Образование активных форм кислорода и азота в воде под действием холодной плазмы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Холодная плазма и обработанные ею растворы активно используются в разных областях медицины. Биомедицинские эффекты холодной плазмы в первую очередь связаны с генерацией активных форм кислорода и азота. Источник холодной плазмы “САРКО” (ИОФ РАН) генерирует пероксид водорода, оксид азота (II), нитрит-ионы и нитрат-ионы в водном растворе. Использование низкотемпературной плазмы газового наносекундного разряда в потоке аргона уменьшает генерацию пероксида водорода по сравнению с атмосферной плазмой (разряд зажигается в воздухе без протока газа) и ликвидирует образование производных азота. Количество продуктов окислительных реакций, инициируемых аргоновой плазмой, на 30% меньше, чем у атмосферной плазмы. Рекомендуется использовать прямой пьезоразряд в воздухе для получения активированных растворов, используемых в медицине.

Об авторах

Т. И. Павлик

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Автор, ответственный за переписку.
Email: office@gpi.ru
Москва, Россия; Москва, Россия

Н. Г. О. Гусейн-заде

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН

Email: office@gpi.ru
Москва, Россия

В. В. Гудкова

Российский университет дружбы народов

Email: rudn@rudn.ru
Москва, Россия

А. Н. Осипов

Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова

Email: rsmu@rsmu.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Matthes R., Jablonowski L., Miebach L. et al. In-Vitro Biofilm Removal Efficacy Using Water Jet in Combination with Cold Plasma Technology on Dental Titanium Implants. Int. J. Mol. Sci. 2023;24(2):1606.
  2. Sampaio A. da G., Chiappim W., Milhan N.V.M., Neto B.B., and RP, Koga-Ito C.Y. Effect of the pH on the Antibacterial Potential and Cytotoxicity of Different Plasma-Activated Liquids. Int. J. Mol. Sci. 2022;23:13893.
  3. Dubey S.K., Parab S., Alexander A., et al. Cold atmospheric plasma therapy in wound healing. Proc. Biochem. 2021;112:112–23.
  4. Bakhtiyari-Ramezani M., Naeimabadi A., Shakeri F. Plasma Activated Water Solution as an Efficient Approach for Antiseptic and Wound Healing Applications: An Animal Model. PLasma Med. 2024;14(1): 1–16.
  5. Tanaka H., Bekeschus S., Yan D. et al. Plasma-Treated Solutions (PTS) in Cancer Therapy. Cancers (Basel). 2021;13(7):1737.
  6. Solé-Martí X. Espona-Noguera A., Ginebra M.-P., Canal C. Plasma-Conditioned Liquids as Anticancer Therapies In Vivo: Current State and Future Directions. Cancers (Basel). 2021;13(3):452.
  7. Niedźwiedź I., Waśko A. Pawłat J., Polak-Berecka M. The State of Research on Antimicrobial Activity of Cold Plasma. Pol. J. Microbiol. 2019;68(2): 153–64.
  8. Lu X., Laroussi M., Puech V. On atmospheric-pressure non-equilibrium plasma jets and plasma bullets. Plasma Sour. Sci. Technol. 2012;21(3):034005.
  9. Shakya A., Pradhan S.P., Banset N. et al. Characterization and Assessment of Cold Plasma for Cancer Treatment. Plasma Med. 2022;12(2):1–14.
  10. Girard F., Badets V., Blanc S. et al. Formation of Reactive Nitrogen Species including Peroxynitrite in Physiological Buffer exposed to Cold Atmospheric Plasma. RSC Adv. 2016;6:78457.
  11. Kondeti V.S.S.K., Phan C.Q., Wende K. et al. Long-lived and short-lived reactive species produced by a cold atmospheric pressure plasma jet for the inactivation of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. Free Radic. Biol. Med. 2018;124:275–87.
  12. Kovačević V.V., Dojčinović B.P. Jović M. et al. Measurement of reactive species generated by dielectric barrier discharge in direct contact with water in different atmospheres. J. Phys. D: Appl. Phys. 2017;50: 155205.
  13. Lindsay A., Anderson C., Slikboer E. et al. Momentum, Heat, and Neutral Mass Transport in Convective Atmospheric Pressure Plasma-Liquid Systems and Implications for Aqueous Targets. J. Phys. D: Appl. Phys. 2015;48:424007.
  14. Gudkov S.V., Sarimov R.M., Astashev M.E. et al. Modern physical methods and technologies in agriculture. Phys. Usp. 2024;67:194–210.
  15. Lu X., Naidis G.V., Laroussi M. et al. Reactive species in non-equilibrium atmospheric-pressure plasmas: Generation, transport, and biological effects. Phys. Rep. 2016;630:1–84.
  16. Zeghioud H., Nguyen-Tri P., Khezami L. et al. Review on discharge Plasma for water treatment: mechanism, reactor geometries, active species and combined processes. J. Water Proc. Engineer. 2020;38:101664.
  17. Konchekov E.M., Gusein-zade N., Burmistrov D.E. et al. Advancements in Plasma Agriculture: A Review of Recent Studies. Int. J. Mol. Sci. 2023;24:15093.
  18. Joslin J M , McCall J R , Bzdek J.P. et al. Aqueous Plasma Pharmacy: Preparation Methods, Chemistry, and Therapeutic Applications. Plasma Med. 2016;6(2): 135–77.
  19. Pogoda A., Pan Y., Röntgen M., Hasse S. Plasma-Functionalized Liquids for Decontamination of Viable Tissues: A Comparative Approach. Int. J. Mol. Sci. 2024;25(19):10791.
  20. Artemyev K.V., Bogachev N.N., Gusein-zade N.G. et al. Study of Characteristics of the Cold Atmospheric Plasma Source Based on a Piezo Transformer. Russian Physics J. 2020;62(11):105–11.
  21. Kolik L.V., Kharchev N.K., Borzosekov V.D. et al. RU181459U1 Low temperature plasma generator. 2018.
  22. Konchekov E.M., Gudkova V.V., Burmistrov D.E. et al. Bacterial Decontamination of Water-Containing Objects Using Piezoelectric Direct Discharge Plasma and Plasma Jet. Biomolecules. 2024;14:181.
  23. Artem’ev K.V., Malakhov D.V., Kolik L.V., Davydov A.M., Gusein-zade N.G. Electrical Parameters of a Piezoelectric Transformer-Generated Nanosecond Spark Discharge in Air. Bull. Lebedev Physics Institute. 2024;51:262–7.
  24. Korzec D. Hoppenthaler F., Nettesheim S. Piezoelectric Direct Discharge: Devices and Applications. Plasma. 2021;4:1–41.
  25. Gay C., Gebicki J.M. A critical evaluation of the effect of sorbitol on the ferric-xylenol orange hydroperoxide assay. Anal. Biochem 2000;284(2):217–20.
  26. Zhao Y.-M., Patange A., Sun D.W., Tiwari B. Plasma-activated water: Physicochemical properties, microbial inactivation mechanisms, factors influencing antimicrobial effectiveness, and applications in the food industry. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2020;19(6):3951–79.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025