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WO2013129806A1 - 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법 - Google Patents

바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법 Download PDF

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Publication number
WO2013129806A1
WO2013129806A1 PCT/KR2013/001438 KR2013001438W WO2013129806A1 WO 2013129806 A1 WO2013129806 A1 WO 2013129806A1 KR 2013001438 W KR2013001438 W KR 2013001438W WO 2013129806 A1 WO2013129806 A1 WO 2013129806A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plasma
cells
bio
disease
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2013/001438
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
양상식
문은표
이종수
김강일
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ajou University Industry Academic Cooperation Foundation
Original Assignee
Ajou University Industry Academic Cooperation Foundation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ajou University Industry Academic Cooperation Foundation filed Critical Ajou University Industry Academic Cooperation Foundation
Publication of WO2013129806A1 publication Critical patent/WO2013129806A1/ko
Priority to US14/472,863 priority Critical patent/US20150110672A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18—Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/14—Plasma, i.e. ionised gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/44—Applying ionised fluids

Definitions

  • the present invention relates to a method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications, and more particularly, to bio-medical applications for killing abnormal cells such as diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma.
  • the present invention relates to a method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma.
  • the plasma used in the bio-medical application must be generated at low temperature and atmospheric pressure conditions. This is because biological materials may be damaged by plasma if the above conditions are not met.
  • FIG. 1 is a block diagram conceptually illustrating a configuration of an atmospheric pressure cold air plasma generating apparatus of Patent Publication No. 10-2011-0006017 (hereinafter referred to as 'prior art 1').
  • the microbial removal method using the air plasma emitted from the porous dielectric inserted between the electrodes in the prior art 1 with reference to Figure 1 is the power source 10, power supply unit 20, air supply unit 30, reactor 40,
  • a jet discharge unit 50 which is a method for generating microorganisms by generating an air plasma in a reactor formed of an electrode inserted with a porous dielectric; Forming a plasma reactor including a power electrode and a ground electrode; Inserting a porous dielectric between the power electrode and the ground electrode; Mounting an insulator on the surface of the power electrode facing the ground electrode; Injecting air into the plasma reactor; Supplying medium frequency and low frequency power to the power electrode to induce a discharge to the porous dielectric and generate a plasma
  • the method of removing microorganisms using air plasma emitted from a porous dielectric inserted between electrodes according to the prior art 1 directly removes microorganisms attached to an object surface by injecting an air plasma, so that the concentration of plasma is fixed for uniformity of removal. There was a problem that must be maintained.
  • Figure 2 is a flow chart showing a sterilization procedure of the Patent Publication No. 10-2003-0060644 (hereinafter referred to as "prior art 2").
  • a high-frequency power is supplied between two electrodes by operating a power supply device (102 in FIG. 1) to generate an atmospheric plasma (S1, S2).
  • a power supply device 102 in FIG. 1
  • atmospheric plasma S1, S2
  • the reaction gas flows between the two electrodes to which the high voltage is applied
  • atmospheric pressure plasma is generated by the dielectric film discharge, and sterilization and detoxification are performed on the object to be treated using the plasma (S3 and S4).
  • the sterilization and detoxification method according to the present invention includes a method of directly contacting an object with ions, electrons, and active radicals generated in a reaction region of a plasma generating apparatus (FIG. 2), and a gas pressure of plasma generated in the reaction region.
  • the Helmholze coil or the solenoid coil generating the magnetic field is installed in the generating tube or the chamber, the plasma can be effectively transferred to the object to be treated to improve sterilization and detoxification ability.
  • reaction gas injected into the plasma generating chamber or the tube through the gas injection pipe of the gas supply device 104 includes water in the gas phase (H 2 O), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), alcohol, acetone, argon, hydrogen, helium. , Oxygen, compressed air, and the like may be used, and these reaction gases generate atmospheric pressure plasma by dielectric film discharge when an AC power source of several hundred volts (V) to several tens of kilovolts (KV) is applied between two electrodes in an atmospheric pressure state. At this time, ions, electrons, active radicals, and ozone are generated in the plasma generation region.
  • the sterilization method using plasma at atmospheric pressure according to the prior art 2 has a problem in that a separate apparatus for maintaining a constant plasma concentration in the process of sterilizing and detoxifying pathogenic microorganisms by spraying atmospheric plasma.
  • An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by irradiating a plasma to a solution such as a buffer solution or water, and then exposed to the treatment target such as microorganisms or copper, plant cells, etc., Applicable to both bio and medical fields, the use of plasma and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications that enable efficient killing of diseased cells and pathogenic microorganisms at low power by indirect treatment. It provides a way of killing.
  • another object of the present invention is to bio-medical to kill the sterilization, disease cells and pathogenic microorganisms by a variety of methods, such as direct treatment by treating the plasma directly exposed to the treatment target such as microorganisms or copper, plant cells, etc. It provides a method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for the application.
  • the present invention comprises the steps of: generating a plasma through an atmospheric plasma jet (Plasma Jet) produced by using the MEMS (Microelectromechanical Systems) technology; Irradiating the plasma to a solution to perform plasma treatment; Exposing cells to the plasma treated solution; And inactivating the diseased cells and the pathogenic microorganisms in the cells exposed to the solution.
