시스템을 사용하여 수행 될 수있다. 도 1 설치 반응성 산소 종의 광원의 조사를 위해 사용된다. 플라즈마는 헬륨 공급 가스와 함께 석영 유리 튜브 (4mm, 내경, 두께 1mm)에서 발생 하였다. 공급 가스 유량이 SLM이었다. 공급 가스에 포함 H 전술 한 바와 같이 도입 2 O 증기. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54765/54765fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54765/54765fig2.jpg" /> H 2 17 DMPO의 솔루션에 유도 DMPO-H, DMPO- (16) OH 및 DMPO- 17 OH 라디칼 부가 물 혼합물의 그림 2. EPR 스펙트럼 </SUP&gt; O 플라즈마에 노출. 분석은 문헌 16에서 사용할 수있는 초 미세 값을 사용하여 스펙트럼 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 수행 하였다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54765/54765fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="1 번 테이블" src="/files/ftp_upload/54765/54765tbl1.jpg" /> DMPO- 16 OH 표 1. 농도 및 DMPO- 17 OH 라디칼 부가 물 및 2 17 O 샘플 플라즈마 노출 후 액체 H의 H 2 16 O의 양. 부가 물 농도의 절대 수량은 EPR 보정을 사용하여 얻을 수 있었다 안정적인 급진적 2,2,6,6- 테트라 1 옥실 (TEMPO). 첨가하지 수증기 (항목 1)의 경우, 잔류 습기가 공급 가스에 존재 하였다. H 2 17 O 및 액체 시료 중의 H 2 16 O의 상대적 양은 혼합물을 후 - 플라즈마 노출 용액과의 반응시 16 O- 17 O-남산 산을 수득 신나 모일 클로라이드의 가수 분해 반응을 이용하여 측정 하였다. 다른 15 바와 같이 생성 된 혼합물을 고분해능 질량 분석법에 의해 분석 하였다.

헬륨 작동 kHz 주파수 플라즈마 제트에 대한 실험 설정이 만들어졌습니다. 이 설정에는 플라즈마 전원 공급 장치 및 제트를 위한 케이지와 주변 대기의 간섭 없이 플라즈마 유도 반응 종을 모니터링하기 위해 자체 제작한 반응기가 포함됩니다.

