Name: Układ plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym do zbadania powstawania form reaktywnych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 36 s
Description: Poznaj układ plazmy atmosferycznej do badania form reaktywnych w próbkach biologicznych. Metoda wyklucza powietrze otoczenia, zapewniając kontrolowane warunki do analizy procesów fizykochemicznych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują Chrisowi Mortimerowi, Chrisowi Rhodesowi (warsztaty na Wydziale Chemii) i Kari Niemi (York Plasma Institute) za pomoc przy sprzęcie. Prace były wspierane przez Leverhulme Trust (grant nr 1). RPG-2013-079) i EPSRC (EP/H003797/1 i EP/K018388/1).

1. Osłona systemu plazmowego
<ol>
	<li>Umieść wszystkie części środowiska elektrycznego wewnątrz klatki: zasilacz, miernik napięcia/prądu, zasilający, elektrody plazmowe, strumień plazmy itp.</li>
	<li>Upewnij się, że przestrzeń w klatce jest wystarczająca, aby elektroda pod napięciem, elektroda uziemiająca i odpowiednie nie stykały się ze sobą ani z metalową siatką.</li>
	<li>Wyposaż klatkę w blokadę podłączoną do zasilacza plazmowego, aby uniknąć ryzyka porażenia prądem od elektrody wysokiego napięcia podczas pracy plazmy.</li>
	<li>Umieść regulatory napięcia i częstotliwości na zewnętrznej powierzchni klatki, aby umożliwić zmianę parametrów bez przerywania pracy plazmy.</li>
	<li>Uziemić wszystkie metalowe wsporniki wewnątrz klatki siatkowej i samą klatkę, podłączając je do wtyczki uziemiającej.</li>
</ol>
2. Parametry rozładowania
<ol>
	<li>Umieść elektrodę pod napięciem poniżej elektrody uziemiającej na szklanej rurce (tj. bliżej dyszy rurki).</li>
	<li>Podłącz sondę napięcia do zasilacza plazmowego, aby zmierzyć napięcie robocze i przepuść elektrodę uziemiającą przez kołową sondę prądu, aby monitorować prąd powrotny.</li>
	<li>Podłącz zarówno sondę napięcia, jak i prądu do oscyloskopu, monitorując prąd, napięcie i częstotliwość pracy plazmy (określaną przez sondę prądową lub napięciową).</li>
	<li>Ustaw przepływ gazu przez szklaną rurkę na 2 slm za pomocą regulatorów przepływu masowego (MFC).</li>
	<li>Zapal plazmę w szklanej rurce, przez którą przepływa hel zasilający gaz, włączając zasilanie plazmy. Korzystając z odczytów z sond, ustaw napięcie i częstotliwość wyładowania odpowiednio na 18 kV i 25 kHz. 
	UWAGA: Zmiany parametrów są przeprowadzane w celu określenia minimalnego napięcia i częstotliwości, przy której następuje wyładowanie o najwyższej zawartości molekularnej ze wszystkich eksperymentów. Zwiększona zawartość molekularna wymaga wyższego napięcia do zapłonu plazmy. Należy pamiętać, że podwyższone napięcia mogą powodować znaczny wzrost temperatury gazu w plazmie, prowadząc w ten sposób do zwiększonego parowania próbki cieczy.</li>
	<li>Utrzymuj stałe napięcie we wszystkich eksperymentach.</li>
</ol>
3. Wprowadzanie domieszek do gazu zasilającego
<ol>
	<li>Podłącz drugi MFC do głównego przewodu gazu zasilającego za pomocą trójnika.</li>
	<li>Aby dodać parę wodną do gazu zasilającego, należy skierować regulowany przez MFC przepływ helu przez kolbę Drechsela wypełnioną wodą i umieszczoną na zewnątrz (na górze lub z boku) klatki siatkowej.</li>
	<li>Uzyskać pożądany poziom nasycenia poprzez rozdzielenie przepływu gazu zasilającego. Skierować 10% przepływu gazu (200 sccm) przez kolbę Drechsela z wodą (H2, 16O), aby osiągnąć 10% nasycenia gazu zasilającego.</li>
	<li>Za pomocą trójnika połącz ten w pełni nasycony parą wodną gaz z 90% (1 800 sccm) przepływu suchego gazu.</li>
</ol>
4. Reaktor
<ol>
	<li>Przygotuj szklany reaktor składający się z dwóch części, górnej i dolnej. Wyposaż dolną część w rurę wydechową.</li>
	<li>Umieść szklany reaktor na dyszy strumienia plazmy.</li>
	<li>Włóż dyszę strumienia plazmy do gumowej przelotki wewnątrz otworu w górnej części reaktora.</li>
	<li>Przygotuj pojemnik składający się z dobrze przypominającego zbiornika na stojaku. Wykonaj zarówno stojak, jak i studnię z materiału dielektrycznego (np. szkła, szkła kwarcowego).</li>
	<li>Umieść pojemnik na próbkę wewnątrz reaktora tak, aby był wystawiony na działanie wycieku plazmy z dyszy dyszy.</li>
	<li>Umieścić ciekłą próbkę H217O w pojemniku na próbkę. Do wykrywania rodników hydroksylowych użyć roztworu pułapki spinowej N-tlenku 5,5-dimetylo-1-piroliny (DMPO) (patrz 5.1). 
	UWAGA: Wybór pułapki wirowej, jak również wybór składników próbki cieczy zależy od konkretnego badanego gatunku. Na przykład źródło rodnika •OH jest badane za pomocą H216O/H217O i pułapki spinowej DMPO. Źródło rodnika H wymaga użycia H2O/D2O (gaz i ciecz). Do wykrywania rodnika •H należy stosować N-tert-butylo-α-fenylonitron (PBN). W przypadku plazmy He z parąH2Owykazano, że wychwytuje ona głównie rodnik wodorowy, podczas gdy DMPO tworzy głównie addukt DMPO-OH15.</li>
	<li>Połącz dwie części reaktora za pomocą styku ze szklanymi powierzchniami uziemienia.</li>
</ol>
5. Pułapki spinowe gatunków radykalnych
<ol>
	<li>Przygotuj roztwory wybranej pułapki wirowej o wymaganym stężeniu. W przypadku roztworów wodnych należy używać wody dejonizowanej. W przypadku pułapek wirowych nitronowych (takich jak DMPO) należy użyć stężenia 100 mM.</li>
	<li>Wstępnie przepłukać reaktor gazem zasilającym (2 slm) przez 30 sekund.</li>
	<li>Zapalić plazmę (patrz 2.5) i wystawić próbkę cieczy na działanie ścieków z osocza przez określony czas (np. 60 sekund).</li>
	<li>Po upływie wymaganego czasu naświetlania wyłącz zasilanie plazmowe i otwórz reaktor. Wyjąć pojemnik na próbkę z reaktora.</li>
	<li>Pobrać próbkę i przeanalizować ją za pomocą spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR)15.</li>
</ol>

