Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Bir Atmosfer Basıncı Plazma Kurulum Reaktif Türler Oluşumu Araştırma

Published: November 3, 2016 doi: 10.3791/54765
Automatic Translation
1,2, 2, 2, 1
1Department of Chemistry, University of York, 2York Plasma Institute, Department of Physics, University of York

Abstract

Termal olmayan atmosfer basıncı ( 'soğuk') plazmalar nedeniyle önemli biyomedikal potansiyeli son yıllarda artan ilgi görmüştür. Çevre atmosferle soğuk plazma reaksiyonları etkinliğini tanımlayabilir reaktif türlerin çeşitli verir. soğuk plazma tedavisinin etkili gelişme kinetik modeller gerektirirken, model kıyaslama ampirik veriler ihtiyacı var. plazmaya maruz kalan sulu çözeltilerde tespit reaktif türlerin kaynağı Deneysel çalışmalar hala çok azdır. Bu tür araştırmalar vardır (H 2, vb Ey buharı, O 2, N 2, hava) Biyomedikal plazma genellikle He veya Ar besleme gazı ile çalıştırılır ve belirli bir faiz çeşitli gaz katkılarla plazması tarafından üretilen reaktif türlerin araştırılması yatıyor plazma atık ile temas içinde çevre atmosferini kontrol zorluklar nedeniyle çok karmaşık. Bu çalışmada, 'yüksek' gerilimin ortak konuları elekHz frekans plazma jeti deneysel çalışmalar tahrik. Bir reaktör plazma sıvı sisteminden ortam atmosferine dışlanmasını sağlayan geliştirilmiştir. Sistem böylece katkılar ve sıvı numune bileşenleri ile besleme gazı oluşur. Bu kontrollü bir atmosfer O-su buharı plazma sulu çözeltiler içinde, reaktif oksijen türlerinin kaynağı araştırılmasını sağladı. izotopik olarak etiketlenmiş su kullanımı, gaz fazında, kaynak tür ve sıvı oluşturulanlar arasında ayrım izin verdi. Plazma ekipmanı herhangi bir harici alanın olası etkisini ortadan kaldırmak için bir Faraday kafesi içinde kontrol altına alındı. Kurulum çok yönlüdür ve ayrıca soğuk plazma sıvı etkileşimler kimya anlamada yardımcı olabilir.

Introduction

Düşük sıcaklık, atmosferik basınç plazmalar (LTPS) nedeniyle biyomedikal uygulamalarda 1-3 onların engin potansiyeli son yıllarda artan ilgisini çekmiştir. Çevre atmosferi ile temas ettiği zaman, LTP reaktif oksijen ve nitrojen (RONS) 2,4 çeşitli üreten (N2, O 2 H2O buhar) hava moleküler içeriği ile reaksiyona girer. (-, • H • NO, vb • OH • OOH / O 2) • Bunlar arasında (örneğin hidrojen peroksit, ozon, nitrit ve nitrat anyonlar gibi) nispeten istikrarlı türler ve son derece reaktif radikaller vardır. Ilk önce gaz fazında üretilmiş Bu türler, ayrıca, biyolojik substrat 5 plazma tarafından sağlanmaktadır. RONS yüzeyler ile etkileşim ve böylece antimikrobiyal, antikanser ve LTP 6-8 antiviral etkileri tanımlar.

LTP tedavilerin geliştirilmesi reaksiyonların karmaşık modelleme gerektirirRONS 9. Su, biyolojik ortamda bir parçasıdır, ve sulu faz reaksiyonları önemli ölçüde sistemin karmaşıklığını artırır. Gaz fazı plazma araştırılması yaygın optik emisyon spektroskopisi, lazer kaynaklı floresan, kızıl ötesi spektroskopisi, kütle spektrometrisi (MS) gibi 10-12 dahil olmak üzere çeşitli analitik teknikler kullanılarak gerçekleştirilir. Aynı zamanda, sıvı fazda tespit türlerin ayrıntılı araştırmalar hala çok azdır. Mevcut raporlar sulu çözeltiler 13,14 nöronlar tespiti vb sitometrisi UV ve elektron para-manyetik rezonanstır (EPR) spektroskopi, gibi çeşitli analitik yöntemlerin kullanımını tarif eder. EPR sıvı radikal tespiti için en doğrudan yöntem biridir. Ancak, birçok radikal türler nedeniyle kısa yaşam süresi EPR tarafından tespit edilemez. Bu gibi durumlarda, yakalama sıkma sıklıkla kullanılmaktadır. Spin bir bileşik (spin trap) içeren bir teknik yakalama whIch hızlı ve selektif (DMPO-OH, ilave maddesinin oluşturulması, ör DMPO hidroksil kökü ile reaksiyona giren), daha kalıcı bir kökü ilave maddeyi elde etmek için bir radikal ile reaksiyona girer.

Plazma sıvı etkileşim çalışmalarında ortak zorluklar plazma atık etrafında çevre atmosfer ve diğer etkenleri (dış alanları, çevreye duyarlı güç kaynağı parçaları, vs.) kontrol edememe vardır. Burada, ameliyat plazma ve plazma jet nozul etrafında bir in-house inşa reaktör içeren bir metal örgü halinde oluşan bir kurulum kullanımını göstermek. metal örgü önemli ölçüde geliştirilmiş tekrarlanabilirlik ve plazma jetinin genel işlerliğinin sağlayan Faraday kafesi olarak hizmet vermektedir. cam reaktör plazma jet ve sistemden çevreleyen atmosfer hariç sıvı örneği, hem de kapsüller.

Bu yöntem, sıvı çözeltiler ile temas herhangi bir atmosferik basınçlı plazma jeti için de kullanılabilirler.Örneğin, son zamanlarda plazmaya maruz sulu numunede saptanan reaktif oksijen türlerinin kaynağı soruşturma sundu. Izotopik etiketli su sıvı ve plazma jet, sıvı çözelti sisteminin 15 gaz fazında oluşan türler arasında ayrım yapmak için kullanıldı.

Protocol

1. Plazma Kurulum Koruyucu

  1. Güç kaynağı, voltaj / akım ölçer, güç kablosu, plazma elektrot plazma jeti, vb: kafes içinde elektrik çevrenin tüm parçalarını yerleştirin
  2. canlı elektrotun o, toprak elektrot ve ilgili kablolar birbirine ya da metal kafes ile temas etmeyen bu yüzden kafes içinde boşluk yeterli olduğundan emin olun.
  3. Plazma işlemi sırasında yüksek gerilim elektrottan elektrik çarpması riskini önlemek için plazma güç kaynağına bağlı bir kilide sahip kafes donatın.
  4. Plazma çalışmayı kesmeden parametrelerin değiştirilmesine izin kafesin dış yüzeyinde voltaj ve frekans kontrolleri yerleştirin.
  5. Zemin Tüm metal örgü kafes ve bir toprak bağlama fişi onları Kablolamayla kafes kendi içinde destekler.

2. Tahliye Parametreleri

  1. toprak elektrot o altında canlı elektrot yerleştirinn cam tüp (yani, tüp memesine yakın).
  2. işletme gerilimi ölçün ve geri dönüş akımını izlemek için dairesel akım probu ile toprak elektrot geçmek için plazma güç kaynağına voltaj probu bağlayın.
  3. akım, voltaj ve plazma çalışma frekansı (akım veya gerilim probu biri tarafından belirlenir) izleme, bir osiloskop gerilim ve akım probu hem bağlayın.
  4. kütle akış kontrol (MFC) kullanılarak 2 SLM cam tüp içindeki gaz akışını ayarlama.
  5. plazma güç kaynağı açarak içinden geçen besleme gazı helyum ile bir cam tüp içinde plazma tutuşturmak. prob okumaları kullanılarak, sırasıyla, 18 kV ve 25 kHz deşarj voltaj ve frekans ayarlayın.
    NOT: Parametre varyasyonları deşarj tüm deneylerin en yüksek moleküler içeriği ile meydana edildiği minimal gerilim ve sıklığını belirlemek için yapılır. thMoleküler içeriği artar e plazma tutuşabilir için yüksek voltaj gerektirir. Yüksek gerilim dolayısıyla sıvı numune buharlaşmasının artması gelen plazma önemli gaz sıcaklığı artış ile sonuçlanabilir unutmayın.
  6. Tüm deneylerde, sabit voltaj tutun.