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

이 절차의 전반적인 목표는 반응 환경에서 공기를 배제하는 대기압 플라스마 설정을 시연하는 것입니다. 본 설정은 생물학적 시료의 플라스마 처리 효능을 결정하는 반응성 종의 기원과 같이, 바이오 의료 및 열 플라스마 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움을 줍니다. 이 설정의 주요 장점은 통제되지 않은 주변 환경을 배제할 수 있다는 점입니다.반응기 내부의 분위기는 공급 가스 성분과 증발된 시료로만 구성됩니다. 이 기술의 중요성은 저온 플라즈마가 액체와 상호작용할 때 발생하는 물리 화학적 공정에 대한 기초적인 이해를 제공한다는 점에서 저온 플라즈마의 임상 응용 분야까지 확장됩니다. 이 방법은 바이오메디컬 플라즈마의 효과에 대한 통찰을 제공할 뿐만 아니라, 다른 목적으로도 활용될 수 있습니다.예를 들어, 제어된 환경에서 화학 반응을 연구하는 경우입니다. 본 실험 절차의 시연은 저희 연구실의 대학원생인 Philip Groves가 담당하겠습니다. 먼저, 장비를 보호하기 위해 와이어 메시로 패러데이 케이지를 설계하고 제작합니다.케이지는 모든 장비가 배치되었을 때 활성 전극, 접지 전극 및 전극 케이블이 서로 또는 와이어 메시와 접촉하지 않을 만큼 충분히 커야 합니다. 킬로헤르츠(kHz) 주파수로 작동하는 플라즈마 제트는 외부 전계에 매우 민감합니다. 패러데이 케이지는 안정적인 전자기 환경을 조성하여 주변 장비와 플라즈마의 영향을 제거합니다.또한 플라스마로 인해 생성되는 전자기장으로부터 작동 장비를 보호하십시오. 전기 소켓 유형에 적합한 장치를 사용하여 케이지 내부의 모든 금속 지지대에 케이지를 접지하십시오. 케이지에 경고 표지판을 부착하십시오.T-커넥터를 사용하여 헬륨 가스 실린더를 두 개의 질량 유량 제어기(MFC)에 연결합니다. 한 개의 MFC 출력단은 Drexel 플라스크로 연결합니다. Drexel 플라스크의 출력단을 T-커넥터를 사용하여 다른 MFC의 출력단과 연결합니다.케이지에 스테인리스강 가스 라인을 설치하십시오. 두 번째 T-커넥터의 출력을 케이지로 연결하십시오. 플라스마 젯에 공급 가스를 공급하기 위해 석영관의 끝부분을 가스 라인에 연결된 플라스틱 튜브에 삽입하십시오.석영관을 클램프 스탠드로 고정합니다. 플라스마 작동 중 고전압 전극으로 인한 전기 충격 위험을 방지하기 위해, 케이지 문이 열려 있을 때 플라스마 전원 공급 장치로의 전기 연결을 차단하는 인터락을 설치하십시오. 고전압 전극을 만들기 위해 플라스마 전원 공급 장치를 전극 및 전압 프로브에 연결합니다.원형 전류 프로브를 통해 연결된 접지 전극을 제작합니다. 접지 전극을 플라스마 제트 노즐 입구에서 약 40 밀리미터 위에 부착합니다. 그다음, 접지 전극에서 20 밀리미터 아래에 고전압 전극을 플라스마 제트 노즐에 부착합니다.전압 및 전류 프로브를 오실로스코프에 연결합니다. 전압 및 주파수 조절 장치를 케이지 외부에 배치합니다. 상단에 저장조가 있는 중공 천공 유리 스탠드가 포함된 유리 반응기를 준비합니다.절연 클램프를 사용하여 반응기의 상단부를 금속 스탠드에 고정합니다. 유리 반응기 상단에 고무 그로밋을 장착합니다. 반응기 상단에 노즐을 삽입합니다.반응기 하단에 있는 반응기 배기구를 플라스틱 튜브를 사용하여 적절한 배기 시스템에 연결하십시오. 그런 다음 튜브를 추출기에 부착하십시오. Drexel 플라스크에 O16 물을 채우십시오.건조 가스 MFC를 1,800 standard cubic centimeters-per-minute로 설정하고 다른 MFC를 200 standard cubic centimeters-per-minute로 설정한 후, 시스템을 플러싱하여 공급 가스에 O16 수증기가 10% 포화되도록 합니다. 그 다음, 가스 시스템을 끕니다. 반응기 저장조에 O17수로 조제한 100-millimeter DMPO 용액을 넣습니다.그 다음, 실험실 잭(lab jack) 위에 반응기의 나머지 부분을 설치합니다. 반응기가 연마 유리 조인트(ground glass joint)에서 밀폐되고 노즐이 저장조 내 시료 표면으로부터 약 10 milliliters 위에 위치할 때까지, 필요에 따라 노즐을 조정하며 반응기의 하단부를 들어 올립니다. 반응기의 두 부분 사이의 연결부와 그로밋(grommet) 및 석영 튜브 사이의 연결은 주변 공기가 반응기 내부로 확산되는 것을 차단하기 위해 반드시 기밀 상태여야 합니다.반응기를 10%O16 물 포화 공급 가스로 30초 동안 또는 반응기 내의 공기를 공급 가스로 대체하는 데 필요한 시간만큼 퍼지합니다. 퍼지 시간은 반응기 크기에 따라 크게 달라집니다. 방전 파라미터를 18 kilovolts 및 25 kilohertz로 설정한 후, 플라스마를 점화합니다.DMPO 용액을 플라스마 유출물에 60초 동안 노출시킵니다. 그 다음, 전원 공급 장치를 끄고 샘플을 제거합니다. 샘플을 준비하여 전자 상자성 공명 분광법으로 분석합니다.O17 물에 용해된 DMPO 용액을 공급 가스에 O16 수증기가 포함된 경우와 포함되지 않은 경우의 플라스마에 노출시켰습니다. 건조 헬륨을 사용했을 때, 반응기 내부 분위기는 시료에서 유래한 O16 및 O17 수증기만을 포함했습니다. 습윤 헬륨은 O16 물의 추가 공급원 역할을 했습니다.증기가 첨가된 공급 가스와 함께 플라스마에 노출된 시료의 EPR 분석 결과, DMPO16OH, DMPO16OH 및 DMPOH 부가물이 존재함이 확인되었습니다. 기지(known)의 니트로사이드(Nitroxide) 농도를 가진 시료의 EPR 강도와 비교하여 하이드록실 라디칼 부가물의 절대 농도를 산출하였습니다. 공급 가스에 수증기가 없을 때의 절대 농도는 거의 동일했습니다.수증기가 있을 때, O16 하이드록실 라디칼 부가물의 농도는 O17의 두 배 이상이었습니다. 가수분해 반응 후 질량 분석법을 통해 액체 시료 내 물의 산소 동위원소 분포를 확인하였습니다. 플라스마 증기에 노출된 시료에서 O16 물의 상대적 양이 아주 약간만 더 높게 나타났으며, 이는 DMPO16OH 종이 기상에서 생성됨을 시사합니다.본 절차는 실제 플라스마 제트에 별도의 수정이 필요 없는 단순하고 저렴한 플라스마 장치를 사용합니다. 따라서 이는 플라스마 연구를 위한 가스 차폐 장치를 대체할 수 있는 교육적인 대안이 됩니다. 본 절차를 수행할 때, 불순물과 반응기 유래의 임의량의 수증기가 포함된 주변 공기가 완전히 제거되었는지 확인하는 것이 중요합니다.이 기술은 저온 플라스마의 반응 영역을 탐구함으로써 생의학 및 저온 플라스마 분야의 재부흥을 위한 길을 열었습니다.

