近期，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院技術生物與農(nóng)業(yè)工程研究所黃青課題組與美國Drexel大學教授Fridman等合作在低溫等離子體滅菌機制研究中取得進展。

　　近年來，低溫等離子體技術在生物醫(yī)學領域顯示出巨大應用前景，其特有優(yōu)勢受到人們廣泛關注。其中，低溫等離子體滅菌是該技術在生物醫(yī)學研究中的熱點。但是，由于生物樣品的復雜性及等離子體處理時生成的活性基團多樣性（如電子、離子、中性激發(fā)態(tài)粒子、活性氧基團、活性氮基團、電磁輻射等），目前人們對低溫等離子體滅菌機制尚有許多不明確的地方。

　　其中，等離子體放電氣體組成對生成的活性基團種類與數(shù)量有顯著影響，進而影響滅菌效果。目前，關于氣體組成對等離子體滅菌效果的影響及作用機制尚未形成統(tǒng)一認識。針對該問題，黃青課題組系統(tǒng)比較了氧氣、氮氣、氧氮混合氣體及空氣等離子體對大腸桿菌（Escherichia coli）滅菌效果的差別。他們發(fā)現(xiàn)一定氧氮混合比例下的等離子體處理滅菌效果最強，而氧氣等離子體滅菌效果最弱。

　　研究人員對不同氣體等離子體處理后的水中硝酸根、亞硝酸根及過氧化氫等活性基團含量進行分析，發(fā)現(xiàn)硝酸根/亞硝酸根含量與等離子體滅菌能力正相關。通過比較等離子體滅菌效果與相同生成濃度的硝酸根、亞硝酸根、過氧化氫等滅菌效果的差別，研究人員發(fā)現(xiàn)溶液中生成的亞硝酸根含量的差別是不同氣體等離子體滅菌效果存在差別的主要原因。空氣及氮氣與氧氣的混合氣體中，生成的亞硝酸根含量最高，氮氣次之，而氧氣條件下卻不能生成。生成的亞硝酸根在酸性環(huán)境下與生成的過氧化氫反應生成強氧化性的過氧化亞硝酸鹽，后者可引起細菌細胞膜及DNA的損傷，最終引起細菌的死亡。相關工作發(fā)表于等離子體醫(yī)學領域?qū)I(yè)期刊Clinical Plasma Medicine (7-8: 1-8, 2017)。

　　上述工作得到國家自然科學基金、安徽省自然科學基金及中科院青促會等項目的支持。

等離子體處理裝置示意圖(左圖)；Escherichia coli經(jīng)氧氣及空氣等離子體處理后SEM 觀察（右圖）