<ol><li>Boxhammer, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bactericidal+action+of+cold+atmospheric+plasma+in+solution%5BTitle%5D)+AND+%22New+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">Bactericidal action of cold atmospheric plasma in solution.</a> New J. Phys. 14, 113042(2012).</li>
<li>Graves, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+emerging+role+of+reactive+oxygen+and+nitrogen+species+in+redox+biology+and+some+implications+for+plasma+applications+to+medicine+and+biology%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">The emerging role of reactive oxygen and nitrogen species in redox biology and some implications for plasma applications to medicine and biology.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 45, 263001(2012).</li>
<li>von Woedtke, T., Reuter, S., Masur, K., Weltmann, K. -D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmas+for+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rep%22%5BJournal%5D)">Plasmas for medicine.</a> Phys. Rep. 530, 291-320 (2013).</li>
<li>Machala, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+of+ROS+and+RNS+in+Water+Electro-Sprayed+through+Transient+Spark+Discharge+in+Air+and+their+Bactericidal+Effects%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Proc.+Polym%22%5BJournal%5D)">Formation of ROS and RNS in Water Electro-Sprayed through Transient Spark Discharge in Air and their Bactericidal Effects.</a> Plasma Proc. Polym. 10, 649-659 (2013).</li>
<li>Lu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+species+in+non-equilibrium+atmospheric-pressure+plasmas%3A+Generation%2C+transport%2C+and+biological+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rep%22%5BJournal%5D)">Reactive species in non-equilibrium atmospheric-pressure plasmas: Generation, transport, and biological effects.</a> Phys. Rep. 630, 1-84 (2016).</li>
<li>Takamatsu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+Inactivation+in+the+Liquid+Phase+Induced+by+Multigas+Plasma+Jet%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Microbial Inactivation in the Liquid Phase Induced by Multigas Plasma Jet.</a> PLoS One. 10, 0132381(2015).</li>
<li>Ahlfeld, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inactivation+of+a+Foodborne+Norovirus+Outbreak+Strain+with+Nonthermal+Atmospheric+Pressure+Plasma%5BTitle%5D)+AND+%22mBio%22%5BJournal%5D)">Inactivation of a Foodborne Norovirus Outbreak Strain with Nonthermal Atmospheric Pressure Plasma.</a> mBio. 6, 02300(2015).</li>
<li>Hirst, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-temperature+plasma+treatment+induces+DNA+damage+leading+to+necrotic+cell+death+in+primary+prostate+epithelial+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Brit.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Low-temperature plasma treatment induces DNA damage leading to necrotic cell death in primary prostate epithelial cells.</a> Brit. J. Cancer. 112, 1536-1545 (2015).</li>
<li>Norberg, S. A., Tian, W., Johnsen, E., Kushner, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atmospheric+pressure+plasma+jets+interacting+with+liquid+covered+tissue%3A+touching+and+not-touching+the+liquid%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Atmospheric pressure plasma jets interacting with liquid covered tissue: touching and not-touching the liquid.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 475203(2014).</li>
<li>Greb, A., Niemi, K., O'Connell, D., Gans, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+resolved+actinometry+for+simultaneous+measurement+of+atomic+oxygen+densities+and+local+mean+electron+energies+in+radio-frequency+driven+plasmas%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Energy resolved actinometry for simultaneous measurement of atomic oxygen densities and local mean electron energies in radio-frequency driven plasmas.</a> Appl. Phys. Lett. 23, 234105(2014).</li>
<li>Wagenaars, E., Gans, T., O'Connell, D., Niemi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+absorption+laser-induced+fluorescence+measurements+of+atomic+nitrogen+in+a+radio-frequency+atmospheric-pressure+plasma+jet%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Sources+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Two-photon absorption laser-induced fluorescence measurements of atomic nitrogen in a radio-frequency atmospheric-pressure plasma jet.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 21, 042002(2012).</li>
<li>Abd-Allah, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mass+spectrometric+observations+of+the+ionic+species+in+a+double+dielectric+barrier+discharge+operating+in+nitrogen%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Mass spectrometric observations of the ionic species in a double dielectric barrier discharge operating in nitrogen.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 48, 085202(2015).</li>
<li>Takamatsu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigation+of+reactive+species+using+various+gas+plasmas%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Investigation of reactive species using various gas plasmas.</a> RSC Adv. 4, 39901-39905 (2014).</li>
<li>Uchiyama, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EPR-Spin+Trapping+and+Flow+Cytometric+Studies+of+Free+Radicals+Generated+Using+Cold+Atmospheric+Argon+Plasma+and+X-Ray+Irradiation+in+Aqueous+Solutions+and+Intracellular+Milieu%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">EPR-Spin Trapping and Flow Cytometric Studies of Free Radicals Generated Using Cold Atmospheric Argon Plasma and X-Ray Irradiation in Aqueous Solutions and Intracellular Milieu.</a> PloS One. 10, e0136956(2015).</li>
<li>Gorbanev, Y., O'Connell, D., Chechik, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-thermal+plasma+in+contact+with+water%3A+The+origin+of+species%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eur.+J%22%5BJournal%5D)">Non-thermal plasma in contact with water: The origin of species.</a> Chem. Eur. J. 22, 3496-3505 (2016).</li>
<li>Spin Trap Database, National Institute of Environmental Health Sciences. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://tools.niehs.nih.gov/stdb/">http://tools.niehs.nih.gov/stdb/</a> (2016).</li>
<li>Schmidt-Bleker, A., Winter, J., Iseni, S., Rueter, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+species+output+of+a+plasma+jet+with+a+shielding+gas+device+-+Combination+of+FTIR+absorption+spectroscopy+and+gas+phase+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+D%3A+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Reactive species output of a plasma jet with a shielding gas device - Combination of FTIR absorption spectroscopy and gas phase modelling.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 47, 145201(2014).</li>
<li>Schmidt-Bleker, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+plasma+chemistry+of+a+cold+atmospheric+argon+plasma+jet+with+shielding+gas+device%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Sources+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">On the plasma chemistry of a cold atmospheric argon plasma jet with shielding gas device.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 25, 015005(2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22CRC+Handbook+of+Chemistry+and+Physics%22">CRC Handbook of Chemistry and Physics</a>. Lide, D. R. , CRC Press. Boca Raton, Florida, USA. (1992).</li>
<li>Tsuchiya, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitric+oxide-forming+reactions+of+the+water-soluble+nitric+oxide+spin-trapping+agent%2C+MGD%5BTitle%5D)+AND+%22Free+Radic.+Biol.+Med%22%5BJournal%5D)">Nitric oxide-forming reactions of the water-soluble nitric oxide spin-trapping agent, MGD.</a> Free Radic. Biol. Med. 27, 347-355 (1999).</li>
<li>Robert, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rare+gas+flow+structuration+in+plasma+jet+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Plasma+Sources+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Rare gas flow structuration in plasma jet experiments.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 23, 012003(2014).</li>
<li>Allen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+inhibition+of+the+polymerization+of+styrene%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Chem%22%5BJournal%5D)">Oxygen inhibition of the polymerization of styrene.</a> J. Appl. Chem. 4, 289-290 (1954).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

