JP2016169164A - Antitumor aqueous solutions and production methods thereof - Google Patents

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勝 堀
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正明 水野
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史隆 吉川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide antitumor aqueous solutions exerting an antitumor effect by a relatively simple construction, and to provide production methods thereof.SOLUTION: The invention provides an antitumor aqueous solution containing a culture medium, hydrogen peroxide, and nitrite ion. Preferably, the concentration of hydrogen peroxide is 30 μM to 100 mM and preferably the concentration of nitrite ion is 300 μM to 1M. Though hydrogen peroxide and nitrite ion are preferably generated in a culture medium by irradiating the culture medium with non-equilibrium atmospheric pressure plasma, a plasma generator is not necessarily required.SELECTED DRAWING: None

Description

本明細書の技術分野は、抗腫瘍水溶液とその製造方法に関する。   The technical field of this specification relates to an antitumor aqueous solution and a method for producing the same.

プラズマ技術は、電気、化学、材料の各分野に応用されている。そして、近年においては、医療への応用が活発に研究されるようになってきた。プラズマの内部では、電子やイオン等の荷電粒子の他に、紫外線やラジカルが発生する。これらには、生体組織の殺菌をはじめとして、生体組織に対する種々の効果があることが分かってきている。   Plasma technology is applied in the fields of electricity, chemistry, and materials. In recent years, medical applications have been actively studied. Inside the plasma, ultraviolet rays and radicals are generated in addition to charged particles such as electrons and ions. These have been found to have various effects on living tissues, including sterilization of living tissues.

例えば、特許文献1には、プラズマを直接照射することにより、血液凝固(特許文献1の実施例4、段落[0063]−[0068]参照)と、組織滅菌(特許文献1の実施例5、段落[0069]−[0074]参照)と、リーシュマニア症(特許文献1の実施例6、段落[0075]−[0077]参照)と、に対して効果があることが記載されている。そして、プラズマは、メラノーマ細胞(悪性黒色腫細胞)を死滅させる効果があると記載されている(特許文献1の実施例7、段落[0078]参照)。   For example, Patent Document 1 discloses blood coagulation (see Example 4 of Patent Document 1, paragraphs [0063] to [0068]) and tissue sterilization (Example 5 of Patent Document 1, Paragraphs [0069]-[0074]) and Leishmaniasis (see Example 6 of Patent Document 1, paragraphs [0075]-[0077]) are described as being effective. And it is described that plasma has the effect of killing melanoma cells (malignant melanoma cells) (see Example 7 of Patent Document 1, paragraph [0078]).

また、特許文献2には、pHが4.8以下となるように調整された液体にプラズマを照射することにより、液体中の菌を殺菌する技術が開示されている(特許文献2の段落[0020]等参照)。また、スーパーオキシドアニオンラジカルやヒドロペルオキシラジカル等が殺菌効果を担っている可能性がある旨が記載されている(特許文献2の段落[0090]−[0099]等参照)。   Patent Document 2 discloses a technique for sterilizing bacteria in a liquid by irradiating plasma with a liquid adjusted to have a pH of 4.8 or less (Patent Document 2 paragraph [ 0020] etc.). Further, it is described that a superoxide anion radical, a hydroperoxy radical, or the like may have a bactericidal effect (see paragraphs [0090]-[0099] etc. of Patent Document 2).

特表2008−539007号公報Special table 2008-539007 gazette 国際公開第2009/041049号International Publication No. 2009/041049 国際公開第2013/128905号International Publication No. 2013/128905

ところで、このような癌の治療においては一般に、1)癌細胞を死滅させるとともに、2)正常細胞に影響を与えないように、癌細胞を選択的に死滅させることが好ましい。たとえ、癌細胞を死滅させることができたとしても、そのために多数の正常細胞を死滅させると、患者に加わる肉体的負担が大きいからである。そのため、このように癌細胞を選択的に死滅させる治療技術が望まれている。しかし、癌細胞を選択的に死滅させることは容易ではない。また、特許文献1では、正常細胞への影響の程度が明らかではない。   By the way, in the treatment of such cancer, it is generally preferable to 1) kill cancer cells and 2) selectively kill cancer cells so as not to affect normal cells. This is because even if cancer cells can be killed, killing a large number of normal cells for that purpose causes a great physical burden on the patient. Therefore, a treatment technique that selectively kills cancer cells in this way is desired. However, it is not easy to selectively kill cancer cells. In Patent Document 1, the degree of influence on normal cells is not clear.

そのため特許文献3に記載されているように、本発明者らは、癌細胞を選択的に死滅させる抗腫瘍水溶液に関する技術を研究開発した(特許文献3の段落[0085]−[0087]および図16等参照)。この抗腫瘍水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射したものである。この抗腫瘍水溶液は、正常細胞にほとんど影響を与えることなく癌細胞を選択的に死滅させることができる。また、この抗腫瘍水溶液は、培養した細胞のみならずマウスに対しても抗腫瘍効果を発揮した(特許文献3の段落[0145]−[0152]および図45、46等参照)。   Therefore, as described in Patent Document 3, the present inventors have researched and developed a technique related to an antitumor aqueous solution that selectively kills cancer cells (Patent Document 3, paragraphs [0085]-[0087] and FIG. 16 etc.). This antitumor aqueous solution is obtained by irradiating a culture solution with non-equilibrium atmospheric pressure plasma. This anti-tumor aqueous solution can selectively kill cancer cells with little effect on normal cells. In addition, this anti-tumor aqueous solution exhibited an anti-tumor effect not only on cultured cells but also on mice (see paragraphs [0145]-[0152] and FIGS. 45 and 46 of Patent Document 3).

しかし、この抗腫瘍水溶液のどのような成分が抗腫瘍効果を有するのかを特定するのは困難である。非平衡大気圧プラズマを照射することにより、多数の種類の活性種が発生するからである。このように、プラズマを照射した抗腫瘍水溶液は、多数の種類の活性種を有しており、複雑な構成をしている。   However, it is difficult to specify what component of this anti-tumor aqueous solution has an anti-tumor effect. This is because many types of active species are generated by irradiation with non-equilibrium atmospheric pressure plasma. Thus, the antitumor aqueous solution irradiated with plasma has many kinds of active species and has a complicated structure.

