대기압 플라즈마 처리시 수용액상에서의 광분해 메커니즘과 활성분자 생성 및 미토콘드리아에 주는 영향

Abstract

기압 플라즈마는 최근 의학적 치료 도구 및 병리학, 생리학 등의 활용 도구로서 많은 관심하에 다양한 방면으로 연구가 진행되고 있다. 특히, 병리 및 생리학적으로 많은 영향을 끼치는 활성산소종 및 활성질소종의 공급원으로서 기압 플라즈마에 한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기압 플라즈마로부터 공급되는 수용액상의 과산화수소 및 아질산염의 광분해 메커니즘을 이해하고자 하였다. 또한 광분해의 결과로 생성되는 활성분자들에 의해 나타나는 미토콘드리아의 변화를 관측하였다. 아르곤제트 플라즈마(전압 4 kV, 주파수 35 kHz, 유량 6 lpm)에서 방출되는 자외선을 이용하여 과산화수소(H2O2) 및 아실잔염(NO2-)을 광분해하였으며, 그 과정을 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)로 수산기(OH) 라디컬을 측정하여 관측하였고, 또한 광분해 과정 중에 생성되는 과산화물(O2·-) 및 산화질소(NO·) 등의 활성산소 및 질소종들을 EPR(Electron Paramagnetic resonance)를 이용하여 측정하여, 플라즈마에 의한 광분해 과정을 면밀히 파악하였다. 이를 바탕으로 플라즈마 생성되는 과산화물, 산화질소 및 수산기 등이 세포의 미토콘드리아 막에 끼치는 영향을 plate reader 및 FACS(Fluorescence Activated Cell Sporting) 등으로 멤브레인 전압 및 세포 사멸을 확인하였다. 본 연구결과로 수용액상에서 플라즈마 광분해를 통해 활성산소 및 질소종들이 생성되는 과정과 활성분자들이 미토콘드리아에 주는 영향을 이해할 수 있다.