3. Besleme Gaz için Katkılar Tanıtımı

  1. T-konnektör kullanarak ana besleme gaz boru ikinci MFC bağlayın.
  2. besleme gazı su buharı eklemek için, örgü kafesin Drechsel şişeye (tarafında en üst ya da üzerine) dışında su ile doldurulur ve bir yer ile helyum MFC düzenlenmiş akış doğrudan.
  3. besleme gazının akışı bölme doyma arzu edilen düzeyde bir elde edilir. Su (H2 16 O) ile Drechsel şişeye geçen gaz akışı (200 SCCM) doğrudan,% 10 besleme gazının% 10 doygunluk elde etmek.
  4. T-bağlacının kullanılması,% 90 (1800 sccm) ile bu tamamen su buharı doymuş gaz kombinekuru gaz akışı.

4. Reaktör

  1. İki parça, üst ve alt oluşan bir reaktör hazırlayın. Bir egzoz borusu ile alt kısmını donatın.
  2. plazma jetinin meme cam reaktör yerleştirin.
  3. reaktörün üst kısmında açıklık içinde bir kauçuk rondela içinde plazma püskürtme memesi yerleştirin.
  4. bir stand üzerine iyi olarak benzeri rezervuar oluşan kap hazırlayın. Stand ve bir dielektrik malzemeden (örneğin, cam, kuvars cam) dan kuyu hem olun.
  5. o jet memeden plazma atık maruz böylece reaktör içindeki örnek kap yerleştirin.
  6. Örnek bir kapta bulunan sıvı H 2 17 O örnek koyun. Hidroksil radikalleri saptanması için, 5,5-dimetil-1-pyrroline- N-oksit (DMPO) spin tuzağına eden bir çözelti (5.1) kullanın.
    NOT: Spin tuzak seçimi yanı sıra sıvı numune seçimi comTüm unsurların Araştırılan türlerine bağlıdır. Örneğin, • OH radikalini kaynak H 2 16 O / H 2 17 O ve DMPO spin trap kullanılarak incelenmiştir. • H kökü kaynağı kökü • H saptanması için kullanılacak bir H2O / D 2 O (gaz ve sıvı). N-tert-Butil-α-phenyl (PBN) kullanımını gerektirir. He durumda H2O buharı ile plazmadaki DMPO çok DMPO-OH, ilave maddesinin 15 oluştururken, bu ağırlıklı olarak tuzak olarak hidrojen radikali olduğu gösterilmiştir.
  7. buzlu cam yüzeyler temas yoluyla iki reaktör parçaları bağlayın.

5. Spin Radikal Türlerin Yakalama

  1. Gerekli konsantrasyon ile seçilen sıkma tuzak çözüm hazırlayın. Sulu çözeltiler için, de-iyonize edilmiş su ile yıkayınız. (Örneğin, DMPO gibi) nitron sıkma trans, bir 100 mM konsantrasyon kullanın.
  2. 30 sn besleme gazının (2 slm) ile reaktöre önceden yıkayın.
  3. ignplazma ite (2.5) ve zaman belirli bir süre (örneğin, 60 sn) plazma atık sıvı örneği maruz bırakmaktadır.
  4. Gerekli poz süre sonra, plazma güç kaynağını kapatın ve reaktör açın. Reaktörden numune muhafazası çıkarın.
  5. Örnek toplamak ve elektron paramanyetik rezonans spektroskopi (EPR) 15 kullanılarak analiz.

Representative Results

Yukarıda tarif edilen yöntem ve ekipmanı kullanarak, su ile temas halinde LTP sisteminde reaktif oksijen türlerinin kökeni araştırdık. Plazma çalışma frekansı ve gerilimi 25 kHz ve 18 kV (pik-to-peak), sırasıyla (Şekil 1).