W tym miejscu demonstrujemy zastosowanie zbudowanej przez nas konfiguracji plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym. Klatka z metalowej siatki pomaga osiągnąć powtarzalne warunki plazmy przy zminimalizowanych zakłóceniach powodowanych przez pola zewnętrzne, jednocześnie chroniąc pobliskie wrażliwe urządzenia przed możliwymi zakłóceniami i/lub uszkodzeniami spowodowanymi przez jakiekolwiek pola plazmowe. Ekranowanie (klatkowanie) instalacji zależy od rodzaju operowanej plazmy i jej charakterystyki elektrycznej. Celem jest zapewnienie braku zewnętrznych zakłóceń podczas pracy plazmy i uniknięcie zakłóceń pól plazmowych w otaczającym sprzęcie. W tym przypadku rozmiar oczek wynosi 22 mm, jednak dla różnych plazm może być wymagany zmniejszony rozmiar oczek. Parametry pracy plazmy były kontrolowane za pomocą sondy napięciowej i prądowej podłączonej do oscyloskopu. Wprowadzenie sondy wysokonapięciowej znacząco zmienia środowisko elektryczne, dlatego sonda musi stać się częścią układu elektrycznego i być ustawiona w ten sam sposób przez wszystkie eksperymenty.
Zastosowanie szklanego reaktora otaczającego próbkę oraz strumienia plazmy pozwala na wykluczenie z układu reakcyjnego atmosfery otoczenia o często nieznanym składzie. W prezentowanych wynikach (vide supra) wykorzystano go do określenia źródła indukowanych przez osocze reaktywnych form tlenu w próbce wodnej wystawionej na działanie ścieków z osocza. Takie badanie jest możliwe, jeśli można rozróżnić cząsteczki wody w stanie ciekłym i wody w gazie zasilającym (parze). W celu określenia, czy rodniki hydroksylowe powstają w fazie gazowej, czy z cząsteczek wody w stanie ciekłym, wprowadzono wodę znakowaną izotopowo: H217O jako medium ciekłe, H216O pary w gazie zasilającym. Gdyby hipotetyczny eksperyment został przeprowadzony w otwartej atmosferze, rozróżnienie między tymi dwiema fazami byłoby utrudnione przez obecność pary wodnej w otaczającym powietrzu. W literaturze przedstawiono alternatywną metodę minimalizacji wpływu otaczającej atmosfery, w której zapobiegano dyfuzji gatunków z atmosfery do ścieków plazmowych za pomocą gazu osłonowego17. Gaz osłonowy (N2 lub O2 ) tworzy kurtynę gazową o znanym składzie18. Reaktor przedstawiony w tym manuskrypcie jest prostym sposobem na usunięcie wpływu składników otaczającego powietrza (takich jak para wodna) i może być używany z różnymi strumieniami plazmy bez wprowadzania dodatkowego przepływu gazu. Podobnie jak w przypadku rodnika •OH, źródło rodnika •H można określić za pomocą systemu D2O/H2O. Niedrogi D2O może być również wprowadzany do gazu zasilającego w postaci pary, jak opisano powyżej.
Nasycenie gazu parąH2Ooznaczono przez zważenie kolby Drechsela przed i po bulgotaniu przepływającego przez nią gazu. Wilgotność względną (tj. nasycenie) gazu oblicza się na podstawie ilości odparowanej wody i objętości przepływającego przez nią gazu.
Należy zauważyć, że w długotrwałych eksperymentach temperatura cieczy w kolbie Drechsela może się obniżyć z powodu parowania. Wilgotność względna jest obliczana dla określonej temperatury. Obliczone wartości są następnie porównywane z wartościami w literaturze19 w celu określenia wilgotności względnej gazu zasilającego. Odkryliśmy empirycznie, że przepływ do 2 slm He przez wypełnioną wodą kolbę Drechsela całkowicie nasyca gaz parą wodną. Jednak podwyższone natężenia przepływu mogą nie pozwolić na wystarczający czas przebywania gazu w cieczy dla pełnego nasycenia. Mogą być wymagane inne techniki nasycenia.
Kolejnym wyzwaniem jest upewnienie się, że w systemie nie ma powietrza z otoczenia. Reaktor jest wstępnie przepłukiwany gazem zasilającym w celu usunięcia resztek powietrza. Czas potrzebny na płukanie wstępne będzie zależał od objętości reaktora i przepływu gazu zasilającego. Brak zewnętrznej dyfuzji i porywania powietrza z otoczenia do systemu, takiego jak system plazmowy z gazem zasilającym helem, można przetestować za pomocą reakcji wychwytywania rodników NO. Tlenek azotu wytwarzany przez osocze z cząsteczekN2 iO2 powietrza może być wykryty przez EPR jako rodnik addukt kompleksu (MGD)2Fe2+ 20 (MGD = ditiokarbaminian N-metylo-D-glukaminy). W przypadku całkowitego braku powietrza sygnał EPR adduktu nie jest obserwowany. Brak zewnętrznych cząsteczek wody w reaktorze można wykazać za pomocą następującego eksperymentu. Ciekłą próbkęD2Opoddaje się działaniu suchej plazmy gazu zasilającego. Analiza NMR próbki poekspozycyjnej ujawnia ilośćH2Owprowadzonego do cieczy podczas ekspozycji. Pozwala to na oszacowanie ilości resztkowegoH2Ow rurkach używanych do podawania gazu zasilającego15 w doświadczeniu.
Projekt pojemnika na próbkę ma kluczowe znaczenie w pracach eksperymentalnych. Początkowo próbowaliśmy używać plastikowych i szklanych probówek do mikrowirówek. W połączeniu ze stosunkowo dużym przepływem plazmy zasilającej gaz, mała średnica otworu nie pozwala otaczającemu powietrzu przenikać do probówki mikrowirówki. Ma to jednak wiele wad. Plazma wykazywała wygięcie w łuk i duży wzrost temperatury w pobliżu krawędzi probówki mikrowirówki. Dostarczanie tych gatunków z fazy gazowej do cieczy było również znacznie mniej efektywne ze względu na różną dynamikę fazy gazowej oraz małą powierzchnię (i dużą objętość) próbki cieczy. W związku z tym powierzchnia próbki cieczy ma kluczowe znaczenie dla dostarczania form reaktywnych z fazy gazowej do próbki cieczy. Jest to szczególnie ważne w przypadku krótkotrwałych rodników. Pojemnik na ciecz na próbkę musi być zatem zaprojektowany w taki sposób, aby odsłonięta ciecz miała dużą powierzchnię w celu skutecznej dyfuzji. Próbka powinna mieć również małą głębokość, aby zminimalizować ograniczenia związane z konwekcją próbki cieczy. Należy wziąć pod uwagę, że wzmożone przepływy gazów, a zwłaszcza przy zapalonej plazmie, powodują znaczne zakłócenia na powierzchni próbki cieczy21. W związku z tym pojemnik na próbkę ma kształt przypominający studnię, a średnica i głębokość są wymagane dla konkretnego eksperymentu. Wysokość stojaka, na którym znajduje się studnia, może być dostosowana do potrzeb eksperymentalnych. Gumowa przelotka, przez którą wprowadzany jest strumień plazmy do reaktora, umożliwia zmianę kąta kontaktu ścieków z cieczą.
Przedstawiona metoda pozwala na zbadanie źródła form reaktywnych (•OH, •H itp.) indukowanych w cieczy przez strumień plazmy o równoległym polu kHz. Metoda wykorzystująca szklany reaktor otaczający dżet nie ogranicza się do opisanych warunków i może być stosowana z innymi plazmami pod ciśnieniem atmosferycznym. Metoda pozwala na wprowadzenie do gazu zasilającego dowolnych domieszek: pary,O2,N2 itd. Wśród innych jej zalet jest możliwość prowadzenia pomiarów optycznych wewnątrz niego, choć w tym przypadku jako materiał reaktora musi być stosowane szkło kwarcowe o jakości optycznej. Rura wydechowa w dolnej części reaktora umożliwia korzystanie ze strumienia plazmy w praktycznie każdym laboratorium: wydech można podłączyć za pomocą plastikowej rurki do zdalnego okapu wyciągowego. Koncepcja reaktora jest uniwersalna i może być wykorzystywana w badaniach różnych plazm, gdzie wymagana jest kontrolowana atmosfera. Na przykład polimeryzacja styrenu jest hamowana przez formy tlenu22, ale można ją zaobserwować w reaktorze, gdy ciekły styren jest wystawiony na działanie plazmy gazu zasilającego helem.