本明細書の技術は、前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは、比較的単純な構成で抗腫瘍効果を奏する抗腫瘍水溶液とその製造方法を提供することである。   The technique of this specification has been made to solve the problems of the conventional techniques described above. That is, the problem is to provide an antitumor aqueous solution that exhibits an antitumor effect with a relatively simple structure, and a method for producing the same.

第1の態様における抗腫瘍水溶液は、癌細胞を死滅させる水溶液である。この抗腫瘍水溶液は、培養液と、過酸化水素と、亜硝酸イオンと、を含有する。   The anti-tumor aqueous solution in the first embodiment is an aqueous solution that kills cancer cells. This anti-tumor aqueous solution contains a culture solution, hydrogen peroxide, and nitrite ions.

この抗腫瘍水溶液は、癌細胞を死滅させる。また、その組成も比較的単純である。そのため、この抗腫瘍水溶液を製造する際に、プラズマ発生装置を必ずしも必要としない。   This anti-tumor aqueous solution kills cancer cells. Also, its composition is relatively simple. Therefore, a plasma generator is not necessarily required when producing this antitumor aqueous solution.

第2の態様における抗腫瘍水溶液においては、過酸化水素の濃度が、30μM以上100mM以下である。   In the antitumor aqueous solution in the second aspect, the concentration of hydrogen peroxide is 30 μM or more and 100 mM or less.

第3の態様における抗腫瘍水溶液においては、亜硝酸イオンの濃度が、300μM以上1M以下である。   In the anti-tumor aqueous solution in the third aspect, the concentration of nitrite ions is 300 μM or more and 1 M or less.

第4の態様における抗腫瘍水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射することにより、過酸化水素と亜硝酸イオンとを培養液中に発生させたものである。   The antitumor aqueous solution in the fourth embodiment is one in which hydrogen peroxide and nitrite ions are generated in the culture solution by irradiating the culture solution with non-equilibrium atmospheric pressure plasma.

第5の態様における抗腫瘍水溶液の製造方法は、癌細胞を死滅させる抗腫瘍水溶液の製造方法である。この製造方法では、培養液に過酸化水素水と亜硝酸イオン水とを添加して混合溶液とする。   The method for producing an anti-tumor aqueous solution in the fifth aspect is a method for producing an anti-tumor aqueous solution that kills cancer cells. In this production method, hydrogen peroxide water and nitrite ion water are added to the culture solution to obtain a mixed solution.

第6の態様における抗腫瘍水溶液においては、混合溶液中の過酸化水素の濃度を、30μM以上100mM以下とする。   In the anti-tumor aqueous solution in the sixth aspect, the concentration of hydrogen peroxide in the mixed solution is 30 μM or more and 100 mM or less.

第7の態様における抗腫瘍水溶液においては、混合溶液中の亜硝酸イオンの濃度を、300μM以上1M以下とする。   In the anti-tumor aqueous solution according to the seventh aspect, the concentration of nitrite ions in the mixed solution is 300 μM or more and 1 M or less.

本明細書では、比較的単純な構成で抗腫瘍効果を奏する抗腫瘍水溶液とその製造方法が提供されている。   In the present specification, an antitumor aqueous solution having an antitumor effect with a relatively simple structure and a method for producing the same are provided.

実施形態のプラズマ照射装置を走査するロボットアームの構成を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the structure of the robot arm which scans the plasma irradiation apparatus of embodiment. 図2.Aは第1のプラズマ発生装置の構成を示す断面図であり、図2.Bは電極の形状を示す図である。FIG. FIG. 2A is a cross-sectional view showing the configuration of the first plasma generator, and FIG. B is a figure which shows the shape of an electrode. 図3.Aは第2のプラズマ発生装置の構成を示す断面図であり、図3.Bはプラズマ領域の長手方向に垂直な断面における部分断面図である。FIG. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the configuration of the second plasma generator, and FIG. B is a partial cross-sectional view in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the plasma region. 培養液にプラズマを照射した場合に培養液中に発生する過酸化水素および亜硝酸イオンの濃度を示す表である。It is a table | surface which shows the density | concentration of the hydrogen peroxide and nitrite ion which generate | occur | produce in a culture solution when a culture solution is irradiated with plasma. プラズマの照射時間と培養液中に発生する過酸化水素の濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the irradiation time of a plasma, and the density | concentration of the hydrogen peroxide generated in a culture solution. プラズマの照射時間と培養液中に発生する亜硝酸イオンの濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the irradiation time of a plasma, and the density | concentration of the nitrite ion which generate | occur | produces in a culture solution. プラズマを90秒照射した培養液およびそれに対応する培養液とグリオブラストーマ細胞の生存率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the culture solution which irradiated plasma for 90 second, the culture solution corresponding to it, and the survival rate of a glioblastoma cell. プラズマを180秒照射した培養液およびそれに対応する培養液とグリオブラストーマ細胞の生存率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the culture solution which irradiated plasma for 180 second, and the culture solution corresponding to it, and the survival rate of a glioblastoma cell. プラズマ照射時間およびそれに対応する添加物の量とグリオブラストーマ細胞の生存率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the plasma irradiation time and the quantity of the additive corresponding to it, and the survival rate of a glioblastoma cell.

以下、具体的な実施形態について、抗腫瘍水溶液とその製造方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。   Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings, taking an antitumor aqueous solution and a production method thereof as examples.

(第1の実施形態)
第1の実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described.

1.抗腫瘍水溶液
1−1.抗腫瘍水溶液の含有物
本実施形態の抗腫瘍水溶液は、癌細胞を死滅させる水溶液である。この抗腫瘍水溶液は、培養液と、過酸化水素と、亜硝酸イオンと、を含有する。ここで、培養液は、市販の培養液である。例えば、DMEMである。
1. 1. Antitumor aqueous solution 1-1. Content of anti-tumor aqueous solution The anti-tumor aqueous solution of the present embodiment is an aqueous solution that kills cancer cells. This anti-tumor aqueous solution contains a culture solution, hydrogen peroxide, and nitrite ions. Here, the culture solution is a commercially available culture solution. For example, DMEM.

DMEMは、次の培養成分を含んでいる。その培養成分とは、塩化カルシウム、硝酸第二鉄・9H2 O、硫酸マグネシウム(無水)、塩化カリウム、炭酸水素ナトリウム、塩化ナトリウム、リン酸−ナトリウム(無水)、L−アルギニン・HCl、L−シスチン・2HCl、L−グルタミン、グリシン、L−ヒスチジン・HCl・H2 O、L−イソロイシン、L−ロイシン、L−リジン・HCl、L−メチオニン、L−フェニルアラニン、L−セリン、L−スレオニン、L−トリプトファン、L−チロシン・2Na・2H2 O、L−バリン、塩化コリン、葉酸、myo−イノシトール、ナイアシンアミド、D−パントテン酸、ピリドキシン・HCl、リボフラビン、チアミン・HCl、D−グルコース、フェノールレッド・Naである。 DMEM contains the following culture components. The culture components are calcium chloride, ferric nitrate · 9H 2 O, magnesium sulfate (anhydrous), potassium chloride, sodium bicarbonate, sodium chloride, phosphate-sodium (anhydrous), L-arginine · HCl, L- Cystine · 2HCl, L-glutamine, glycine, L-histidine · HCl · H 2 O, L-isoleucine, L-leucine, L-lysine · HCl, L-methionine, L-phenylalanine, L-serine, L-threonine, L-tryptophan, L-tyrosine · 2Na · 2H 2 O, L-valine, choline chloride, folic acid, myo-inositol, niacinamide, D-pantothenic acid, pyridoxine · HCl, riboflavin, thiamine · HCl, D-glucose, phenol Red Na.

過酸化水素および亜硝酸イオンは、培養液中で相乗効果を奏する。つまり、培養液中に過酸化水素および亜硝酸イオンの双方が存在する場合の抗腫瘍効果は、過酸化水素および亜硝酸イオンの一方のみが存在する場合の抗腫瘍効果よりも高い。   Hydrogen peroxide and nitrite ions have a synergistic effect in the culture medium. That is, the antitumor effect when both hydrogen peroxide and nitrite ions are present in the culture solution is higher than the antitumor effect when only one of hydrogen peroxide and nitrite ions is present.

1−2.過酸化水素の濃度
この抗腫瘍水溶液における過酸化水素の濃度は、30μM以上である。過酸化水素の濃度は、30μM以上100mM以下であるとよい。好ましくは、過酸化水素の濃度は、40μM以上50mM以下である。より好ましくは、過酸化水素の濃度は、50μM以上10mM以下である。
1-2. Hydrogen peroxide concentration The concentration of hydrogen peroxide in this anti-tumor aqueous solution is 30 μM or more. The concentration of hydrogen peroxide is preferably 30 μM or more and 100 mM or less. Preferably, the concentration of hydrogen peroxide is 40 μM or more and 50 mM or less. More preferably, the concentration of hydrogen peroxide is 50 μM or more and 10 mM or less.

1−3.亜硝酸イオンの濃度
この抗腫瘍水溶液における亜硝酸イオンの濃度は、300μM以上である。亜硝酸イオンの濃度は、300μM以上1M以下であるとよい。好ましくは、亜硝酸イオンの濃度は、400μM以上500mM以下である。より好ましくは、500μM以上100mM以下である。
1-3. Nitrite ion concentration The concentration of nitrite ion in this anti-tumor aqueous solution is 300 μM or more. The concentration of nitrite ions is preferably 300 μM or more and 1 M or less. Preferably, the concentration of nitrite ions is 400 μM or more and 500 mM or less. More preferably, it is 500 μM or more and 100 mM or less.

2.抗腫瘍水溶液の効果
本実施形態の抗腫瘍水溶液は、もちろん、抗腫瘍効果を奏する。つまり、癌細胞を死滅させる。そして、その抗腫瘍効果は、第2の実施形態で説明する培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した抗腫瘍水溶液の抗腫瘍効果に匹敵する。また、前述したように、培養液中に過酸化水素および亜硝酸イオンの双方が存在する場合の抗腫瘍効果は、過酸化水素および亜硝酸イオンの一方のみが存在する場合の抗腫瘍効果よりも高い。
2. Effect of anti-tumor aqueous solution The anti-tumor aqueous solution of the present embodiment naturally has an anti-tumor effect. That is, cancer cells are killed. And the antitumor effect is comparable with the antitumor effect of the antitumor aqueous solution which irradiated the non-equilibrium atmospheric pressure plasma to the culture solution demonstrated in 2nd Embodiment. In addition, as described above, the antitumor effect when both hydrogen peroxide and nitrite ions are present in the culture solution is more than the antitumor effect when only one of hydrogen peroxide and nitrite ions is present. high.

3.抗腫瘍水溶液の製造方法
3−1.培養液準備工程
まず、培養液を準備する。ここで、準備する培養液は、例えば、市販の培養液である。また、純水に所定の培養成分を添加して培養液を作製してもよい。
3. 3. Method for producing antitumor aqueous solution 3-1. Culture solution preparation process First, a culture solution is prepared. Here, the culture solution to be prepared is, for example, a commercially available culture solution. Moreover, you may produce a culture solution by adding a predetermined culture component to a pure water.

3−2.過酸化水素添加工程
次に、培養液に過酸化水素水を添加する。過酸化水素水は、例えば、市販の過酸化水素水である。
3-2. Hydrogen peroxide addition process Next, hydrogen peroxide water is added to a culture solution. The hydrogen peroxide solution is, for example, a commercially available hydrogen peroxide solution.

3−3.亜硝酸イオン添加工程
次に、培養液に亜硝酸イオン水を添加する。亜硝酸イオン水は、例えば、亜硝酸ナトリウム水溶液である。または、亜硝酸カリウム水溶液である。その他、亜硝酸塩を含む水溶液であればよい。このようにして、培養液に過酸化水素水と亜硝酸イオン水とを添加して混合溶液が製造される。この混合溶液が、抗腫瘍水溶液である。なお、過酸化水素水と亜硝酸イオン水とを添加する順序は、逆であってもよい。
3-3. Nitrite ion addition step Next, nitrite ion water is added to the culture solution. Nitrite ion water is, for example, a sodium nitrite aqueous solution. Or it is potassium nitrite aqueous solution. In addition, any aqueous solution containing nitrite may be used. In this way, a mixed solution is produced by adding hydrogen peroxide water and nitrite ion water to the culture solution. This mixed solution is an antitumor aqueous solution. The order of adding the hydrogen peroxide solution and the nitrite ion water may be reversed.

