夏文杰 刘定新

Ar等离子体射流处理乙醇水溶液的放电特性及灭菌效应

夏文杰1,2刘定新2

（1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学） 天津 300130 2. 西安交通大学等离子体生物医学研究中心 西安 710049）

乙醇是一种医疗上常用的消毒剂，理论上在Ar等离子体射流处理的水溶液中掺杂乙醇可以增强灭菌效果。通过对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的灭活实验，发现在被处理的水溶液中掺杂20%乙醇可使Ar射流等离子体活化水的灭菌效果提高5个数量级以上。进一步地，发现当工作气体中掺杂0.2%N2或在屏蔽罩中掺杂1%O2时，只需在被处理的水溶液中掺杂2%乙醇，即可提高5个数量级以上的灭菌效果。同时发现，2%乙醇掺杂可使等离子体中多个放电通道交叠，原因可能是亚稳态Ar*和乙醇气体分子在气液界面的彭宁电离作用。最后，通过对液相活性粒子的检测分析，发现等离子体活化乙醇溶液中的过氧乙酸可能在灭菌过程中起主导作用，而过氧亚硝酸和过氧乙酸可能协同作用增强了灭菌效果。

Ar等离子体射流 乙醇 放电特性 灭菌效应

0 引言

近年来，大气压等离子体射流由于可以直接将等离子体中的短寿命活性粒子和带电粒子作用于生命体并诱导生物医学效应，在癌症治疗、伤口愈合、消毒与灭菌等领域的研究和应用得到了快速发 展[1-5]。在这些应用中，被处理的生物物质往往处于潮湿或液体环境中，使得等离子体与水溶液的相互作用不可避免[6-7]。……