Plazmy niskotemperaturowe (LTP) przyciągają coraz większą uwagę w ostatnich latach ze względu na ich ogromny potencjał do zastosowań biomedycznych1-3. W kontakcie z atmosferą otoczenia LTP reaguje z zawartością molekularną powietrza (paraN2,O2,H2O), wytwarzając różne reaktywne formy tlenu i azotu (RONS)2,4. Wśród nich znajdują się stosunkowo stabilne gatunki (takie jak nadtlenek wodoru, ozon, aniony azotynowe i azotanowe) oraz wysoce reaktywne rodniki (•OH, •OOH/O2•-, •H, •NO itp.). Gatunki te, początkowo wytwarzane w fazie gazowej, są dalej dostarczane przez plazmę do substratu biologicznego5. RONS oddziałują z substratami i w ten sposób definiują przeciwbakteryjne, przeciwnowotworowe i przeciwwirusowe działanie LTP6-8.
Rozwój terapii LTP wymaga skomplikowanego modelowania reakcji RONS9. Woda jest istotną częścią środowiska biologicznego, a reakcje w fazie wodnej znacznie zwiększają złożoność systemu. Badania plazmy w fazie gazowej są szeroko stosowane przy użyciu różnych technik analitycznych, w tym optycznej spektroskopii emisyjnej, fluorescencji indukowanej laserem, spektroskopii w podczerwieni, spektrometrii mas (MS) itp.10-12. Jednocześnie wciąż brakuje szczegółowych badań gatunków wykrytych w fazie ciekłej. Dostępne raporty opisują zastosowanie różnych metod analitycznych, takich jak spektroskopia promieniowania UV i elektronowego rezonansu paramagnetycznego (EPR), cytometria itp., do wykrywania RONS w roztworach wodnych13,14. EPR jest jedną z najbardziej bezpośrednich metod wykrywania radykałów w cieczy. Jednak wiele gatunków rodnikowych nie może być wykrytych przez EPR ze względu na ich krótki czas życia. W takich przypadkach często stosuje się pułapkowanie spinowe. Pułapkowanie wirowe Technika obejmująca związek (pułapka spinowa), który szybko i selektywnie reaguje z rodnikiem, aby uzyskać bardziej trwały addukt rodnikowy (np. DMPO reaguje z rodnikiem hydroksylowym, tworząc addukt DMPO-OH).
Częstymi wyzwaniami w badaniach interakcji plazma-ciecz są niemożność kontrolowania atmosfery otoczenia wokół ścieków plazmowych i inne czynniki zakłócające (pola zewnętrzne, wrażliwe na środowisko części zasilacza, itp.). W tym miejscu demonstrujemy użycie konfiguracji składającej się z metalowej siatki zawierającej operowaną plazmę i zbudowanego we własnym zakresie reaktora wokół dyszy strumienia plazmy. Metalowa siatka służy jako klatka Faradaya, co pozwala na znacznie lepszą odtwarzalność i ogólną funkcjonalność strumienia plazmy. Szklany reaktor otacza zarówno strumień plazmy, jak i próbkę cieczy, wykluczając otaczającą atmosferę z systemu.
Ta metoda może być stosowana dla każdego strumienia plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym stykającego się z płynnymi roztworami. Na przykład niedawno przedstawiliśmy badanie źródła reaktywnych form tlenu wykrytych w próbce wodnej wystawionej na działanie plazmy. Izotopowo znakowana woda została wykorzystana do rozróżnienia między gatunkami powstającymi w cieczy i w fazie gazowej układu plazma-ciecz-ciecz15.