3−4.製造された抗腫瘍水溶液
製造された抗腫瘍水溶液は、過酸化水素と亜硝酸イオンとを含有する。抗腫瘍水溶液の過酸化水素の濃度は、30μM以上である。抗腫瘍水溶液の亜硝酸イオンの濃度は、300μM以上である。
3-4. Produced anti-tumor aqueous solution The produced anti-tumor aqueous solution contains hydrogen peroxide and nitrite ions. The concentration of hydrogen peroxide in the anti-tumor aqueous solution is 30 μM or more. The concentration of nitrite ions in the antitumor aqueous solution is 300 μM or more.

4.変形例
本実施形態の抗腫瘍水溶液は、培養液と、過酸化水素と、亜硝酸イオンと、を有する。培養液として、例えば、DMEMを用いる。もちろん、その他の培養液を用いてもよい。例えば、RPMI、YPD、NB等が挙げられる。
4). Modification The anti-tumor aqueous solution of this embodiment has a culture solution, hydrogen peroxide, and nitrite ions. For example, DMEM is used as the culture solution. Of course, other culture solutions may be used. For example, RPMI, YPD, NB, etc. are mentioned.

5.本実施形態のまとめ
以上詳細に説明したように、本実施形態の抗腫瘍水溶液は、癌細胞を死滅させる水溶液である。この抗腫瘍水溶液は、培養液と、過酸化水素と、亜硝酸イオンと、を含有する。また、培養液中に過酸化水素および亜硝酸イオンが存在することにより、過酸化水素および亜硝酸イオンは、相乗効果を奏する。
5. Summary of this embodiment As described in detail above, the anti-tumor aqueous solution of this embodiment is an aqueous solution that kills cancer cells. This anti-tumor aqueous solution contains a culture solution, hydrogen peroxide, and nitrite ions. In addition, the presence of hydrogen peroxide and nitrite ions in the culture medium provides a synergistic effect between hydrogen peroxide and nitrite ions.

(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射することにより、培養液中に過酸化水素および亜硝酸イオンを発生させる。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. In the second embodiment, hydrogen peroxide and nitrite ions are generated in the culture solution by irradiating the culture solution with non-equilibrium atmospheric pressure plasma.

1.抗腫瘍水溶液製造装置
1−1.抗腫瘍水溶液製造装置の構成
本実施形態の抗腫瘍水溶液製造装置PMは、図1に示すように、プラズマ照射装置P1と、アームロボットM1とを有している。プラズマ照射装置P1は、プラズマを発生させるとともに、そのプラズマを溶液に向けて照射するためのものである。
1. Anti-tumor aqueous solution production apparatus 1-1. Configuration of Antitumor Aqueous Solution Manufacturing Device The antitumor aqueous solution manufacturing device PM of this embodiment includes a plasma irradiation device P1 and an arm robot M1 as shown in FIG. The plasma irradiation apparatus P1 is for generating plasma and irradiating the plasma toward the solution.

アームロボットM1は、図1に示すように、プラズマ照射装置P1の位置をx軸、y軸、z軸方向のそれぞれの方向に移動させることができるようになっている。なお、説明の便宜上、プラズマを照射する向きを−z軸方向としている。これにより、溶液の液面と、プラズマ照射装置P1との間の距離を調整することができる。また、この抗腫瘍水溶液製造装置PMは、予めプラズマ照射時間を設定することにより、その時間だけプラズマを照射することができるものである。   As shown in FIG. 1, the arm robot M1 can move the position of the plasma irradiation apparatus P1 in each of the x-axis, y-axis, and z-axis directions. For convenience of explanation, the direction of plasma irradiation is the −z axis direction. Thereby, the distance between the liquid level of a solution and the plasma irradiation apparatus P1 can be adjusted. Moreover, this anti-tumor aqueous solution manufacturing apparatus PM can irradiate plasma only for the time by setting plasma irradiation time beforehand.

プラズマ照射装置P1には、後述するように、2種類の方式(第1のプラズマ発生装置P10および第2のプラズマ発生装置P20)がある。そして、いずれの方式を用いてもよい。   As will be described later, there are two types of plasma irradiation apparatus P1 (first plasma generation apparatus P10 and second plasma generation apparatus P20). Any method may be used.

1−2.第1のプラズマ発生装置
図2.Aはプラズマ発生装置P10の概略構成を示す断面図である。ここで、プラズマ発生装置P10は、プラズマを点状に噴出する第1のプラズマ発生装置である。図2.Bは、図2.Aのプラズマ発生装置P10の電極2a、2bの形状の詳細を示す図である。
1-2. First plasma generator FIG. A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the plasma generator P10. Here, the plasma generator P10 is a first plasma generator that ejects plasma in the form of dots. FIG. B is shown in FIG. It is a figure which shows the detail of the shape of the electrodes 2a and 2b of the plasma generator P10 of A.

プラズマ発生装置P10は、筐体部10と、電極2a、2bと、電圧印加部3と、を有している。筐体部10は、アルミナ(Al2 3 )を原料とする焼結体から成るものである。そして、筐体部10の形状は、筒形状である。筐体部10の内径は2mm以上3mm以下である。筐体部10の厚みは0.2mm以上0.3mm以下である。筐体部10の長さは10cm以上30cm以下である。筐体部10の両端には、ガス導入口10iと、ガス噴出口10oとが形成されている。ガス導入口10iは、プラズマを発生させるためのガスを導入するためのものである。ガス噴出口10oは、プラズマを筐体部10の外部に照射するための照射部である。なお、ガスの移動する向きは、図中の矢印の向きである。 The plasma generating apparatus P10 includes a casing unit 10, electrodes 2a and 2b, and a voltage application unit 3. The casing 10 is made of a sintered body made of alumina (Al 2 O 3 ) as a raw material. And the shape of the housing | casing part 10 is a cylinder shape. The internal diameter of the housing | casing part 10 is 2 mm or more and 3 mm or less. The thickness of the housing | casing part 10 is 0.2 mm or more and 0.3 mm or less. The length of the housing | casing part 10 is 10 cm or more and 30 cm or less. A gas inlet 10 i and a gas outlet 10 o are formed at both ends of the housing 10. The gas inlet 10i is for introducing a gas for generating plasma. The gas outlet 10 o is an irradiation unit for irradiating the outside of the housing unit 10 with plasma. The direction in which the gas moves is the direction of the arrow in the figure.

電極2a、2bは、対向して配置されている対向電極対である。電極2a、2bの対向面方向の長さは、筐体部10の内径より小さい。例えば1mm程度である。電極2a、2bには、図2.Bに示すように、対向面のそれぞれに凹部(ホロー)Hが多数形成されている。そのため、電極2a、2bの対向面は、微細な凹凸形状となっている。なお、この凹部Hの深さは、0.5mm程度である。   The electrodes 2a and 2b are a pair of opposing electrodes arranged to face each other. The lengths of the electrodes 2 a and 2 b in the facing surface direction are smaller than the inner diameter of the housing portion 10. For example, it is about 1 mm. For the electrodes 2a and 2b, FIG. As shown to B, many recessed parts (hollow) H are formed in each of an opposing surface. Therefore, the opposing surfaces of the electrodes 2a and 2b have a fine uneven shape. In addition, the depth of this recessed part H is about 0.5 mm.

電極2aは、筐体部10の内部であってガス導入口10iの近傍に配置されている。電極2bは、筐体部10の内部であってガス噴出口10oの近傍に配置されている。そのため、プラズマ発生装置P10では、電極2aの対向面の反対側からガスを導入するとともに、電極2bの対向面の反対側にガスを噴出するようになっている。そして、電極2a、2b間の距離は、20cm以上25cm以下である。電極2a、2b間の距離は、これ以外の距離であってもよい。   The electrode 2a is disposed inside the housing 10 and in the vicinity of the gas inlet 10i. The electrode 2b is disposed inside the housing portion 10 and in the vicinity of the gas ejection port 10o. Therefore, in the plasma generator P10, gas is introduced from the opposite side of the facing surface of the electrode 2a, and the gas is ejected to the opposite side of the facing surface of the electrode 2b. The distance between the electrodes 2a and 2b is 20 cm or more and 25 cm or less. The distance between the electrodes 2a and 2b may be other distances.

電圧印加部3は、電極2a、2b間に交流電圧を印加するためのものである。電圧印加部3は、商用交流電圧である、60Hz、100Vを用いて9kVに昇圧するとともに、電極2a、2b間に電圧を印加する。   The voltage application unit 3 is for applying an alternating voltage between the electrodes 2a and 2b. The voltage application unit 3 boosts the voltage to 9 kV using 60 Hz and 100 V, which are commercial AC voltages, and applies a voltage between the electrodes 2 a and 2 b.

ガス導入口10iからアルゴンを導入するとともに、電圧印加部3により、電極2a、2b間に電圧を印加すると、筐体部10の内部にプラズマが発生する。図2.Aの斜線で示すように、プラズマが発生する領域をプラズマ発生領域Pとする。プラズマ発生領域Pは、筐体部10に覆われている。   When argon is introduced from the gas inlet 10 i and a voltage is applied between the electrodes 2 a and 2 b by the voltage application unit 3, plasma is generated inside the housing unit 10. FIG. A region where plasma is generated is defined as a plasma generation region P as indicated by the hatched line A in FIG. The plasma generation region P is covered with the casing unit 10.

1−3.第2のプラズマ発生装置
図3.Aはプラズマ発生装置P20の概略構成を示す断面図である。ここで、プラズマ発生装置P20は、プラズマを線状に噴出する第2のプラズマ発生装置である。図3.Bは、図3.Aのプラズマ発生装置P20のプラズマ領域Pの長手方向に垂直な断面における部分断面図である。
1-3. Second plasma generator FIG. A is a sectional view showing a schematic configuration of the plasma generator P20. Here, the plasma generator P20 is a second plasma generator that ejects plasma linearly. FIG. B is shown in FIG. It is a fragmentary sectional view in the cross section perpendicular | vertical to the longitudinal direction of the plasma area | region P of the plasma generator P20 of A.

プラズマ発生装置P20は、筐体部11と、電極2a、2bと、電圧印加部3と、を有している。筐体部11は、アルミナ(Al2 3 )を原料とする焼結体から成るものである。筐体部11の両端には、ガス導入口11iと、多数のガス噴出口11oとが形成されている。ガス導入口11iは、図3.Aの左右方向を長手方向とするスリット形状をしている。ガス導入口11iからプラズマ領域Pの直上までのスリット幅(図3.Bの左右方向の幅)は1mmである。 The plasma generating apparatus P20 includes a casing unit 11, electrodes 2a and 2b, and a voltage application unit 3. The casing 11 is made of a sintered body using alumina (Al 2 O 3 ) as a raw material. At both ends of the housing portion 11, a gas introduction port 11 i and a large number of gas ejection ports 11 o are formed. The gas inlet 11i is shown in FIG. It has a slit shape with the left-right direction of A as the longitudinal direction. The slit width (the width in the left-right direction in FIG. 3.B) from the gas inlet 11i to just above the plasma region P is 1 mm.

ガス噴出口11oは、プラズマを筐体部11の外部に照射するための照射部である。ガス噴出口11oは、円筒形状もしくはスリット形状である。円筒形状の場合のガス噴出口11oは、プラズマ領域の長手方向に沿って一直線状に形成されている。ガス噴出口11oの内径は1mm以上2mm以下の範囲内である。また、スリット形状の場合には、ガス噴出口11oのスリット幅を1mm以下とすることが好ましい。これにより、安定したプラズマが形成される。また、ガス導入口11iは、電極2aと電極2bとを結ぶ線と交差する向きにガスを導入するようになっている。   The gas ejection port 11o is an irradiation unit for irradiating the outside of the casing unit 11 with plasma. The gas ejection port 11o has a cylindrical shape or a slit shape. The gas outlet 11o in the case of a cylindrical shape is formed in a straight line along the longitudinal direction of the plasma region. The inner diameter of the gas ejection port 11o is in the range of 1 mm to 2 mm. In the case of a slit shape, the slit width of the gas ejection port 11o is preferably 1 mm or less. Thereby, a stable plasma is formed. The gas inlet 11i introduces gas in a direction intersecting with a line connecting the electrode 2a and the electrode 2b.

電極2a、2bおよび電圧印加部3については、図1に示したプラズマ発生装置P10と同じものである。そして、同様に、商用交流電圧を用いて、電極2a、2b間に電圧を印加する。これにより、プラズマを一直線状に噴出することができる。   The electrodes 2a and 2b and the voltage application unit 3 are the same as those in the plasma generator P10 shown in FIG. Similarly, a voltage is applied between the electrodes 2a and 2b using a commercial AC voltage. Thereby, plasma can be ejected in a straight line.