Örneğin, hidroksil radikali kaynağı izotopik olarak etiketlenmiş su kullanılarak belirlenmiştir. Bu sıvı numunede bu besleme gazı içinde su molekülleri arasında ayrım sağladı. Bunun için, H 2 16 O (buhar gibi) besleme gazı tanıtıldı. Çözündürüldü spin tuzağına DMPO ile H 2 17 o bir sıvı numune, bir numune kabı içine yerleştirilmiştir. Reaktör besleme gazı ile birlikte 30 saniye boyunca ön-yıkanmıştır. Önemli olarak, bu durumda, uzun ön-yıkama süresi, sıvı H teslim H 2 16 O önemli miktarda sonuçlanabilir 17 O örnek. Daha sonra plazma ateşlenir ve numune 60 saniye boyunca atık maruz bırakılmıştır. maruziyet sonrası çözüm EPR ile analiz edilmiştir. İki DMPO-OH radikalini adüktler (DMPO- 17-OH ve DMPO- 16 OH) (Şekil 2) tespit edilmiştir. oluşan adüktlerinin oranı EPR verilerin daha fazla analiz ile tespit edildi. Sıvı faz bileşimin MS analizi, H 2 17 O (Tablo 1) H2 (gaz fazından sıvı içine yayılır) 16 O oranı gösterdi. iki karşılaştırması sıvı içinde saptanan hidroksil kökleri, aslında, sıvı, gaz fazında, menşeli olup olduğunu ileri sürmektedir.

Benzer çalışmalar, 15 radikal • H (• D) kaynağını tespit etmek için bir D 2 O / H 2 O sistemi gibi diğer sistemler kullanılarak yapılabilir.


Şekil 1. Kurulum reaktif oksijen türlerinin kaynağı araştırılması için kullanılmıştır. Plazma helyum besleme gazı ile kuvars cam tüp (4 mm iç çap, 1 mm et kalınlığında) üretilmiştir. Besleme gazı akışı 2 sim olmuştur. Besleme gazı ihtiva edilen H yukarıda belirtildiği gibi tanıtılan 2 O buharı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
H 2 17 DMPO çözeltisi içinde indüklenen DMPO-H, DMPO- 16-OH ve DMPO- 17 OH radikalini adüktlerin karışımdan Şekil 2. EPR tayfı O plazmaya maruz. analiz literatüründe 16 mevcut aşırı ince değerlerini kullanarak spektrumları simülasyon yazılımı kullanılarak yapıldı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

tablo 1
DMPO- 16 OH Tablo 1. Konsantrasyon ve DMPO- 17 OH radikal ekleri ve 2 17 O örnek plazma maruz kaldıktan sonra sıvı H H 2 16 O miktarı. Adüktleri konsantrasyonlarının mutlak miktarları EPR kalibrasyon kullanılarak elde edilmiştir kararlı bir radikal 2 ile,2,6,6-tetrametilpiperidin 1-oksil (TEMPO). Resim ilave su buharı (Giriş 1) olması durumunda, bir artık nem besleme gazı içinde mevcut olan. H 2 17 o ve sıvı numunede H 2 16 O nispi miktarları oluşan bir karışım sonrası plazma maruziyet çözeltisi ile tepkimeye girdikten sonra 16 O- ve 17 O-sinnamik asit elde sinamoil klorür bir hidroliz reaksiyonu kullanılarak belirlenmiştir. Başka bir yerde, 15 tarif edilen şekilde elde edilen karışım, yüksek çözünümlü kütle spektrometresi ile analiz edilmiştir.

Discussion

Burada, bir-house inşa atmosferik basınç plazma kurulum kullanımını göstermek. metal örgü kafes herhangi plazma kaynaklı alanlara göre olası müdahale ve / veya hasar yakındaki hassas ekipmanları korumaktadır aynı zamanda dış alanlardan minimize girişim ile tekrarlanabilir plazma koşullarını sağlamak için yardımcı olur. kurulum koruyucu (caging) ameliyat plazma ve elektriksel özellikleri türüne bağlıdır. Amaç, plazma işlemi dış parazit olmamasını sağlamak ve ekipmanları çevreleyen müdahale plazma alanlarını kaçınmaktır. Bu durumda, göz boyutu Ancak, düşük örgü boyutu farklı plazmalar için gerekli olabilir 22 mm.'dir. Plazma işlemi parametreleri voltajı ve bir osiloskop bağlı bir akım probu kullanılarak kontrol edildi. yüksek gerilim probu giriş ölçüde elektrik çevreyi değiştirir ve bu nedenle prob elektrik sisteminin bir parçası haline gelmeli ve varsaymak edilecekDeneylerin her boyunca aynı şekilde içine dalan.