<table><tbody><tr><td>Zasilacz plazmowy rezonansowy i dielektryczny z barierą koronową&nbsp;</td><td>Nieograniczona informacja</td><td>PVM500</td><td></td>&nbsp;</tr><tr><td>Regulator przepływu masowego (MFC)</td><td>Brooks Instruments&nbsp;</td><td></td><td>2 slm (kaliber odłamkowo-burzący)</td></tr><tr><td></td><td>MFC Brooks Instruments&nbsp;</td><td></td><td>5 slm (kaliber odłamkowo-burzący)</td></tr><tr><td>Sterownik mikrokomputerowy do MFC</td><td>Brooks Instruments&nbsp;</td><td></td><td>0254</td></tr><tr><td>H217O</td><td>Ikona Izotopy</td><td>IO 6245</td><td></td></tr><tr><td>5,5-dimetylo-1-piroliny N-tlenek</td><td>Dojindo Molecular Technologies, Inc.&nbsp;</td><td>D048-10</td><td>&ge; 99%</td></tr><tr><td>2,2,6,6-tetrametylopipryrydyna 1-oxyl&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>214000</td><td>98%</td></tr><tr><td>Helium</td><td>BOC UK</td><td>110745-V</td><td>99.996%</td></tr><tr><td>Sonda wysokonapięciowa</td><td>Tektronix&nbsp;</td><td></td><td>P6015A</td></tr><tr><td>Sonda prądowa</td><td>Ion Physics Corporation&nbsp;</td><td></td><td>CM-100-L</td></tr><tr><td>Oscyloskop</td><td>Teledyne LeCroy</td><td></td><td>WaveJet 354A&nbsp;</td></tr></tbody></table>

układ plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym do zbadania powstawania form reaktywnych

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Plazma o nietermicznym ciśnieniu atmosferycznym ("zimna") zyskała w ostatnich latach coraz większą uwagę ze względu na ich znaczny potencjał biomedyczny. W wyniku reakcji zimnej plazmy z otaczającą atmosferą powstają różnorodne reaktywne gatunki, które mogą decydować o jej skuteczności. Podczas gdy efektywny rozwój terapii zimną plazmą wymaga modeli kinetycznych, benchmarking modeli wymaga danych empirycznych. Badania eksperymentalne źródła form reaktywnych wykrywanych w roztworach wodnych wystawionych na działanie osocza są nadal nieliczne. Osocze biomedyczne jest często operowane gazem zasilającym He lub Ar, a szczególnym zainteresowaniem jest badanie form reaktywnych wytwarzanych przez plazmę z różnymi domieszkami gazów (O2, N2, powietrze,H2O para itp.) Takie badania są bardzo skomplikowane ze względu na trudności w kontrolowaniu atmosfery otoczenia w kontakcie ze ściekami plazmowymi. W tej pracy zajęliśmy się typowymi problemami eksperymentalnych badań eksperymentalnych strumieni plazmowych napędzanych częstotliwością "wysokiego" napięcia kHz. Opracowano reaktor pozwalający na wyłączenie atmosfery otoczenia z układu plazma-ciecz. System składał się zatem z gazu zasilającego z domieszkami i składnikami próbki cieczy. Ta kontrolowana atmosfera pozwoliła na zbadanie źródła reaktywnych form tlenu indukowanych w roztworach wodnych przez plazmę parową He. Zastosowanie wody znakowanej izotopowo pozwoliło na rozróżnienie gatunków pochodzących z fazy gazowej od tych powstałych w cieczy. Sprzęt plazmowy został umieszczony w klatce Faradaya, aby wyeliminować możliwy wpływ jakiegokolwiek pola zewnętrznego. Konfiguracja jest wszechstronna i może pomóc w lepszym zrozumieniu chemii oddziaływań zimna plazma-ciecz.