また、この一直線状にプラズマを噴出するプラズマ発生装置P20を図3.Bの左右方向に列状に並べて配置すれば、プラズマをある長方形の領域にわたって平面的に噴出することができる。   A plasma generator P20 for ejecting plasma in a straight line is shown in FIG. If arranged in a line in the left-right direction of B, the plasma can be ejected in a plane over a rectangular region.

2.プラズマ発生装置により発生されるプラズマ
2−1.第1のプラズマ発生装置および第2のプラズマ発生装置
プラズマ発生装置P10、P20により発生されるプラズマは、非平衡大気圧プラズマである。ここで、大気圧プラズマとは、0.5気圧以上2.0気圧以下の範囲内の圧力であるプラズマをいう。
2. 2. Plasma generated by plasma generator 2-1. The first plasma generator and the second plasma generator The plasma generated by the plasma generators P10 and P20 is non-equilibrium atmospheric pressure plasma. Here, atmospheric pressure plasma refers to plasma having a pressure in the range of 0.5 to 2.0 atmospheres.

本実施の形態では、プラズマ発生ガスとして、主にArガスを用いる。プラズマ発生装置P10、P20により発生されるプラズマの内部では、もちろん、電子と、Arイオンとが生成されている。そして、Arイオンは、紫外線を発生する。また、このプラズマは大気中に放出されているため、大気中の分子に由来するラジカル等を発生させる。   In this embodiment, Ar gas is mainly used as the plasma generating gas. Of course, electrons and Ar ions are generated in the plasma generated by the plasma generators P10 and P20. Ar ions generate ultraviolet rays. Further, since this plasma is released into the atmosphere, it generates radicals derived from molecules in the atmosphere.

このプラズマのプラズマ密度は、1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下の範囲内である。なお、誘電体バリア放電により発生されるプラズマにおけるプラズマ密度は、1×1011cm-3以上1×1013cm-3以下の程度である。したがって、プラズマ発生装置P10、P20により発生されるプラズマのプラズマ密度は、誘電体バリア放電により発生されるプラズマのプラズマ密度に比べて、3桁程度大きい。したがって、このプラズマの内部では、より多くのArイオンが生成する。そのため、ラジカルや、紫外線の発生量も多い。なお、このプラズマ密度は、プラズマ内部の電子密度にほぼ等しい。 The plasma density of this plasma is in the range of 1 × 10 14 cm −3 to 1 × 10 17 cm −3 . The plasma density in the plasma generated by the dielectric barrier discharge is about 1 × 10 11 cm −3 to 1 × 10 13 cm −3 . Therefore, the plasma density of the plasma generated by the plasma generators P10 and P20 is about three orders of magnitude higher than the plasma density of the plasma generated by the dielectric barrier discharge. Therefore, more Ar ions are generated inside the plasma. Therefore, the amount of radicals and ultraviolet rays is also large. This plasma density is approximately equal to the electron density inside the plasma.

そして、このプラズマ発生時におけるプラズマ温度は、およそ1000K以上2500K以下の範囲内である。また、このプラズマにおける電子温度は、ガスの温度に比べて大きい。しかも、電子の密度が1×1014cm-3以上1×1017cm-3以下の範囲内の程度であるにもかかわらず、ガスの温度はおよそ1000K以上2500K以下の範囲内である。このプラズマの温度は、プラズマの発生しているプラズマ領域Pでの温度である。したがって、プラズマの条件や、ガス噴出口から液面までの距離を異なる条件とすることにより、液面の位置でのプラズマ温度を室温程度とすることができる。 And the plasma temperature at the time of this plasma generation is in the range of about 1000K to 2500K. Moreover, the electron temperature in this plasma is larger than the gas temperature. Moreover, although the electron density is in the range of 1 × 10 14 cm −3 to 1 × 10 17 cm −3 , the gas temperature is in the range of about 1000 K to 2500 K. The temperature of this plasma is the temperature in the plasma region P where plasma is generated. Therefore, the plasma temperature at the position of the liquid level can be set to about room temperature by making the conditions of the plasma and the distance from the gas outlet to the liquid level different.

3.抗腫瘍水溶液(プラズマ培養液)
本実施形態の抗腫瘍水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射した水溶液である。この抗腫瘍水溶液は、培養液に非平衡大気圧プラズマを照射することにより、培養液中に過酸化水素(H2 2 )および亜硝酸イオン(NO2 - )を発生させたものである。このプラズマ培養液は、抗腫瘍効果を奏する。
3. Antitumor aqueous solution (plasma culture solution)
The anti-tumor aqueous solution of this embodiment is an aqueous solution obtained by irradiating a culture solution with non-equilibrium atmospheric pressure plasma. This antitumor aqueous solution is one in which hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and nitrite ions (NO 2 ) are generated in the culture solution by irradiating the culture solution with non-equilibrium atmospheric pressure plasma. This plasma culture solution has an antitumor effect.

4.抗腫瘍水溶液の製造方法
本実施形態の抗腫瘍水溶液の製造方法には、2種類の方法がある。よって、それぞれの方法について説明する。
4). 2. Manufacturing method of anti-tumor aqueous solution There are two types of manufacturing methods of the anti-tumor aqueous solution of this embodiment. Therefore, each method will be described.

4−1.抗腫瘍水溶液の製造方法(第1の方法)
4−1−1.水溶液準備工程(第1の方法)
まず、第1の方法について説明する。水溶液として、市販の培養液を準備する。または、純水に培養成分を添加した培養液を作製する。
4-1. Method for producing antitumor aqueous solution (first method)
4-1-1. Aqueous solution preparation step (first method)
First, the first method will be described. A commercially available culture solution is prepared as an aqueous solution. Alternatively, a culture solution in which a culture component is added to pure water is prepared.

4−1−2.プラズマ照射工程(第1の方法)
次に、前述したプラズマ発生装置P10、P20によりプラズマ発生領域に発生させた大気圧プラズマを培養液に照射する。プラズマを照射する際における液面とプラズマ噴出口との間の距離は、例えば、1cmである。また、この距離は、0.5cm以上3cm以下の範囲内で変えてもよい。プラズマ条件を表1に示す。これにより、培養液中に過酸化水素と亜硝酸イオンとが発生する。
4-1-2. Plasma irradiation process (first method)
Next, the culture solution is irradiated with atmospheric pressure plasma generated in the plasma generation region by the plasma generators P10 and P20 described above. The distance between the liquid level and the plasma jet outlet when the plasma is irradiated is, for example, 1 cm. Further, this distance may be changed within a range of 0.5 cm to 3 cm. Table 1 shows the plasma conditions. As a result, hydrogen peroxide and nitrite ions are generated in the culture solution.

[表1]
条件 数値範囲
液面−噴出口距離 0.5cm以上 3cm以下
プラズマ密度 1×1014cm-3以上 1×1017cm-3以下
プラズマ温度 1000K以上 2500K以下
酸素ラジカル密度 2×1014cm-3以上 1.6×1015cm-3以下
[Table 1]
Conditions Numerical range Liquid surface-jet distance 0.5 cm or more 3 cm or less Plasma density 1 × 10 14 cm −3 or more 1 × 10 17 cm −3 or less Plasma temperature 1000 K or more 2500 K or less Oxygen radical density 2 × 10 14 cm −3 or more 1.6 × 10 15 cm -3 or less

4−2.抗腫瘍水溶液の製造方法(第2の方法)
4−2−1.水溶液準備工程(第2の方法)
ここでは、培養成分のうち、リン酸水素二ナトリウム(Na2 HPO4 )と、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3 )と、L−グルタミン(L−Glutamine)と、L−ヒスチジン(L−Histidine)と、L−チロシン二ナトリウム二水和物(L−Tyrosine・2Na・2H2 O)とのうちの少なくとも1種類を含む溶質を水に添加した水溶液を準備する。
4-2. Method for producing antitumor aqueous solution (second method)
4-2-1. Aqueous solution preparation process (second method)
Here, among the culture components, disodium hydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), L-glutamine (L-Glutamine), L-histidine (L-histidine), An aqueous solution is prepared by adding a solute containing at least one of L-tyrosine disodium dihydrate (L-tyrosine · 2Na · 2H 2 O) to water.

4−2−2.プラズマ照射工程(第2の方法)
次に、前述したプラズマ発生装置P10、P20によりプラズマ発生領域に発生させた大気圧プラズマを水溶液に照射する。プラズマを照射する際の種々の条件は、第1の方法と同様である。これにより、水溶液中に過酸化水素と亜硝酸イオンとが発生する。
4-2-2. Plasma irradiation process (second method)
Next, the aqueous solution is irradiated with the atmospheric pressure plasma generated in the plasma generation region by the above-described plasma generators P10 and P20. Various conditions for plasma irradiation are the same as in the first method. As a result, hydrogen peroxide and nitrite ions are generated in the aqueous solution.

4−2−3.培養成分添加工程(第2の方法)
次に、大気圧プラズマを照射済みの水溶液に、培養成分を添加する。これにより、培養液中に過酸化水素と亜硝酸イオンとが存在する抗腫瘍水溶液が製造される。
4-2-3. Culture component addition step (second method)
Next, a culture component is added to the aqueous solution irradiated with atmospheric pressure plasma. Thereby, an antitumor aqueous solution in which hydrogen peroxide and nitrite ions are present in the culture solution is produced.

5.本実施形態のまとめ
以上詳細に説明したように、本実施形態の抗腫瘍水溶液は、癌細胞を死滅させる水溶液である。この抗腫瘍水溶液は、培養液と、過酸化水素と、亜硝酸イオンと、を含有する。また、培養液中に過酸化水素および亜硝酸イオンが存在することにより、過酸化水素および亜硝酸イオンは、相乗効果を奏する。
5. Summary of this embodiment As described in detail above, the anti-tumor aqueous solution of this embodiment is an aqueous solution that kills cancer cells. This anti-tumor aqueous solution contains a culture solution, hydrogen peroxide, and nitrite ions. In addition, the presence of hydrogen peroxide and nitrite ions in the culture medium provides a synergistic effect between hydrogen peroxide and nitrite ions.

1.実験A(プラズマ照射により発生する過酸化水素および亜硝酸イオン)
図4は、培養液にプラズマを照射した場合に培養液中に発生する過酸化水素および亜硝酸イオンの濃度を示す表である。亜硝酸イオン水として、亜硝酸ナトリウム水溶液(和光純薬工業社製、製造元コード192−12565)を用いた。図4に示すように、培養液にプラズマを30秒照射した場合には、過酸化水素(H2 2 )の濃度は、11μMであり、亜硝酸イオン(NO2 - )の濃度は、104μMであった。培養液にプラズマを60秒照射した場合には、過酸化水素(H2 2 )の濃度は、21μMであり、亜硝酸イオン(NO2 - )の濃度は、207μMであった。培養液にプラズマを180秒照射した場合には、過酸化水素(H2 2 )の濃度は、64μMであり、亜硝酸イオン(NO2 - )の濃度は、621μMであった。培養液にプラズマを300秒照射した場合には、過酸化水素(H2 2 )の濃度は、106μMであり、亜硝酸イオン(NO2 - )の濃度は、1036μMであった。
1. Experiment A (hydrogen peroxide and nitrite ions generated by plasma irradiation)
FIG. 4 is a table showing the concentrations of hydrogen peroxide and nitrite ions generated in the culture solution when the culture solution is irradiated with plasma. As the nitrite ion water, an aqueous sodium nitrite solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, manufacturer code 192-12565) was used. As shown in FIG. 4, when the culture solution is irradiated with plasma for 30 seconds, the concentration of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) is 11 μM, and the concentration of nitrite ion (NO 2 ) is 104 μM. Met. When the culture solution was irradiated with plasma for 60 seconds, the concentration of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was 21 μM, and the concentration of nitrite ions (NO 2 ) was 207 μM. When the culture solution was irradiated with plasma for 180 seconds, the concentration of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was 64 μM, and the concentration of nitrite ions (NO 2 ) was 621 μM. When the culture solution was irradiated with plasma for 300 seconds, the concentration of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was 106 μM, and the concentration of nitrite ions (NO 2 ) was 1036 μM.