  • Pasma Jet atmospheric plasma jet
  • MEMS Microelectromechanical Systems
  • the cells in this step may be a microorganism or a copper, plant cell.
  • microorganism may be a bacterium.
  • the solution in this step may be a buffer solution or water.
  • the plasma is irradiated to a solution such as a buffer solution or water, and then the solution is exposed to a microorganism or a treatment object such as copper or plant cells, and thus, can be applied to both bio and medical fields.
  • the indirect treatment has an effect of efficiently killing disease cells and pathogenic microorganisms at low power.
  • the present invention by directly exposing the plasma to the treatment target such as microorganisms or copper, plant cells, etc., there is an effect that can kill sterilization and disease cells and pathogenic microorganisms by various methods such as direct treatment.
  • the treatment target such as microorganisms or copper, plant cells, etc.
  • FIG. 1 is a block diagram conceptually showing a configuration of an atmospheric pressure cold air plasma generator according to the prior art 1.
  • Figure 2 is a flow chart showing a sterilization procedure according to the prior art 2.
  • FIG. 3 is a flow chart of a method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an atmospheric plasma jet for generating plasma in a method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications according to the present invention.
  • 5 is a graph measuring voltage and current when each specific voltage is applied in a method for killing disease cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications according to the present invention.
  • Figure 6 is a photograph to estimate the plasma density by irradiating the plasma to the red ink dropped on the slide glass in the method of killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications according to the present invention.
  • the present invention comprises the steps of: generating a plasma through an atmospheric plasma jet (Plasma Jet) produced by using the MEMS (Microelectromechanical Systems) technology; Irradiating the plasma to a solution to perform plasma treatment; Exposing cells to the plasma treated solution; And inactivating the diseased cells and the pathogenic microorganisms in the cells exposed to the solution.
  • Pasma Jet atmospheric plasma jet
  • MEMS Microelectromechanical Systems
  • the cells in this step may be a microorganism or a copper, plant cell.
  • microorganism may be a bacterium.
  • the solution in this step may be a buffer solution or water.
  • ... unit means a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of killing disease cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications according to the present invention
  • FIG. 4 shows disease cells using plasma for bio-medical applications according to the present invention.
  • Atmospheric pressure plasma jet for generating a plasma of the pathogenic microorganism killing method is shown in a schematic diagram
  • Figure 5 each specific voltage in the method of killing diseased cells and pathogenic microorganisms using the plasma for bio-medical applications according to the present invention When applied, a graph measuring voltage and current is shown
  • FIG. 6 shows red ink dropped on slide glass in a method of killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications according to the present invention.
  • Investigate plasma to estimate plasma density A photograph is shown.
  • the method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications is a plasma generation step (S100), plasma irradiation step (S110), cell exposure step (S120) and diseased cells And pathogenic microorganism inactivation step (S130).
  • Plasma generation step (S100) is a step of generating a plasma through an atmospheric plasma jet (Plasma Jet) manufactured by using the MEMS (Microelectromechanical Systems) technology.
  • the structure of the atmospheric plasma jet 10 for generating a plasma is as follows.
  • Atmospheric pressure plasma jet 10 is an electrode 1 used as an anode (anode), a porous insulating material (2), a case (3), a protective tube (4), a gas injection pipe used as a cathode (cathode) ( 5) and sealant (6).
  • the electrode 1 used as the anode is formed in a disk shape and has a plurality of holes formed in the center so as to be located in a hole formed in the front center of the case 3.
  • the electrodes 1 and the cathode, which are anodes, are formed through the plurality of holes. Plasma generated by the discharge is injected between the phosphorus gas injection pipe 5.
  • the electrode 1 is preferably made of metal, more preferably nickel.
  • the porous insulating material 2 is formed in a cylindrical shape in which the front surface is in close contact with the rear surface of the electrode 1 and the rear surface is surrounded by the outer peripheral surface of the gas injection tube 5 inserted in the opened rear surface of the electrode ( 1) and the gas injection pipe 5 are insulated.
  • the porous insulating material 2 passes the gas injected from the gas injection pipe 5 to the electrode 1, it is preferable to have pores for passage.
  • the porous insulating material 2 in the present embodiment is preferably made of a ceramic material, more preferably made of alumina (Alumina) material. At this time, a discharge is generated between the electrode 1 and the gas injection pipe 5 to generate a plasma, and the porous insulating material 2 blocks the discharge of the discharge to the outside.
  • the case 3 surrounds the outer circumferential surface of the porous insulating material 2 surrounding the edge of the electrode 1 and the tip of the gas injection tube 5, and is formed of aluminum material or the like.
  • Teflon (PTFE) tape is taped to prevent the leakage of the gas introduced while high heat resistance.
  • the protective tube 4 serves to insulate and protect the gas injection tube 5 from the outside by surrounding the outer circumferential surface of the gas injection tube 5.
  • the protective tube 4 is preferably made of quartz (Quartz) material.
  • the gas injection tube 5 is in communication with a process gas injection tube (not shown) to inject gas from the outside.
  • the gas injection pipe 5 is preferably made of stainless steel (Stainless steel) material.
  • the sealant 6 is a tor seal that surrounds an exposed portion of the gas inlet pipe 5 adjacent to the rear surface of the porous insulation material 2 and the case 3 and the rear surface of the porous insulation material 2. 2) and the contact surface gap between the case 3 and the connection gap between the porous insulating material (2) and the gas injection pipe (5).
  • the principle of generating and spraying plasma in the above-described atmospheric pressure plasma jet 10 is as follows.
  • the gas introduced through the gas injection tube 5 is ionized by an electric field formed between the holes of the electrode 1 and the gas injection tube 5 while passing through the porous insulating material 2, and in this way, plasma is generated. .
  • the plasma formed as described above is ejected through the holes of the electrode 1 while being pushed out by the gases entering through the gas injection pipe 5.
  • the plasma discharge test through the atmospheric plasma jet 10 is carried out using nitrogen (N 2 ) gas at atmospheric pressure, the flow rate of the gas flowing into the atmospheric plasma jet 10 is 4 L / min,
  • the applied power source uses alternating current (AC).
  • the experiment was performed by fixing the flow rate of the input gas to 4 L / min and changing the applied voltage. Discharge was started when the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 was 3.5 kVp-p, but the plasma was not injected into the atmosphere from the anode hole of the atmospheric plasma jet 10, and the discharge was unstable. The voltage and current were measured when the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 was 3.5 kVp-p, 5.5 kVp-p, 7.5 kVp-p, and 9.5 kVp-p.
  • the sharply decreasing voltage and the rapidly increasing current waveform of the saw blades represent micro discharges generated when discharge occurs along the pores of the alumina, in which plasma is generated and injected.
  • the higher the voltage applied the more micro discharge occurs.
  • 9.5 kVp-p it can be seen that a stable discharge occurs periodically. From these results, it is expected that as the applied power source increases, the micro discharge increases and the density of the injected plasma increases.
  • an applied voltage of 9.5 kVp-p or more when the discharge time is long, the plasma is injected from all the holes due to the rise of the temperature of the atmospheric plasma jet 10, and then unstable.
  • the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 should be 5.5 kVp-p or more and 9.5 kVp-p or less.
  • 6 is a photograph for estimating plasma density by irradiating plasma to red ink (sample) dropped on slide glass.
  • 6 (a) is a state in which the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 is OFF
  • Figure 6 (b) is a state in which the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 is 5.5 kVp-p
  • Figure 6 (c) is a state where the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 is 7.5 kVp-p
  • FIG. 6 (d) is a state where the voltage applied to the atmospheric plasma jet 10 is 9.5 kVp-p.
  • the experimental conditions are 1 cm in distance between the atmospheric plasma jet 10 and the slide glass, and the plasma treatment time is 10 sec. From these results, it can be seen that the hydrophilic property of the red ink surface increases with the increase of the applied voltage, which is the same as the electrical characteristics of the plasma.
  • the plasma generation step (S100) it is possible to control the state of the plasma by controlling the conditions of the plasma intensity, output amount, gas type and gas flow rate during the plasma generation.
  • Plasma irradiation step (S110) is a step of exposing the cells to the plasma-treated solution, the solution is a buffer solution or water is applied.
  • the microorganism cells among the cells to which the microorganism or copper, plant cells, etc. are applied are bacteria including Pectobacterium carotovorum or Staphylococcus aureus.
  • the microorganisms or copper, plant cells, etc. are applied as the targets of the treatment, and the plasma treatment method by the dual microorganism treatment method And a treatment method using microorganisms subjected to plasma treatment.
  • the plasma treatment method is divided into a direct treatment method and an indirect treatment method.
  • the direct treatment method is a method for treating microorganisms on the surface of a plant with a plasma generated by an atmospheric plasma jet 10, and a method for treating microorganisms on a solid medium as an incubator with a plasma generated by an atmospheric plasma jet 10. It is classified as a method of processing.
  • the solid medium is a liquid medium (bouillon) hardened by agar (sometimes gelatin), and a heat-solidified serum or the like is used depending on the purpose.
  • the indirect treatment method is a method in which PBS (phosphate buffer saline, phosphate buffered saline), a kind of buffer solution, is treated with plasma generated from an atmospheric plasma jet 10 and then mixed with microorganisms.
  • PBS phosphate buffer saline, phosphate buffered saline
  • the treatment method using a plasma-treated microorganism is treated with Pectobacterium carotovorum or Staphylococcus aureus, which is a kind of bacteria, with plasma generated from an atmospheric plasma jet 10,
  • the microorganism treated with plasma, Pactobacillus keratobolium can be applied to both the direct treatment method and the indirect treatment method of the above-described plasma treatment method.
  • Staphylococcus aureus a microorganism treated with plasma, does not cause disease in a plant
  • a method of treating a microorganism on the surface of a plant with a plasma generated by an atmospheric plasma jet 10 in a direct treatment method among plasma treatment methods It can be used for the method of treating the microorganisms on the solid medium except, and the method of mixing with the microorganisms after treatment in the buffer solution.
  • Cell exposure step (S120) is a step of exposing the cells to the treated solution through the plasma generated in the atmospheric pressure plasma jet (10).
  • Disease cell and pathogenic microorganism inactivation step is a step of inactivating the diseased cells and pathogenic microorganisms among the cells exposed to the plasma-treated solution.
  • the present invention relates to a method for killing diseased cells and pathogenic microorganisms using plasma for bio-medical applications.
  • the present invention relates to a method for killing plasma through an atmospheric pressure plasma jet (Plasma Jet) manufactured using MEMS (Microelectromechanical Systems) technology.
  • Pasma Jet atmospheric pressure plasma jet
  • MEMS Microelectromechanical Systems
  • the plasma is irradiated to a solution such as a buffer solution or water, and then the solution is exposed to a microorganism or a treatment object such as copper or plant cells, and thus, can be applied to both bio and medical fields.
  • the indirect treatment has an effect of efficiently killing disease cells and pathogenic microorganisms at low power.

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Abstract

본 발명은 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에 관한 것으로, 본 발명은, MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 이용하여 제작한 대기압 플라즈마 젯(Plasma Jet)을 통해 플라즈마를 발생시키는 단계; 상기 플라즈마를 용액에 조사하여 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계; 및 상기 용액에 노출된 세포 중 질환세포 및 병원성 미생물를 불활성화(inactivation)시키는 단계;를 포함한다. 본 발명에 의하면, 플라즈마를 완충 용액 또는 물 등과 같은 용액에 조사한 후 이 용액을 미생물 또는 동, 식물 세포 등과 같은 처리 대상에 노출시켜 처리함으로써, 바이오(Bio) 및 메디컬(Medical) 분야에 모두 응용 가능하고, 간접 처리에 의해 저전력으로 질환세포 및 병원성 미생물을 효율적으로 사멸시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법
본 발명은 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 질환세포 및 병원성 미생물 등과 같은 비정상 세포를 사멸시키는 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에 관한 것이다.
최근 플라즈마 응용 프로그램 경향은 생명 과학 분야로 관심이 집중되고 있으며, 플라즈마의 대표적인 바이오(bio)-메디컬(medical) 응용 프로그램으로 혈액 응고, 암 세포 소멸, 그리고 치과 공동 치료 등으로 구분된다.
이때, 바이오-메디컬 응용 프로그램에 사용되는 플라즈마는 저온과 대기압 조건에서 생성되어야 한다. 이는 상기 조건을 만족하지 않으면 생물학적 물질이 플라즈마에 의해 손상될 수 있기 때문이다.
이렇게, 플라즈마를 이용하여 미생물 등을 제거하기 위한 기술이 공개특허 제10-2011-0006017호 및 공개특허 제10-2003-0060644호에 제안된 바 있다.
이하에서 종래기술로서 공개특허 제10-2011-0006017호 및 공개특허 제10-2003-0060644호에 개시된 지지 구조를 간략히 설명한다.
도 1은 공개특허 제10-2011-0006017호(이하 '종래기술 1'이라 함)의 대기압 저온 공기 플라즈마 발생 장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하여 종래기술 1에서의 전극 사이에 삽입된 다공성유전체에서 방출된 공기 플라즈마를 이용한 미생물 제거 방법은 전원(10), 파워 공급부(20), 공기 공급부(30), 반응기(40), 제트 방출부(50)로 구성된 대기압 저온 공기 플라즈마의 발생 장치를 통해 실시되며, 이는 다공성유전체가 삽입된 전극으로 형성된 반응기에서 공기 플라즈마를 발생시켜 미생물을 제거하는 방법에 있어서; 파워전극과 접지전극으로 구성된 플라즈마 반응기를 형성하는 과정; 상기 파워전극과 접지전극 사이에 다공성유전체를 삽입하는 과정; 상기 접지전극을 향한 상기 파워전극 표면에 절연체를 장착하는 과정; 상기 플라즈마 반응기에 공기를 주입하는 과정; 상기 파워전극에 Medium Frequency 및 저주파의 전력을 공급하여 상기 다공성유전체에 방전을 유도하고 플라즈마를 발생하는 과정; 충분한 공기를 상시 반응기에 주입하여 상기 발생된 플라즈마를 제트 방출부를 통해 플라즈마 제트를 방출하는 과정; 및 상기 플라즈마 제트로 미생물을 제거하는 과정을 포함한다.
그러나 종래기술 1에 의한 전극 사이에 삽입된 다공성유전체에서 방출된 공기 플라즈마를 이용한 미생물 제거 방법은, 공기 플라즈마를 분사시켜 물체 표면에 부착된 미생물을 직접 제거하므로, 제거 균일도를 위해 플라즈마의 농도를 일정하게 유지시켜줘야 하는 문제점이 있었다.
도 2는 공개특허 제10-2003-0060644호(이하 '종래기술 2'라 한다)의 살균절차를 도시한 순서도이다.
종래기술 2의 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법은 대기압 플라즈마를 발생하기 위하여 전원공급장치(도1의 102)를 동작시켜 고주파 전원을 두 전극 사이에 공급하고, 반응가스를 주입한다(S1,S2). 고전압이 인가된 두 전극 사이에 반응가스가 유입되면 유전막 방전에 의해 대기압 플라즈마가 발생되고, 이 플라즈마를 이용하여 피처리물에 대해서 살균 및 제독을 처리한다(S3,S4).
한편, 본 발명에 따른 살균 및 제독하는 방법은 플라즈마 발생장치의 반응영역에서 생성된 이온, 전자, 활성 라디칼에 피처리물을 직접 접촉하는 방법(도 2)과, 반응영역에서 생성된 플라즈마를 가스압과 분사관을 이용해 플라즈마를 분사하여 살균 및 제독하고자 하는 피처리물까지 이송하는 방법(도 3)이 있다. 이때 자기장을 발생하는 헬름홀즈 코일, 또는 솔레노이드 코일을 발생관이나 챔버에 설치할 경우, 효과적으로 플라즈마를 피처리물까지 이송할 수 있어서 살균 및 제독 능력을 향상시킬 수 있다.
또한 가스공급장치(104)의 가스주입관을 통해서 플라즈마 발생 챔버나 관에 주입되는 반응가스로는 기상의 물(H2O), 과산화수소(H2O2), 알코올, 아세톤, 아르곤, 수소, 헬륨, 산소, 압축공기 등이 사용될 수 있고, 이들 반응가스는 대기압 상태에서 두 전극 사이에 수백 볼트(V)에서 수십 킬로볼트(KV)의 교류 전원이 인가되면 유전막 방전에 의해 대기압 플라즈마를 발생한다. 이때, 플라즈마 발생영역에서는 이온, 전자, 활성 라디칼, 오존이 발생된다. 특히, 물, 과산화수소, 알코올, 아세톤 등이 방전영역내에서 분해되면서 산화력이 우수한 활성 라디칼이 다량 발생되어 피처리물 표면의 세균 및 독극물을 수초에서 수분 이내에 효과적으로 제거하게 된다.
그러나 종래기술 2에 의한 대기압에서 플라즈마를 이용한 살균 방법은 대기압 플라즈마를 분사시켜 병원성 미생물을 살균 및 제독하는 과정에서 플라즈마의 농도를 일정하게 유지시켜 주는 별도의 장비를 구비해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플라즈마를 완충 용액 또는 물 등과 같은 용액에 조사한 후 이 용액을 미생물 또는 동, 식물 세포 등과 같은 처리 대상에 노출시켜 처리함으로써, 바이오(Bio) 및 메디컬(Medical) 분야에 모두 응용 가능하고, 간접 처리에 의해 저전력으로 질환세포 및 병원성 미생물을 효율적으로 사멸시킬 수 있게 한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 플라즈마를 미생물 또는 동, 식물 세포 등과 같은 처리 대상에 직접 노출시켜 처리함으로써, 직접 처리와 같은 다양한 방법으로 살균, 질환세포 및 병원성 미생물를 사멸시킬 수 있게 한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 이용하여 제작한 대기압 플라즈마 젯(Plasma Jet)을 통해 플라즈마를 발생시키는 단계; 상기 플라즈마를 용액에 조사하여 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계; 및 상기 용액에 노출된 세포 중 질환세포 및 병원성 미생물를 불활성화(inactivation)시키는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법을 통해 달성된다.
또한, 상기 단계에서의 세포는 미생물 또는 동, 식물 세포일 수 있다.
또한, 상기 미생물은 박테리아일 수 있다.
또한, 상기 단계에서의 용액은 완충 용액 또는 물일 수 있다.
본 발명에 의하면, 플라즈마를 완충 용액 또는 물 등과 같은 용액에 조사한 후 이 용액을 미생물 또는 동, 식물 세포 등과 같은 처리 대상에 노출시켜 처리함으로써, 바이오(Bio) 및 메디컬(Medical) 분야에 모두 응용 가능하고, 간접 처리에 의해 저전력으로 질환세포 및 병원성 미생물을 효율적으로 사멸시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 플라즈마를 미생물 또는 동, 식물 세포 등과 같은 처리 대상에 직접 노출시켜 처리함으로써, 직접 처리와 같은 다양한 방법으로 살균 및 질환세포 및 병원성 미생물을 사멸시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술 1에 의한 대기압 저온 공기 플라즈마 발생 장치의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 종래기술 2에 의한 살균절차를 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법 중 플라즈마를 발생시키기 위한 대기압 플라즈마 젯의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에서 각각의 특정 전압이 인가되는 경우 전압과 전류를 측정한 그래프이다.
도 6은 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에서 슬라이드 유리 상에 투하된 적색 잉크에 플라즈마를 조사하여 플라즈마 밀도를 추정하도록 한 사진이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은, MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 이용하여 제작한 대기압 플라즈마 젯(Plasma Jet)을 통해 플라즈마를 발생시키는 단계; 상기 플라즈마를 용액에 조사하여 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계; 및 상기 용액에 노출된 세포 중 질환세포 및 병원성 미생물를 불활성화(inactivation)시키는 단계;를 포함하는 플라즈마를 이용한 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법을 통해 달성된다.
또한, 상기 단계에서의 세포는 미생물 또는 동, 식물 세포일 수 있다.
또한, 상기 미생물은 박테리아일 수 있다.
또한, 상기 단계에서의 용액은 완충 용액 또는 물일 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부"라는 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 도면을 참고하여 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법의 실시예에 대한 구성을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3에는 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법이 순서도로 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법 중 플라즈마를 발생시키기 위한 대기압 플라즈마 젯이 개략도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에서 각각의 특정 전압이 인가되는 경우 전압과 전류를 측정한 그래프가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에서 슬라이드 유리 상에 투하된 적색 잉크에 플라즈마를 조사하여 플라즈마 밀도를 추정하도록 한 사진이 나타나 있다.
이들 도면에 의하면, 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법은 플라즈마 발생 단계(S100), 플라즈마 조사 단계(S110), 세포 노출 단계(S120) 및 질환세포 및 병원성 미생물 불활성화 단계(S130)를 포함한다.
플라즈마 발생 단계(S100)는 MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 이용하여 제작한 대기압 플라즈마 젯(Plasma Jet)을 통해 플라즈마를 발생시키는 단계이다.
이때, 플라즈마를 발생시키는 대기압 플라즈마 젯(10)에 대한 구조를 설명하면 다음과 같다.
대기압 플라즈마 젯(10)은 양극(애노드: Anode)으로 사용되는 전극(1), 다공성 절연재(2), 케이스(3), 보호관(4), 음극(캐소드: Cathode)으로 사용되는 기체주입관(5) 및 밀봉제(6)를 포함한다.
양극으로 사용되는 전극(1)은 원판형으로 형성되어 중심부에 케이스(3)의 전면 중심부에 형성된 홀 내에 위치하도록 복수의 구멍들이 형성되어 있는데, 복수의 구멍들을 통해서 양극인 전극(1)과 음극인 기체주입관(5) 사이에서 방전에 의해 발생되는 플라즈마가 분사된다. 한편, 본 실시예에서 전극(1)은 바람직하게는 금속, 더욱 바람직하게는 니켈로 이루어진다.
다공성(Porous) 절연재(2)는 전극(1)의 후면에 전면이 밀착되고, 후면이 개구된 원통 형상으로 형성되어 개구된 후면에 삽입된 기체주입관(5)의 외주면을 감싸면서 상기 전극(1) 및 기체주입관(5)을 절연시킨다.
또한, 다공성 절연재(2)는 기체주입관(5)으로부터 주입된 기체를 전극(1)으로 통과시키므로 통과를 위해 다공들을 갖는 것이 바람직하다. 이때, 본 실시예에서의 다공성 절연재(2)는 세라믹 재질로 이루어진 것이 바람직하며, 알루미나(Alumina) 재질인 것이 더욱 바람직하다. 이때, 전극(1)과 기체주입관(5) 사이에서는 플라즈마를 발생시키기 위해서 방전이 발생되는데, 다공성 절연재(2)는 이러한 방전이 외부로 확산되는 것을 차단한다.
케이스(3)는 전극(1)의 가장자리와 기체주입관(5)의 선단을 감싸는 다공성 절연재(2)의 외주면을 둘러싸며, 알루미늄 재질 등으로 형성된다.
그리고 다공성 절연재(2)의 외주면과 케이스(3)의 내주면의 사이에는 지속적인 고온 내열성이 요구되면서 유입된 기체가 새는 것을 방지하도록 테프론(PTFE) 테이프가 테이핑 된다.
보호관(4)은 기체주입관(5)의 외주면을 둘러쌈으로써 상기 기체주입관(5)을 외부로부터 절연 및 보호하는 기능을 한다. 본 실시예에서 보호관(4)은 석영(Quartz) 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
기체주입관(5)은 외부로부터 기체를 주입하도록 공정 기체 주입관(도면에 미도시)과 연통된다. 본 실시예에서 기체주입관(5)은 스테인레스 스틸(Stainless steel) 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
밀봉제(6)는 다공성 절연재(2)와 케이스(3)와의 후면 그리고 다공성 절연재(2)의 후면과 인접한 기체주입관(5)의 노출 부위를 감싸는 토르 실(torr seal)로, 다공성 절연재(2)와 케이스(3)와의 접촉면 틈과 상기 다공성 절연재(2)와 기체주입관(5)와의 연결 틈을 밀봉시킨다.
상술한 대기압 플라즈마 젯(10)에서 플라즈마를 생성하여 분사하는 원리는 다음과 같다. 기체주입관(5)을 통해 유입된 기체는 다공성 절연재(2)를 통과하면서 전극(1)의 구멍들과 기체주입관(5) 사이에 형성된 전기장에 의해 이온화되며, 이런 방식으로 플라즈마가 생성된다. 이와 같이 형성된 플라즈마는 기체주입관(5)을 통해서 들어오는 기체들에 의해서 밀려나가면서 전극(1)의 구멍을 통하여 분사된다.
예를 들어, 대기압 플라즈마 젯(10)을 통한 플라즈마 방전 시험은 대기압에서 질소(N2)가스를 사용하여 실시하며, 상기 대기압 플라즈마 젯(10)에 유입되는 기체의 유량은 4 L/min이고, 인가된 전원은 교류(AC)를 사용한다.
즉, 대기압 플라즈마 젯(10)의 인가전압에 따른 방전의 전기적 특성을 알아보기 위하여 입력 기체의 유량을 4 L/min으로 고정하고 인가전압을 변화시키며 실험을 하였다. 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가한 전압이 3.5 kVp-p일 때 방전이 시작되었지만 플라즈마가 대기압 플라즈마 젯(10)의 양극 구멍에서 대기로 분사되지 않고 방전이 불안정함을 관할할 수 있었다. 플라즈마의 전기적 특성을 알아보기 위하여 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가되는 전압이 3.5 kVp-p, 5.5 kVp-p, 7.5 kVp-p, 9.5 kVp-p 일 때 전압과 전류를 측정하였다.
도 5는 각 인가전압에서 측정된 전압과 전류이다. 도 5에서 톱날 모양의 급격히 감소하는 전압과 급격히 증가하는 전류 파형은 알루미나의 기공을 따라서 방전이 일어나는 경우에 발생하는 마이크로 방전을 나타내고, 이때 플라즈마가 발생되어 분사된다. 그래프에서 보듯이 인가되는 전압이 커질수록 마이크로 방전이 많이 일어난다. 특히, 9.5 kVp-p일 때는 주기적으로 안정된 방전이 일어남을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 인가전원이 높을수록 마이크로 방전이 증가하고 분사되는 플라즈마의 밀도가 높아지는 것으로 예상된다. 그러나 9.5 kVp-p 이상의 인가전압에서는 방전 시간이 길 경우 대기압 플라즈마 젯(10)의 온도 상승으로 플라즈마가 모든 구멍에서 분사되다가 불안정해지면서 한쪽 구멍에서만 분사되는 현상이 나타났다. 이런 경우에는 방전 중 양극의 구멍에서 플라즈마가 분사되면서 스퍼터링이 일어나 손상이 생겨서 한쪽 구멍이 넓어진 것을 방전이 끝난 후에 확인하였다. 이로써 인가전압의 상한값이 있음을 알 수 있다.안정한 플라즈마가 분사되면서 전극에 손상이 없도록 하려면 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가하는 전압은 5.5 kVp-p 이상 9.5 kVp-p 이하이어야 한다.
특히, 도 5d에서는, 입력 전압의 점진적 증가에 따라 약 3.11 kV 시점에서 다량의 펄스가 발생하면서 실효값(Vrms)의 연속적인 감소가 나타나며, 평균 방전 전류의 증가로 약 0.77 mA 전류의 상승을 보인다. 이 경우 대기압 플라즈마 젯(10)은 플라즈마의 출력에 비해 적은 약 2.4W가 낭비되었다.
도 6은 슬라이드 유리 상에 투하된 적색 잉크(시료)에 플라즈마를 조사하여 플라즈마 밀도를 추정하는 사진이다. 도 6 (a)는 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가한 전압이 OFF된 상태이고, 도 6 (b)는 상기 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가한 전압이 5.5 kVp-p인 상태이고, 도 6 (c)는 상기 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가한 전압이 7.5 kVp-p인 상태이며, 도 6 (d)는 상기 대기압 플라즈마 젯(10)에 인가한 전압이 9.5 kVp-p인 상태이다.
여기서, 실험 조건은 대기압 플라즈마 젯(10)과 슬라이드 유리 사이의 거리가 1cm이고, 플라즈마 처리 시간은 10sec이다. 이런 결과를 통해 적색 잉크 표면의 친수성 속성은 인가 전압의 증가와 함께 증가함을 알 수 있으며, 이는 플라즈마의 전기적 특성과 동일함을 알 수 있다.
한편, 플라즈마 발생 단계(S100)는 플라즈마 발생 시 플라즈마의 세기, 출력량, 가스 종류 및 가스 유량 등의 조건 제어를 통해 플라즈마의 상태 조절이 가능하다.
플라즈마 조사 단계(S110)는 플라즈마 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계로, 상기 용액은 완충 용액 또는 물 등이 적용된다. 그리고 미생물 또는 동, 식물 세포 등이 적용되는 세포 중 미생물 세포는 팩토박터리움 케로토보륨(Pectobacterium carotovorum) 또는 스타필로코커스 아우레우스(taphylococcus aureus) 등이 포함되는 박테리아이다.
한편, 본 발명에 의한 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에서 사멸 대상은 상술한 바와 같이 미생물 또는 동, 식물 세포 등이 적용되며, 이중 미생물 처리 방법으로 플라즈마 처리방법과 플라즈마 처리한 미생물을 이용하는 처리방법이 있다.
플라즈마 처리방법은 직접 처리 방법과 간접 처리 방법으로 나뉜다. 직접 처리 방법은 식물 표면의 미생물에, 대기압 플라즈마 젯(10)에서 발생되는 플라즈마로 처리하는 방법과, 배양기인 고체배지(solid medium) 위의 미생물에, 대기압 플라즈마 젯(10)에서 발생되는 플라즈마로 처리하는 방법으로 분류된다. 여기서, 고체배지는 액체배지(bouillon)를 한천(때로는 젤라틴)으로 굳힌 것으로, 목적에 따라서 혈청 등을 가열 응고시킨 것도 쓰인다.
그리고 간접 처리 방법으로는 완충 용액의 일종인 PBS(phosphate buffer saline, 인산완충식염수)를 대기압 플라즈마 젯(10)에서 발생되는 플라즈마로 처리한 후 미생물과 혼합시키는 방법이다.
플라즈마 처리한 미생물을 이용하는 처리방법은 박테리아의 일종인 팩토박터리움 케로토보륨(Pectobacterium carotovorum) 또는 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)를 대기압 플라즈마 젯(10)에서 발생되는 플라즈마로 처리한 후, 플라즈마로 처리한 미생물인 팩토박터리움 케로토보륨은 상술한 플라즈마 처리방법의 직접 처리 방법과 간접 처리 방법에 모두 적용할 수 있다. 그리고 플라즈마로 처리한 미생물인 스타필로코커스 아우레우스는 식물에 병을 일으키지 않으므로, 플라즈마 처리방법 중 직접 처리 방법에서 식물 표면의 미생물에, 대기압 플라즈마 젯(10)에서 발생되는 플라즈마로 처리하는 방법을 제외한 고체배지 위의 미생물에 처리하는 방법과, 완충 용액에 처리 후 미생물과 혼합하는 방법에 사용할 수 있다.
세포 노출 단계(S120)는 대기압 플라즈마 젯(10)에서 발생되는 플라즈마를 통해 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계이다.
질환세포 및 병원성 미생물 불활성화 단계(S130)는 플라즈마 처리된 용액에 노출된 세포 중 질환세포 및 병원성 미생물를 불활성화(inactivation)시키는 단계이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법에 관한 것으로, 본 발명은, MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 이용하여 제작한 대기압 플라즈마 젯(Plasma Jet)을 통해 플라즈마를 발생시키는 단계; 상기 플라즈마를 용액에 조사하여 플라즈마 처리하는 단계; 상기 플라즈마 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계; 및 상기 용액에 노출된 세포 중 질환세포 및 병원성 미생물를 불활성화(inactivation)시키는 단계;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 플라즈마를 완충 용액 또는 물 등과 같은 용액에 조사한 후 이 용액을 미생물 또는 동, 식물 세포 등과 같은 처리 대상에 노출시켜 처리함으로써, 바이오(Bio) 및 메디컬(Medical) 분야에 모두 응용 가능하고, 간접 처리에 의해 저전력으로 질환세포 및 병원성 미생물을 효율적으로 사멸시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. MEMS(Microelectromechanical Systems) 기술을 이용하여 제작한 대기압 플라즈마 젯(Plasma Jet)을 통해 플라즈마를 발생시키는 단계;
    상기 플라즈마를 용액에 조사하여 플라즈마 처리하는 단계;
    상기 플라즈마 처리된 용액에 세포를 노출시키는 단계; 및
    상기 용액에 노출된 세포 중 질환세포 및 병원성 미생물를 불활성화(inactivation)시키는 단계;를 포함하는 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단계에서의 세포는 미생물 또는 동, 식물 세포인 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 미생물은 박테리아인 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 단계에서의 용액은 완충 용액 또는 물인 바이오-메디컬 응용을 위해 플라즈마를 이용하는 질환세포 및 병원성 미생물의 사멸 방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101699069B1 (ko) * 2015-04-13 2017-01-23 엄환섭 플라즈마를 이용한 중수소 활성화학 종들의 발생과 용액에 섞는 장치
EP3146983B1 (en) * 2015-09-22 2020-11-18 Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. Combination method for cleaning, decontamination, disinfection and sterilization of objects
KR101852992B1 (ko) * 2016-08-11 2018-04-30 아주대학교산학협력단 장기간 보관 가능한 액상 플라즈마를 유효성분으로 함유하는 피부 재생 또는 미백용 화장료 조성물
US11583689B2 (en) 2016-09-22 2023-02-21 Ajou University Industry-Academic Cooperation Foundation Composition for atopy or psoriasis treatment comprising liquid type plasma
KR101933920B1 (ko) 2016-09-22 2018-12-31 아주대학교 산학협력단 액상 플라즈마를 이용한 비만의 예방 또는 치료 방법
WO2018056665A2 (ko) * 2016-09-22 2018-03-29 아주대학교산학협력단 액상 플라즈마를 포함하는 아토피 또는 건선 치료용 조성물
WO2018056664A2 (ko) * 2016-09-22 2018-03-29 아주대학교산학협력단 액상 플라즈마를 포함하는 비만 치료용 조성물
US11510853B2 (en) 2017-09-18 2022-11-29 Ajou University Industry-Academic Cooperation Foundation Composition for skin soothing containing liquid-phase plasma

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009078266A (ja) * 2007-09-09 2009-04-16 Kazuo Shimizu プラズマを用いた流体浄化方法および流体浄化装置
KR100993623B1 (ko) * 2010-05-03 2010-11-11 주식회사 비와이 피처리수 처리장치
KR101001477B1 (ko) * 2009-02-27 2010-12-14 아주대학교산학협력단 바이오-메디컬 응용을 위한 상압 저온 마이크로 플라즈마 분사 장치
KR20110006017A (ko) * 2009-07-13 2011-01-20 엄환섭 전극사이에 삽입된 다공성유전체에서 방출된 공기플라즈마를 이용한 미생물 제거 장치 및 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040050682A1 (en) * 2000-12-27 2004-03-18 George Paskalov Activated water apparatus and methods and products

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009078266A (ja) * 2007-09-09 2009-04-16 Kazuo Shimizu プラズマを用いた流体浄化方法および流体浄化装置
KR101001477B1 (ko) * 2009-02-27 2010-12-14 아주대학교산학협력단 바이오-메디컬 응용을 위한 상압 저온 마이크로 플라즈마 분사 장치
KR20110006017A (ko) * 2009-07-13 2011-01-20 엄환섭 전극사이에 삽입된 다공성유전체에서 방출된 공기플라즈마를 이용한 미생물 제거 장치 및 방법
KR100993623B1 (ko) * 2010-05-03 2010-11-11 주식회사 비와이 피처리수 처리장치

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