Wykorzystując opisaną powyżej metodę i sprzęt, zbadaliśmy pochodzenie reaktywnych form tlenu w układzie LTP w kontakcie z wodą. Częstotliwość pracy plazmy oraz napięcie wynosiły odpowiednio 25 kHz i 18 kV (szczyt-szczyt) (Rysunek 1).
Na przykład źródło rodnika hydroksylowego określono przy użyciu wody znakowanej izotopowo. Umożliwiło to odróżnienie cząsteczek wody w gazie zasilającym od tych w próbce ciekłej. W tym celu do gazu zasilającego wprowadzono H216O (w postaci pary). Ciekłą próbkę H217O z rozpuszczonym pułapką spinową DMPO umieszczono w pojemniku na próbkę. Reaktor płukano wstępnie przez 30 sec gazem zasilającym. Co ważne, w tym przypadku dłuższy czas płukania wstępnego może doprowadzić do dostarczenia znacznej ilości H216O do ciekłej próbki H217O. Następnie zapalono plazmę, a próbkę eksponowano na strumień wylotowy przez 60 sec. Roztwór po ekspozycji przeanalizowano metodą EPR. Wykryto dwa addukty rodnikowe DMPO-OH (DMPO-17OH i DMPO-16OH) (Rycina 2). Stosunek powstałych adduktów określono poprzez dalszą analizę danych EPR. Analiza MS składu fazy ciekłej wykazała stosunek H216O (które dyfundowało do cieczy z fazy gazowej) do H217O (Tabela 1). Porównanie tych dwóch wartości sugerowało, że wykryte w cieczy rodniki hydroksylowe w rzeczywistości pochodziły z fazy gazowej, a nie z cieczy.
Podobne badania można przeprowadzić z wykorzystaniem innych układów, takich jak układ D2O/H2O, w celu wykrycia źródła rodnika •H (•D)15.
<img alt="Schemat reaktora plazmowego z rurką kwarcową, miedzianymi elektrodami i zasilaczem do analizy gazów." src="/files/ftp_upload/54765/54765fig1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1. Układ wykorzystany do badania źródła reaktywnych form tlenu. Plazma była generowana w rurce z kwarcowego szkła (średnica wewnętrzna 4 mm, grubość ścianki 1 mm) z użyciem helu jako gazu zasilającego. Przepływ gazu zasilającego wynosił 2 slm. Gaz zasilający zawierał opary H2O wprowadzone zgodnie z powyższym opisem. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54765/54765fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Symulacja spektroskopii EPR i wyniki eksperymentalne; rodniki nitroksydowe; pomiary pola." src="/files/ftp_upload/54765/54765fig2.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2. Widmo EPR mieszaniny adduktów rodnikowych DMPO-H, DMPO-16OH i DMPO-17OH indukowanych w roztworze DMPO w H217O poddanym działaniu plazmy. Analiza została przeprowadzona przy użyciu oprogramowania do symulacji widm, wykorzystując wartości hiperstrukturalne dostępne w literaturze16. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54765/54765fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Tabela pomiaru wilgotności gazu zasilającego; stężenia adduktów ·OH, szybkości dostarczania H216O." src="/files/ftp_upload/54765/54765tbl1.jpg" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="Tabela 1"> 
Tabela 1. Stężenie adduktów rodnikowych DMPO-16OH i DMPO-17OH oraz ilość H216O w ciekłej próbce H217O po ekspozycji na plazmę. Bezwzględne wartości stężeń adduktów uzyskano za pomocą kalibracji EPR przy użyciu stabilnego rodnika 2,2,6,6-tetrametylopiperydyny 1-tlenku (TEMPO). W przypadku braku dodanej pary wodnej (pozycja 1), w gazie zasilającym obecna była wilgotność resztkowa. Względne ilości H217O i H216O w próbce ciekłej określono za pomocą reakcji hydrolizy chlorku cynamoilu, w wyniku której po reakcji z roztworem po ekspozycji na plazmę powstała mieszanina kwasów 16O- i 17O-cynamonowych. Uzyskaną mieszaninę przeanalizowano za pomocą spektrometrii mas o wysokiej rozdzielczości, zgodnie z opisem zamieszczonym w innym opracowaniu15.

Stworzono eksperymentalną konfigurację dla napędzanego helem strumienia plazmy o częstotliwości kHz. Konfiguracja obejmuje klatkę do zasilania plazmą i dyszą oraz wbudowany reaktor do monitorowania indukowanych plazmą form reaktywnych bez ingerencji atmosfery otoczenia.

Układ plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym do zbadania powstawania form reaktywnych

