Experimental Study of Neutral Radical’s Effect on Inactivation of Spore-forming Microorganisms by Low Pressure N2/O2 Surface-wave Plasma

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(1)Experimental Study of Neutral Radical s Effect on Inactivation of Spore‑forming Microorganisms by Low Pressure N2/O2 Surface‑wave Plasma 著者 year 出版者 URL. Yang Xiaoli 2015‑06 Shizuoka University http://doi.org/10.14945/00009275.

(2) 審. （課程博士・様式９）専攻ナノビジョン工学専攻. 学籍番号. 査. 要. 5524-5025. 旨学生氏名 Xiaoli Yang（楊小麗）. 論文題目 Experimental Study of Neutral Radical’s Effect on Inactivation of Spore-forming. Microorganisms by Low Pressure N2/O2 Surface-wave Plasma 本論文では、低圧力窒素／酸素混合ガス表面波プラズマを用いた芽胞菌滅菌における中性ラジカルの不活化効果に関する研究成果を纏めている。特に、窒素／酸素混合ガス表面波プラズマを用いた芽胞菌滅菌において観測される芽胞細胞のエッチング現象が、放電で生成される励起酸素原子によることを明らかにするために、本研究では小型マイクロ波プラズマ光源を用いた真空吸収分光法による励起酸素原子密度絶対測定を行い、励起酸素原子密度と芽胞菌エッチングとの関係を明らかにしている。本論文は以下の５章で構成されている。第 1 章の序論では、本研究の背景および目的、本論文の各章の内容について記述している。第 2 章では、小型マイクロ波プラズマ光源装置およびその放射スペクトルの解析結果について記述している。真空吸収分光法において用いた波長 130nm 近傍での 3 本の酸素原子の発光スペクトル強度の自己吸収効果を補正するため、既存のスペクトル解析プログラム Specair を活用した新たな解析法を提案し、実測したスペクトルに一致するプラズマ光源の放電パラメータを逆値問題として求めている。本解析により、窒素／酸素混合ガス比を変化させた場合の表面波プラズマの励起酸素原子密度と芽胞菌エッチング量との間に強い相関があり、さらに酸素原子による芽胞菌エッチングのため、プラズマから放射される真空紫外線の透過性が増すことにより DNA 損傷が促進した可能性を示唆している。第 3 章では、窒素／酸素混合ガス比を変化させた表面波プラズマ中の窒素原子密度と芽胞菌滅菌との関係を明らかにすることを目的として、アルゴン／窒素混合ガスを用いたプラズマ光源から放出される波長 120nm 近傍に近接した 3 本の窒素原子による真空紫外線を用いている。本測定では、発光線間隔が狭いため、第 2 章で説明した Specair を用いた自己吸収効果の補正手法が適用できないことから、プラズマ光源の放電パラメータを変化させ、放電条件を一定にした表面波プラズマからの吸光度が一定となる条件を求めて、励起原子密度測定用の光源として用いている。実験の結果、窒素ガス混合比の増加とともに励起窒素原子密度が単調に増加している結果が得られており、また窒素原子の発光強度と定性的に一致した結果を確認している。第 4 章では、多孔質セラミック板を用いてプラズマからの波長 400nm 以下の紫外線を 99%遮断し、透過する中性ラジカルのみによる芽胞菌の不活化効果を調べる実験を試みている。結果は、透過した中性ラジカルによる芽胞菌のエッチングを確認しているが、同時に微量の紫外線による芽胞菌への不活化の効果も否定できず、中性ラジカルのみによる不活化に関しては、今後更なる研究が必要である。最後に、第 5 章では、本研究の結果のまとめを行い、今後の課題について記述している。以上のように、本論文では、窒素／酸素混合ガス表面波プラズマを用いた芽胞菌不活化における中性ラジカルの効果に関する学術的に有用な実験結果を示すとともに、今後のプラズマ滅菌技術の医療応用においても有用な知見を与えている。よって、本論文は博士（工学）の学位を授与するに充分な内容であると認める。.

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