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 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

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».