Kalte Atmospherendruck-Plasmen für die Untersuchung der grundlegenden Mechanismen für die Interaktion mit biologischen Substraten: die Rolle von Ionen und die plasmainduzierte Chemie in Flüssigkeiten

• Antragsteller: Professor Jan Benedikt, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Medizinische Physik, Biomedizinische Technik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 356768018

Das Interesse an der Wechselwirkung von Plasmen mit biologischen Substraten wächst schnell auf Grund des großen Anwendungspotentials in der Lebensmittel-, Pharma- und Medizinindustrie, einschließlich der Vielzahl an therapeutische Anwendungen. Plasmadekontamination ist von Natur aus schnell, hinterlässt keine Spuren von toxischen Verbindungen und kann wärmeempfindliche Substrate sowie lebendes Gewebe behandeln. Unser Paketantrag PAK728 Plasma-Mikroben Wechselwirkung im Rahmen der plasmabasierten Oberflächendekontamination (PlasmaDecon) hat wesentlich zum Verständnis der grundlegenden Prozesse in der Plasmadekontamination beigetragen. Dies wurde durch die Untersuchung grundlegender Interaktionsmechanismen zwischen reaktiven Spezies und vegetativen Bakterien oder Sporen, sowie der Untersuchung von Synergieeffekten zwischen reaktiven Spezies, Photonen und Wärme realisiert. Des Weiteren konnten auf molekularer Ebene Einblicke in die Auswirkungen des Plasmas auf Bio-Makromolekülen gewonnen werden.Dieser Fortsetzungsantrag soll die Beantwortung neuer Fragen, die sich während dem PlasmaDecon Paketantrag und auch in der Arbeit anderer Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf diesem Gebiet ergeben haben, ermöglichen. Er fokussiert sich hauptsächlich auf zwei Themen:1) Untersuchung des Transports von reaktiven Spezies aus dem Plasma in eine Flüssigkeit, gefolgt von der Untersuchung der resultierenden Chemie in der flüssigen Phase. Diese Daten werden als Ausgangspunkt für die Charakterisierung der Wirkungen des plasmaaktivierten Wassers auf biologische Substrate dienen.2) Verwendung von VUV-Strahlung (aus dem Plasma und aus kommerziellen Lampen) zur Erzeugung eines absolut kalibrierten, durch Photoionisation-generierten Ionenflusses zum Substrat. Die molekularen Mechanismen der Schädigung von Zellen und Zellstrukturen, induziert durch diese Ionen, werden untersucht.Die vorgeschlagene Forschung wird wichtige und deshalb attraktive Ergebnisse für andere Forscher bieten und hat bereits fünf Kooperationspartner überzeugt: Profs. J. Bandow, K. Stapelmann und P. Awakowicz an der RUB (Mitarbeiter aus der PAK728) und Dr. Petr Lukes (Prag, Tschechische Republik) und Dr. Felipe Iza (Loughborough, Vereinigtes Königreich).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen