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等离子体处理水溶液中活性粒子的光学定量诊断与调控
结题报告
批准号:
51707150
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
刘志杰
依托单位:
学科分类:
E0705.高电压与放电
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘定新、陈晨、刘志超、王冰川、何桐桐、张治权
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中文摘要
液相活性粒子(如NO2-、NO3-、H2O2、OH、O2-、1O2等)在等离子体生物医学研究和应用中发挥着重要作用。现有诊断方法(酶标法和电子自旋共振法)只能对少数几种液相活性粒子的平均浓度进行定量诊断,但并不适用于活性粒子渗透深度的测量,而且需要在水溶液中添加特定的试剂(如显色剂、捕获剂等),这些试剂的加入会破坏原溶液系统的化学通路和反应动态平衡。基于此,本项目提出采用最新的光学诊断方法(吸收光谱拟合分离法和气-液界面激光全反射法),并与现有诊断方法相结合,开展对液相活性粒子定量诊断研究。获取活性粒子浓度随水溶液特性(去离子水、生理盐水和缓冲液)的变化规律,阐释不同水溶液中活性粒子浓度之间的内在关联机理。获取液相活性粒子浓度和渗透深度随外部参数的变化规律,提出一套多参数协同的优化调控方案。本项目的开展有助于突破现有诊断方法瓶颈,为液相活性粒子定量诊断提供一种切实可行的研究方案和技术支撑。
英文摘要
The aqueous reactive species (such as NO2-, NO3-, H2O2, OH, O2-, 1O2, etc) have an important role in the plasma biomedical research and application. The existing diagnosis methods (microplate reader and electron spin resonance spectrometer) can only quantitatively detect the average concentration of one of the few aqueous reactive species,but is not applicable to detect the penetration depth of aqueous reactive species, meanwhile, also need to add the specific reagent (such as chromogenic agent, capture agent, etc) in aqueous solution, the addition of these reagents would destroy the chemical pathways and reaction dynamic balance of system of the original solution. Based on them, this project propose to adopt the latest optical diagnosis methods (absorption spectrum fitting separation method and gas-liquid interface laser total reflection method), and combine with the existing diagnosis methods to carry out quantitative diagnostic studies of aqueous reactive species, obtain the change rule of the concentration of aqueous reactive species changing with the properties of aqueous solution (deionized water, normal saline, and buffer solution), illustrate the inner relation mechanism between concentrations of aqueous reactive species in different aqueous solutions. Obtain the change rule of the concentration and penetration depth of aqueous reactive species changing with external parameters, put forward a set of multi-parameter coordinated optimization control scheme. The implementation of this project would be helpful to break through the bottleneck of existing diagnosis methods, and provide a feasible research plan and technical support for quantitative diagnosis of aqueous reactive species.
液相活性粒子(如NO2-、NO3-、H2O2、OH、O2-、1O2等)在等离子体生物医学研究和应用 中发挥着重要作用。现有诊断方法(酶标法和电子自旋共振法)只能对少数几种液相活性粒子 的平均浓度进行定量诊断,但并不适用于活性粒子渗透深度的测量,而且需要在水溶液中添加 特定的试剂(如显色剂、捕获剂等),这些试剂的加入会破坏原溶液系统的化学通路和反应动 态平衡。基于此,本项目提出采用最新的光学诊断方法(吸收光谱拟合分离法和气-液界面激 光全反射法),并与现有诊断方法相结合,开展对液相活性粒子定量诊断研究。获取活性粒子 浓度随水溶液特性(去离子水、生理盐水和缓冲液)的变化规律,阐释不同水溶液中活性粒子 浓度之间的内在关联机理。获取液相活性粒子浓度和渗透深度随外部参数的变化规律,提出一 套多参数协同的优化调控方案。本项目的开展有助于突破现有诊断方法瓶颈,为液相活性粒子 定量诊断提供一种切实可行的研究方案和技术支撑。
期刊论文列表
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专利列表
Quantifying the concentration and penetration depth of long-lived RONS in plasma-activated water by UV absorption spectroscopy
通过紫外吸收光谱定量等离子活化水中长寿命 RONS 的浓度和渗透深度
DOI:10.1063/1.5037660
发表时间:2019-01-01
期刊:AIP ADVANCES
影响因子:1.6
作者:Liu, Zhijie;Zhou, Chunxi;Kong, Michael G.
通讯作者:Kong, Michael G.
Experimental investigation of behavior of bullets dynamics and production of RONS in helium APPJs-liquid interaction: The effect of additive gas components
氦 APPJ-液体相互作用中子弹动力学行为和 RONS 产生的实验研究:添加气体成分的影响
DOI:10.1063/1.5063761
发表时间:2019-05
期刊:PHYSICS OF PLASMAS
影响因子:2.2
作者:Liu Zhijie;Wang Wei;Liu Dingxin;Zhou Chunxi;He Tongtong;Xia Wenjie;Kong Michael G.
通讯作者:Kong Michael G.
Investigation of mode interconversion for interfacial pattern formation through plasma-surface interaction
通过等离子体-表面相互作用形成界面图案的模式相互转换的研究
DOI:10.1002/ppap.201900108
发表时间:2019
期刊:Plasma Processes and Polymers
影响因子:3.5
作者:Liu Zhijie;Xu Han;Zhou Chunxi;Wang Wei;Liu Dingxin;Kong Michael G.
通讯作者:Kong Michael G.
Mode transition of air surface micro-discharge and its effect on the water activation and antibacterial activity
空气表面微放电模式转变及其对水活化和抗菌活性的影响
DOI:10.1088/1361-6595/aba7ef
发表时间:2020
期刊:Plasma Sources Science and Technology
影响因子:3.8
作者:Wang Xi;Wei Wang;Zhijie Liu;Zifeng Wang;Li Guo;Xiaohua Wang;Mingzhe Rong;Dingxin Liu
通讯作者:Dingxin Liu
Plasma Jets With Needle-Ring Electrodes: The Insulated Sealing of the Needle and its Effect on the Plasma Characteristics
针环电极等离子体射流:针的绝缘密封及其对等离子体特性的影响
DOI:10.1109/tps.2018.2849826
发表时间:2018-08-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE
影响因子:1.5
作者:Liu, Dingxin;Zhang, Zhiquan;Kong, Michael G.
通讯作者:Kong, Michael G.
酸/碱性等离子体活化液中RONS生成途径及其抗癌效应的定量解析与优化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘志杰
  • 依托单位:
国内基金
海外基金