örnek ve plazma jet encapsulating cam reaktöre kullanımı reaksiyon sisteminden genellikle bilinmeyen kompozisyonun ortam atmosferine dışlanmasını sağlar. sunulan sonuçlar (vide supra), bu plazma çıkış akımı maruz sulu bir numune içinde plazma, reaktif oksijen türlerinin kaynağını belirlemek için kullanılmıştır. sıvı su molekülleri ve besleme gazı (buhar) su ayırt edilebilir eğer böyle bir soruşturma mümkündür. Hidroksil kökleri izotopik olarak etiketlenmiş bir su tanıtıldı, gaz fazında veya sıvı su moleküllerinden oluşan olup olmadığını belirlemek için: H, sıvı ortam olarak 2 17, O, besleme gazı içindeki H2 16 O buhar. Varsayımsal bir deney açık bir ortamda yapılan ise, iki faz birbirinden ayırt çevreleyen hava su buharı varlığı ile engellenmektedir olurdu. birçevreleyen atmosfer etkisini en aza indirmek için alternatif bir yöntem, plazma atık atmosferden türlerin yayılması koruyucu bir gaz 17 ile önlenmiştir olan literatürde gösterilmiştir. Koruyucu gaz (N2 veya O 2), bilinen bir bileşim 18, bir gaz perdesi oluşturur. Bu yazıda sunulan reaktör (su buharı gibi) ortam havası bileşenlerinin etkisini kaldırmak için basit bir yoludur, ve ek gaz akışının giriş olmadan farklı plazma jetleri ile kullanılabilir. • OH kökü benzer kökü • H kaynağı bir D2O / H2O sistemi kullanılarak tespit edilebilir. Yukarıda tarif edildiği gibi pahalı olmayan bir D 2 O da buhar olarak besleme gazının içine sokulabilir.

H2O buhar ile gaz doygunluğu önce Drechsel balon tartılarak ve gaz akışını Throu köpüren sonra belirlendiBunu gh. Gazın bağıl nemi (örn, doygunluk) elde su miktarı ve geçen gazın hacmi hesaplanır.

uzun süreli deneylerde, Drechsel şişede sıvının sıcaklığı buharlaşma nedeniyle azalabilir unutmayın. nem, belirli bir sıcaklık için hesaplanır. Hesaplanan değerler daha da besleme gazının görece neminin tespit literatürde 19 ile karşılaştırılmıştır. Ampirik bir su dolu Drechsel sayesinde o kadar 2 SLM bir akış tam şişe su buharı ile gaz doyurur keşfetmişlerdir. Ancak, yüksek akış oranları tam doygunluk için sıvı içindeki gazın yeterli ikamet süresi izin vermeyebilir. Diğer doygunluk teknikler gerekli olabilir.

Başka zorlu bir görev yok çevreleyen hava sistemde mevcut olduğunu garanti etmektedir. Reaktör artık havayı çıkarmak için besleme gazı ile önceden temizlenir.Ön yıkama için gerekli olan zaman, reaktör hacmi ve verilen gazın akışı bağlıdır. Böyle bir helyum besleme gazı, plazma sistemi, sisteme, dış ortam hava dağılımı ve sürüklenme yokluğunun • radikal tutucu reaksiyonu kullanılarak test edilebilir. N2 plazma ve O hava 2 moleküller tarafından oluşturulan nitrik oksit (MGD) 2 Fe sahip bir radikal adüktü 2+ kompleksi 20 (MGD = N-metil-D-glukamin ditiokarbamat) olarak EPR ile tespit edilebilir. havanın tam olmaması durumunda, kimyasal katkı EPR sinyal gözlenmez. reaktör içinde, dış su moleküllerinin yokluğu aşağıdaki deneyle gösterilebilir. D 2 O sıvı numune, kuru bir besleme gazı plazmaya maruz kalmaktadır. Maruz kalma sonrası numune NMR analizi maruz kalma sırasında sıvı getirilen H2O miktarını gösterir. Bu Tubin artık H2O miktarını tahmin etmek için izin verirg deneyde besleme gazının 15 için de kullanılır.