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연구

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Engineering

공학

출처: Yan, X., et. al., SH-SY5Y 세포의 포도당 결핍으로 인한 손상에 대한 신경 보호제로서 대기압 플라즈마 제트의 새로운 적용. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 산화 스트레스를 조절하고 세포 생존력을 향상시켜 포도당이 결핍된 신경모세포종 세포에서 저선량 대기압 혈장 치료의 신경 보호 활성을 보여줍니다.

포도당이 결핍된 신경모세포종 세포에서 대기압 혈장 치료 평가 

이 동영상은 대기 플라즈마 토치가 추가 점화 장치 없이 마이크로파로 점화될 수 있는 방법과 다양한 응용 분야에 적합한 안정적이고 지속적인 플라즈마 작동을 제공하는 방법을 보여줍니다.

어떻게 추가 점화기없이 대기압 마이크로 웨이브 플라즈마 토치를 점화

우리는 플라즈마 강화 화학 기상 증착에 의해 고 c 축 (0002) ZnO 박막을 직접 합성하는 방법을 제공했습니다. Pt interdigitated electrode와 결합 된 synthesized ZnO 박막은 자외선 광 검출기의 감지 층으로 사용되어 우수한 응답성과 신뢰성의 조합을 통해 높은 성능을 보여주었습니다.

합성 및 플라즈마에 의해 높은 c 축 된 ZnO 박막의 특성은 화학 기상 증착 시스템과 자외선 광 검출기 응용 프로그램 강화

새로운 절제 물질과 수치 모델링의 개발에는 광범위한 실험적 조사가 필요합니다. 이 프로토콜은 플라즈마 흐름에서 물질 반응 특성화를 위한 절차를 설명하며, 핵심 기술은 방출 분광법(emission spectroscopy)에 의한 반응성 경계층의 화학적 성질과 함께 물질 후퇴를 추적하는 비간섭적 방법입니다.

Plasmatron에서 절제 재료 시험 중에 방출 분광 경계 계층 조사

이 기사는 CO 2 , N 2 및 CH 4 와 같은 안정한 분자의 변환 / 활성화의 적용을위한 효율적인 비평 형 화학 반응을 유도하는 데 사용되는 유동 마이크로파 반응기에 대해 설명합니다. 여기에 설명 된 절차의 목표는 현장 가스 온도 및 가스 변환을 측정하는 것 입니다 .

효율적인 고온 화학을위한 비평 형 마이크로 웨이브 플라즈마

액체 및 셀의 높은 처리량 차가운 실제 플라즈마 치료 프로토콜 표시 됩니다. 플라즈마 처리 후 플라즈마의 방출 스펙트럼, 액체 및 세포 활동의 후속 분석 측정 다른 피드 가스 플라즈마 점화에 대 한 구성 설정 포함 됩니다.

플라즈마 의학-세포 액체에서 처리량 접근 기초 연구

먼지 충전 및 동원 전자 빔, 빔 전자만, 또는 자외선 (UV) 방사선만 열 플라즈마에 노출 3 실험에서 증명 됩니다. 이러한 실험 정전기 먼지 전송의 고급 이해 및 무기 행성 시체의 표면 형성에 역할을 제시.

먼지가 충전 및 자외선 또는 플라즈마에 노출 표면에 동원의 실험 방법

이 프로토콜은 고체 및 액체와 같은 다양한 표면의 처리를 위해 COST-Jet의 설정, 처리 및 적용을 특징으로 합니다.

COST-Jet를 사용하여 차가운 대기압 플라즈마로 표면 처리

이 연구의 주요 목표는 Langmuir 프로브 및 발광 프로브에 익숙하지 않은 연구 그룹이 특히 플라즈마 경계 근처에서 플라즈마 진단으로 더 쉽게 사용할 수 있도록 하는 것입니다. 우리는 쉽게 구할 수 있는 재료와 공급품으로 프로브를 만드는 방법을 보여줌으로써 이를 수행합니다.

저압, 저온 플라즈마에서 플라즈마 전위 측정을 위한 Langmuir 프로브 및 방출 프로브 구축

이 연구는 의약품 및 과불화알킬 및 폴리플루오로알킬 물질(PFAS)을 포함하여 물 속의 미세 오염 물질을 분해하기 위해 쌍곡선 와류 플라즈마 반응기 내에서 6가지 유형의 플라즈마 방전을 생성하는 방법론을 제시합니다.

물 속의 미세 오염 물질 제거를 위한 쌍곡선 와류 플라즈마 반응기의 구현

배우세요 대기압 플라즈마 설치 방법으로 반응성 종 형성을 조사하는 기술입니다. 헬륨 기반 플라즈마 제트와 Faraday 케이지를 활용하여 생물학적 샘플 처리의 효능을 평가할 수 있습니다.

대기압 플라즈마 설치 프로그램은 반응성 종 형성을 조사하기

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