プラズマ殺菌のメカニズム解析を目的とした過硝酸とアミノ酸の反応性の評価

摘要

大気圧低温プラズマを用いた液相中の殺菌に関する研究が広く行われている。本研究室では、菌懸濁液の pH を酸性に調整することで、中性条件と比較し、プラズマ照射の殺菌効果を 100 倍以上に高める低pH法を開発した。速度論に基づく殺菌速度の解析などにより、低pH法の殺菌因子は細胞内に侵入したHOOラジカルであること、プラズマを照射した純水の分析から、HOOラジカルの前駆体として過硝酸が関わっていることを明らかにしてきた。また、細胞内に侵入した活性種は生体高分子と反応すると考えられており、これまで、プラズマ照射が酵素やアミノ酸に与える影響を評価してきた。その結果、プラズマ照射によって酸化された酵素の立体構造が変化し、酵素活性が低下していることや、アミノ酸の種類によってプラズマ照射による化学修飾の受けやすさが異なっており、20種類の天然アミノ酸のうち、メチオニン(Met)、システイン(Cys)、トリプトファン(Trp)、フェニルアラニン(Phe)、チロシン(Tyr)が特に酸化されやすいことを明らかにしてきた。しかしながら、プラズマ照射によって過硝酸以外に、オゾンや過酸化水素、OHラジカル、ペルオキシナイトライトなど、様々な活性種が同時に液中に供給されるため、殺菌に直接関与する活性種の影響だけを評価することは困難であった。