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

Ogólnym celem niniejszej procedury jest zaprezentowanie układu plazmy przy ciśnieniu atmosferycznym, który eliminuje powietrze z środowiska reakcji. Nasz układ pomaga odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie plazmy biomedycznej i termicznej, takie jak pochodzenie gatunków reaktywnych, które określają skuteczność zabiegów plazmowych w próbkach biologicznych. Główną zaletą tego układu jest wykluczenie niekontrolowanego wpływu otoczenia.Atmosfera wewnątrz reaktora składa się wyłącznie ze składników gazu zasilającego i odparowanej próbki. Znaczenie tej techniki rozciąga się na nasze zastosowania kliniczne plazmy zimnej, ponieważ zapewnia ona fundamentalne zrozumienie procesów fizykochemicznych, które zachodzą podczas oddziaływania plazmy niskotemperaturowej z cieczami. Metoda ta nie tylko pozwala na wgląd w działanie plazmy biomedycznej, ale może być również wykorzystywana w innych celach.Na przykład podczas badania reakcji chemicznych w kontrolowanym środowisku. Procedurę zaprezentuje Philip Groves, doktorant z naszego laboratorium. W pierwszej kolejności należy zaprojektować i zbudować klatkę Faradaya z siatki drucianej w celu ekranowania sprzętu.Klatka musi być wystarczająco duża, aby elektroda aktywna, elektroda uziemiająca oraz kable elektrod nie stykały się ze sobą ani z drucianą siatką po rozmieszczeniu całego sprzętu. Strumienie plazmy pracujące przy częstotliwościach rzędu kilohertców są niezwykle podatne na zewnętrzne pola. Klatka Faradaya tworzy stabilne środowisko elektromagnetyczne, eliminując wpływ urządzeń i plazmy z otoczenia.Należy również chronić sprzęt operacyjny przed generowanymi przez plazmę polami elektromagnetycznymi. Uziemić klatkę faradayową przy użyciu wszystkich metalowych podpór wewnątrz klatki, stosując urządzenie odpowiednie dla danego typu gniazda elektrycznego. Do klatki należy przymocować tabliczkę ostrzegawczą.Podłącz butlę z helem do dwóch kontrolerów przepływu masy (MFC) za pomocą łącznika T. Skieruj wyjście jednego MFC do kolby Drexela. Połącz wyjście kolby Drexela z wyjściem drugiego MFC za pomocą łącznika T.Wyposażyć klatkę w gazową linię ze stali nierdzewnej. Skierować wyjście z drugiego łącznika T do klatki. Aby dostarczyć gaz zasilający do strumienia plazmy, włożyć koniec rurki kwarcowej do plastikowej rurki podłączonej do linii gazowej.Zabeziecz rurkę kwarcową za pomocą statywu z uchwytem. Zainstaluj blokadę, która przerwie połączenie elektryczne z zasilaczem plazmy po otwarciu drzwi klatki, aby uniknąć ryzyka porażenia prądem z elektrody wysokiego napięcia podczas pracy plazmy. Aby stworzyć elektrodę wysokiego napięcia, podłącz zasilacz plazmy do elektrody oraz sondy napięciowej.Wykonaj elektrodę uziemiającą podłączoną za pomocą kolistej sondy prądowej. Przymocuj elektrodę uziemiającą do dyszy strumienia plazmy około 40 milimetrów powyżej wylotu dyszy. Następnie przymocuj elektrodę wysokiego napięcia do dyszy strumienia plazmy 20 milimetrów poniżej elektrody uziemiającej.Podłącz sondy napięcia i prądu do oscyloskopu. Umieść regulatory napięcia i częstotliwości poza klatką. Przygotuj szklany reaktor zawierający pusty, perforowany stelaż szklany z umieszczonym na górze zbiornikiem.Przymocuj górną część reaktora do metalnego statywu za pomocą izolowanego zacisku. Osadź gumową przelotkę w górnej części szklanego reaktora. Wprowadź dyszę do górnej części reaktora.Podłącz wylot reaktora, znajdujący się w jego dolnej części, do odpowiedniego systemu wyciągowego za pomocą plastikowej rurki. Następnie podłącz rurkę do układu ekstrakcyjnego. Napełnij kolbę Drexela wodą O16.Ustaw MFC gazu suchego na 1 800 standardowych centymetrów sześciennych na minutę, a drugie MFC na 200 standardowych centymetrów sześciennych na minutę i przepłucz system, aby uzyskać 10% nasycenia gazu zasilającego parą wodną O16. Następnie wyłącz system gazowy. Umieść 100-mililitrowy roztwór DMPO w wodzie O17 w zbiorniku reaktora.Następnie ustaw pozostałą część reaktora na podnośniku laboratoryjnym. Podnieś dolną sekcję reaktora, regulując dyszę w razie potrzeby, aż reaktor zostanie uszczelniony na szlifowym złączu, a dysza znajdzie się około 10 ml powyżej powierzchni próbki w zbiorniku. Połączenie między dwiema częściami reaktora oraz między przelotką a rurką kwarcową musi być szczelne, aby wykluczyć dyfuzję powietrza otoczenia do wnętrza reaktora.Przepłucz reaktor nasyconym wodą gazem zasilającym z zawartością 10% O16 przez 30 sekund lub tak długo, aż objętość powietrza w reaktorze zostanie zastąpiona gazem zasilającym. Czas płukania jest silnie uzależniony od rozmiaru reaktora. Przy parametrach wyładowania ustawionych na 18 kilowoltów i 25 kilohertz wzbudź plazmę.Wystaw roztwór DMPO na działanie wypływu plazmy przez 60 sekund. Następnie wyłącz zasilacz i wyjmij próbkę. Przygotuj próbkę i przeanalizuj ją za pomocą spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego.Roztwór DMPO w wodzie O17 poddano działaniu plazmy z obecnością i bez obecności pary wodnej O16 w gazie zasilającym. W przypadku suchego helu atmosfera wewnątrz reaktora zawierała jedynie parę wodną O16 i O17 pochodzącą z próbki. Wilgotny hel stanowił dodatkowe źródło wody O16.Analiza EPR próbki poddanej działaniu plazmy z gazem zasilającym z dodatkiem par wykazała obecność adduktów DMPO16OH, DMPO16OH oraz DMPOH. Porównanie z intensywnością sygnałów EPR próbek o znanym stężeniu nitroksydu pozwoliło wyznaczyć bezwzględne stężenia adduktów rodników hydroksylowych. Bez dodatku pary wodnej w gazie zasilającym stężenia bezwzględne były zbliżone.W przypadku pary wodnej stężenie adduktów rodnika hydroksylowego z O16 było ponad dwukrotnie wyższe niż w przypadku O17. Spektrometria mas po reakcji hydrolizy pozwoliła określić rozkład izotopowy tlenu w wodzie w próbce ciekłej. Względna ilość wody zawierającej O16 była tylko nieznacznie wyższa w próbce wystawionej na działanie plazmy z parą, co sugeruje, że gatunki DMPO16OH powstają w fazie gazowej.Przedstawiona procedura wykorzystuje prosty i niedrogi układ plazmowy, który nie wymaga modyfikacji samego strumienia plazmy. Stanowi on zatem instruktawną alternatywę dla urządzeń z osłoną gazową w badaniach nad plazmą. Podczas wykonywania procedury należy zapewnić całkowity brak powietrza otoczenia, które zawiera zanieczyszczenia oraz zmienne ilości pary wodnej z reaktora.Technika ta utorowała drogę do odrodzenia w dziedzinach biomedycznych plazmy niskotemperaturowej, umożliwiając badanie obszarów reaktywnych układów plazmowych.

an-atmospheric-pressure-plasma-setup-to-investigate-reactive-species

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Źródło: Yan, X., et al., Nowe zastosowanie strumienia plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym jako środka neuroprotekcyjnego przeciwko uszkodzeniom komórek SH-SY5Y wywołanym deprywacją glukozy. J. Vis. Exp. (2017)Film demonstruje neuroprotekcyjne działanie leczenia osoczem o niskim ciśnieniu atmosferycznym w komórkach neuroblastoma pozbawionych glukozy poprzez modulację stresu oksydacyjnego i zwiększanie żywotności komórek.

Ocena leczenia osoczem pod ciśnieniem atmosferycznym w komórkach nerwiaka zarodkowego pozbawionego glukozy 

Ten film pokazuje, jak atmosferyczna latarka plazmowa może być zapalana przez mikrofale bez dodatkowych zapalników i zapewnia stabilną i ciągłą pracę plazmy, odpowiednią do wielu zastosowań.

Jak zapalić palnik plazmowy mikrofalowy pod ciśnieniem atmosferycznym bez dodatkowych zapalników?

Zaoferowaliśmy metodę bezpośredniej syntezy cienkiej warstwy ZnO o wysokiej osi c (0002) poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane plazmą. Zsyntetyzowana cienka warstwa ZnO w połączeniu z elektrodą palcową Pt została wykorzystana jako warstwa detekcyjna dla fotodetektora ultrafioletowego, wykazując wysoką wydajność dzięki połączeniu dobrej czułości i niezawodności.

Synteza i charakterystyka cienkiej warstwy ZnO o wysokiej osi c za pomocą plazmowego systemu chemicznego osadzania z fazy gazowej i jego zastosowania w fotodetektorze UV

Opracowanie nowych materiałów ablacyjnych i ich modelowanie numeryczne wymaga szeroko zakrojonych badań eksperymentalnych. Protokół ten opisuje procedury charakterystyki odpowiedzi materiału w przepływach plazmy, przy czym podstawowe techniki są nieinwazyjnymi metodami śledzenia recesji materiału wraz z chemią w reaktywnej warstwie granicznej za pomocą spektroskopii emisyjnej.

Badanie warstwy granicznej metodą spektroskopowej emisji podczas badania materiału ablacyjnego w plazmatronie

Ten artykuł opisuje przepływowy reaktor mikrofalowy, który jest używany do napędzania efektywnej chemii nierównowagi w celu zastosowania konwersji/aktywacji stabilnych cząsteczek, takich jak CO2, N2 i CH4. Celem opisanej tutaj procedury jest pomiar temperatury i konwersji gazu in situ.

Nierównowagowa plazma mikrofalowa do wydajnej chemii wysokotemperaturowej

Pokazany jest protokół obróbki płynów i komórek zimną plazmą fizyczną o wysokiej przepustowości. Polega ona na ustaleniu różnych składów gazów zasilających do zapłonu plazmy, pomiarze widm emisyjnych plazmy, a następnie analizie cieczy i aktywności komórkowej po obróbce plazmowej.

Badania podstawowe w medycynie osocza - podejście przepustowe od płynów do komórek

Ładowanie i mobilizacja pyłu jest demonstrowane w trzech eksperymentach z ekspozycją na plazmę termiczną z wiązką elektronów, tylko wiązką elektronów lub tylko promieniowaniem ultrafioletowym (UV). Eksperymenty te pozwalają na pogłębienie wiedzy na temat elektrostatycznego transportu pyłu i jego roli w kształtowaniu powierzchni pozbawionych powietrza ciał planetarnych.

Eksperymentalne metody ładowania i mobilizacji pyłu na powierzchniach narażonych na promieniowanie ultrafioletowe lub plazmę

Ten protokół jest przedstawiony w celu scharakteryzowania konfiguracji, obsługi i zastosowania COST-Jet do obróbki różnych powierzchni, takich jak ciała stałe i ciecze.

Obróbka powierzchni zimną plazmą pod ciśnieniem atmosferycznym za pomocą COST-Jet

Głównym celem tej pracy jest ułatwienie grupom badawczym niezaznajomionym z sondami Langmuira i sondami emisyjnymi używania ich do diagnostyki plazmy, szczególnie w pobliżu granic plazmy. Robimy to, pokazując, jak zbudować sondy z łatwo dostępnych materiałów i materiałów.

Budowa sond Langmuira i sond emisyjnych do pomiarów potencjału plazmy w plazmach niskociśnieniowych i niskotemperaturowych

W pracy przedstawiono metodologię wytwarzania sześciu różnych typów wyładowań plazmowych w reaktorze plazmowym z wirem hiperbolicznym do degradacji mikrozanieczyszczeń w wodzie, w tym farmaceutyków oraz substancji per- i polifluoroalkilowych (PFAS).

Wdrożenie hiperbolicznego reaktora plazmowego wirowego do usuwania mikrozanieczyszczeń z wody

Poznaj układ plazmy atmosferycznej do badania form reaktywnych w próbkach biologicznych. Metoda wyklucza powietrze otoczenia, zapewniając kontrolowane warunki do analizy procesów fizykochemicznych.

Układ plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym do zbadania powstawania form reaktywnych

Przeglądaj więcej filmów