CC BY
23Получение и применение воды, обработанной холодной
атмосферной плазмой.
Д. Е. Бурмистров 1, Е. М. Коченков 1, К. В. Артемьев 1, В. А. Козлов 1, Л. В. Колик1,
С.В. Гудков 1
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
dmitriiburmistroff@gmail. com
В настоящее время использование холодной плазмы в биотехнологии и биомедиц ине
представляет большой интерес. Накоплено большое число данных об эффектах, оказываемых при воздействии холодной атмосферной плазмы на растворы питате льных сред, растительные объекты, а также на животные и бактериальные клетки. Результатом каскада химических реакций, происходящих при воздействии холодной плазмы на раствор является обогащение жидкости химически активными формами кислорода АФК), такими как гидроксильный радикал (•OH) , пероксид водорода (H2O2), пероксильный радикал (HO2O и супероксид-анион-радикал (O2-0, а также с химически активными формами азота ( АФА), такими как монооксид азота и пероксинитрит. Проведенные ранее и сследования показы вают, что среды, обработанные холодной плазмой, могут сохранять бактерицидные свойства в течение длительного времен^]. Также, м ногочисленные работы доказали успешность использования холодной атмосферной плазмы (ХАП) для стерилизации поверхностей, заживления ран, стимуляции иммунитета и др . [2]. Таким образом, применение обработки растворов холодной атмосферной плазмой является перспективным решением для биомедицины и фармокологии.
Для генерации ХАП нашим коллективом (ИОФ РАН) был разработан прототип установки на основе пьезокерамических трансформаторов [3]. Дистиллированная вода подвергалась воздействию ХАП, создаваемой пьезотрансформатором. Обработка проводилась на шестилуночном планшете. Объем воды в лунке составлял 5 мл. Время выдержки составляло от 30 сек до 10 мин. Проводилась регистрация спектров эмиссии после обработки воды ХАП с использованием спектрометра AvaSpec-2048 (330—ii00 нм). Далее регистрировались спектры пропускания и поглощения воды, активированной ХАП с исполь зованием спектрометра AvaSpec-2048FT-4-RM в диапазоне i99—320 нм. Регистрация УФ-спектров воды, обработанной ХАП проводили в кварцевой кювете. Поглощение было самым высоким для нитрит-иона (NO2-) и нитрат-иона (NO3-). Концентрация нитрата была рассчитана по данным оптической плотности Снижение оптической плотности на длине волны 209 нм указывао на вклад молeкулNOз -, H2O2 и O2. в поглощение, хотя коэффициент экстинкции NO3- был примерно в два раза выше, чем у NO2- . Электропроводность обработанной ХАП воды измеряли с помощью кондуктометра Cond 6+ (Eutech Instruments). Редокс-потенциал воды измеряли с помощью многоэлектродного измерителя Expert 00i-i (Econix). Значение pH было получено с помощью pH-метра I-500 Aquilon. Отмечалось увеличение редокс -потенциала и проводимости воды с увеличением времени обработки. Величина pH, снижалась в зависимости от продолжительности обработки, что связано с накоплением нитрат - и нитрит -анионов в среде, активированной ХАП. Концентрацию H2O2 определяли методом усиленной хемилюминесценции в системе люминол -4-йодфенол-пероксидаза. Концентрация перекиси водорода увеличивалась в зависимости от продолжительности обработки воды ХАП.
Применение воды, активированной холодной атмосферной плазмой предложенным способом является перспективным подходом для широкого спектра применения, включая сельское хозяйство, биомедицину и фармакологию.
[1] L. Abidueva, B. Baldanov, T. Ranzhurov, S. Gomboeva. Inactivation of microorganisms in cold argon plasma, In arctic dialogue in the global world, pp. 85-86, (20i5).
[2] M. Laroussi. Cold plasma in medicine and healthcare: The new frontier in low temperature plasma applications , Frontiers in Physics, 8, 74, (2020).
[3] Л.В. Колик, Н.К. Харчев, В.Д. Борзосеков, Д.В. Малахов, Е.М. Кончеков, В.Д. Степахин, и др. Генератор низкотемпературной плазмы. RU i8i459и! (20i8).