numune kabı tasarımı deneysel çalışma çok önemlidir. Başlangıçta, biz plastik ve cam mikrosantrifüj tüpler kullanılarak çalıştılar. Birlikte nispeten yüksek plazma besleme gaz akışı ile, açıklığın küçük çaplı çevreleyen hava ependorf tüp nüfuz izin vermez. Bununla birlikte, bu bir çok dezavantajları vardır. Plazma gerilmeye ve mikrosantrifüj tüp kenarlarında büyük sıcaklık artış göstermiştir. sıvı içine gaz fazından türlerin sağlanması, farklı gaz fazı dinamikleri ve sıvı numune düşük yüzey alanı (ve büyük bir hacim) da önemli ölçüde daha az etkili oldu. Bu nedenle, sıvı numune yüzey alanı, sıvı numune gaz fazından reaktif türlerin sağlanması için çok önemlidir. Bu kısa süreli radikalleri için özellikle önemlidir. Sıvı numune kabı nedenle maruz izin verecek şekilde tasarlanmış olmalıdırSıvı verimli difüzyon için yüksek yüzey alanına sahip. Numune sıvı numunenin konveksiyon ile ilgili sınırlamaları en aza indirmek için düşük derinliğe sahip olmalıdır. Gaz akışı yükseltilir ve özellikle de yanmış plazma ile sıvı numune 21 yüzeyinde önemli rahatsızlıklara oluşturmak dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, numune kabı özel deney için gerekli çap ve derinlikte bir kuyu gibi bir şekle sahiptir. iyi konumlandırılmış olduğu standının yüksekliği deney ihtiyaçlarına göre ayarlanabilir. Plazma jet reaktöre sokulduğu bir lastik kapak bu mümkün sıvı ile atık temas açısını değiştirmek mümkün kılar.

Bu çözümler reaktif türlerin bir kHz frekans paralel alan plazma jeti ile sıvı indüklenen (• OH, • lH, vs.) kaynağının inceleme sağlar. jet çevreleyen bir cam reaktör kullanılarak bir yöntem azalan sınırlı değildirkoşulları belirlemiş ve diğer atmosferik basınç plazmalar ile birlikte kullanılabilir. Bu durumda, optik kalite kuvars cam bir reaktör olarak kullanılır olması gerekir, ancak içindeki optik ölçümler yapma imkanı vardır, başka yararları arasında vs buhar, O2, N2,: Yöntem besleme gazı için bir katkı maddelerinin bir giriş sağlar malzeme. reaktörün alt kısmında egzos borusu hemen hemen herhangi bir laboratuar plazma jeti kullanarak sağlar: Egzoz uzak davlumbaz plastik boru ile bağlanabilir. Reaktör kavramı çok yönlü ve kontrollü atmosfer gereklidir farklı plazmaların araştırmalarda kullanılabilir. Örneğin, stiren polimerizasyonu oksijen türlerinin 22 tarafından inhibe edilir, fakat sıvı stiren helyum besleme gazı plazmaya maruz bırakıldığında reaktör içinde görülmektedir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Plasma Resonant and Dielectric Barrier Corona Driver power supply  Information Unlimited PVM500 
Mass flow controller (MFC) Brooks Instruments  2 slm (He calib.)
MFC Brooks Instruments  5 slm (He calib.)
Microcomputer controller for MFCs Brooks Instruments  0254
H217O Icon Isotopes IO 6245
5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide Dojindo Molecular Technologies, Inc.  D048-10 ≥99%
2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl  Sigma-Aldrich 214000 98%
Helium BOC UK 110745-V 99.996%
High voltage probe Tektronix  P6015A
Current probe Ion Physics Corporation  CM-100-L
Oscilloscope Teledyne LeCroy WaveJet 354A 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Mühendislik Sayı 117 soğuk plazma atmosferik basınç plazma jeti reaktif türler kontrollü atmosfer reaktör plazma atık Faraday kafesi radikal spin tuzaklama izotopik etiketli su fizik
Bir Atmosfer Basıncı Plazma Kurulum Reaktif Türler Oluşumu Araştırma
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gorbanev, Y., Soriano, R.,… More

Gorbanev, Y., Soriano, R., O'Connell, D., Chechik, V. An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation. J. Vis. Exp. (117), e54765, doi:10.3791/54765 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter