实现微米级灭菌范围控制的微细等离子体射流装置

摘要

为了实现微细等离子体的精准灭菌,设计了新型微细等离子体射流装置,并对该装置产生的含氧活性粒子(Reactive Oxygen Species,ROS)和含氮活性粒子(Reactive Nitrogen Species,RNS)分布范围及其灭菌范围进行研究。淀粉碘化钾混合溶液里的碘离子可以被微细等离子体射流产生的ROS,RNS氧化成碘单质,根据淀粉遇碘变蓝的显色原理,使用含有淀粉碘化钾混合溶液的琼脂培养基表征该装置射流中ROS,RNS的分布范围。将菌液涂布在琼脂培养基上,使用微细等离子体射流装置在相同的条件下处理不同的时间,于生化培养箱中37℃培养以进行灭菌范围的表征。最后在Ts2FL尼康倒置荧光显微镜下进行观察。实验结果表明,在交流电压幅值为5 kV,中心频率为10 kHz,作用时间为10,20和30 s时,灭菌范围分别控制在30,65和75μm的直径内。等离子体射流与处理物体表面不直接接触和等离子体与物体表面直接接触两种作用方式相比,前者的灭菌范围更小,更容易实现精准控制。该装置将目前毫米量级的灭菌范围提高到了微米量级,对等离子体医学研究具有重要意义。