図5は、プラズマの照射時間と培養液中に発生する過酸化水素の濃度との関係を示すグラフである。図5の横軸は、プラズマの照射時間である。図5の縦軸は、過酸化水素の濃度である。図5に示すように、過酸化水素の濃度は、プラズマの照射時間に比例する。また、培養液がFBSを含有していると、過酸化水素の濃度は、わずかに低下する。つまり、FBSは、過酸化水素の一部を捕捉する。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the plasma irradiation time and the concentration of hydrogen peroxide generated in the culture solution. The horizontal axis in FIG. 5 represents the plasma irradiation time. The vertical axis in FIG. 5 is the concentration of hydrogen peroxide. As shown in FIG. 5, the concentration of hydrogen peroxide is proportional to the plasma irradiation time. Moreover, when the culture solution contains FBS, the concentration of hydrogen peroxide slightly decreases. That is, FBS captures a portion of the hydrogen peroxide.

図6は、プラズマの照射時間と培養液中に発生する亜硝酸イオンの濃度との関係を示すグラフである。図6の横軸は、プラズマの照射時間である。図6の縦軸は、亜硝酸イオンの濃度である。図6に示すように、亜硝酸イオンの濃度は、プラズマの照射時間に比例する。培養液中のFBSの有無は、亜硝酸イオンの濃度に影響を及ぼさない。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the plasma irradiation time and the concentration of nitrite ions generated in the culture solution. The horizontal axis in FIG. 6 is the plasma irradiation time. The vertical axis in FIG. 6 is the concentration of nitrite ions. As shown in FIG. 6, the concentration of nitrite ions is proportional to the plasma irradiation time. The presence or absence of FBS in the culture does not affect the concentration of nitrite ions.

2.実験B(抗腫瘍水溶液の種類と抗腫瘍効果)
2−1.実験方法
実験にあたって、表2に示す5種類の培養液を準備した。ここで、培養液(b)として、プラズマを90秒照射したものと180秒照射したものとの2種類作製した。培養液(c)−(e)は、図4に基づいて、プラズマを90秒照射した場合と180秒照射した場合とに対応する過酸化水素と亜硝酸イオンとを添加した。つまり、培養液(c)では、90秒に対応する32μMの過酸化水素を含有する培養液と、180秒に対応する64μMの過酸化水素を含有する培養液と、の2種類を準備した。培養液(d)、(e)についても、同様に2種類を準備した。
2. Experiment B (Type of anti-tumor aqueous solution and anti-tumor effect)
2-1. Experimental Method In the experiment, five types of culture solutions shown in Table 2 were prepared. Here, two types of culture broth (b) were produced: one that was irradiated with plasma for 90 seconds and one that was irradiated for 180 seconds. Based on FIG. 4, the culture solution (c)-(e) was added with hydrogen peroxide and nitrite ions corresponding to the case where the plasma was irradiated for 90 seconds and the case where it was irradiated for 180 seconds. In other words, two types of culture solution (c) were prepared: a culture solution containing 32 μM hydrogen peroxide corresponding to 90 seconds and a culture solution containing 64 μM hydrogen peroxide corresponding to 180 seconds. Similarly, two types of culture solutions (d) and (e) were prepared.

そして、抗腫瘍効果を調べるための癌細胞として、グリオブラストーマ細胞を準備した。具体的には、培養液中でグリオブラストーマ細胞を5000個培養した。次に、その培養液を表2の5種類の培養液に交換した。そして、5種類の培養液を用いて、各サンプルを24時間培養した。その後、MTSアッセイにより、生存しているグリオブラストーマ細胞を数えた。   Then, glioblastoma cells were prepared as cancer cells for examining the antitumor effect. Specifically, 5000 glioblastoma cells were cultured in the culture solution. Next, the culture solution was replaced with the five types of culture solutions shown in Table 2. And each sample was cultured for 24 hours using five types of culture solutions. Thereafter, viable glioblastoma cells were counted by MTS assay.

[表2]
培養液の種類 培養液の性質
培養液(a) 培養液(プラズマ照射無し、添加無し)
培養液(b) 培養液(90秒間または180秒プラズマを照射)
培養液(c) 培養液(過酸化水素を添加)
培養液(d) 培養液(過酸化水素および亜硝酸イオンを添加)
培養液(e) 培養液(亜硝酸イオンを添加)
[Table 2]
Type of culture solution Properties of culture solution Culture solution (a) Culture solution (no plasma irradiation, no addition)
Culture solution (b) Culture solution (90 seconds or 180 seconds plasma irradiation)
Culture solution (c) Culture solution (hydrogen peroxide added)
Culture solution (d) Culture solution (hydrogen peroxide and nitrite ion added)
Culture solution (e) Culture solution (Nitrite ion added)

2−2.実験結果
図7は、プラズマを90秒照射した培養液およびそれに対応する培養液とグリオブラストーマ細胞の生存率との関係を示すグラフである。図7に示すように、プラズマを照射せず、過酸化水素等も添加しない通常の培養液(a)は、抗腫瘍効果を示さなかった。プラズマを90秒照射した培養液(b)は、抗腫瘍効果を示した。5000個のグリオブラストーマ細胞のうち、50%を死滅させた。過酸化水素を添加した培養液(c)は、抗腫瘍効果を示さなかった。過酸化水素および亜硝酸イオンの両方を添加した培養液(d)は、抗腫瘍効果を示した。5000個のグリオブラストーマ細胞のうち、50%を死滅させた。つまり、培養液(d)は、プラズマを90秒照射した培養液(b)と同程度の抗腫瘍効果を示した。亜硝酸イオンを添加した培養液(e)は、抗腫瘍効果を示さなかった。
2-2. Experimental Results FIG. 7 is a graph showing the relationship between the culture solution irradiated with plasma for 90 seconds and the corresponding culture solution and the viability of glioblastoma cells. As shown in FIG. 7, the normal culture solution (a) which was not irradiated with plasma and not added with hydrogen peroxide or the like did not show an antitumor effect. The culture solution (b) irradiated with plasma for 90 seconds showed an antitumor effect. Of 5000 glioblastoma cells, 50% were killed. The culture solution (c) to which hydrogen peroxide was added did not show an antitumor effect. The culture solution (d) to which both hydrogen peroxide and nitrite ions were added showed an antitumor effect. Of 5000 glioblastoma cells, 50% were killed. That is, the culture solution (d) showed the same antitumor effect as the culture solution (b) irradiated with plasma for 90 seconds. The culture solution (e) to which nitrite ions were added did not show an antitumor effect.

上記のように、過酸化水素のみを添加した培養液(c)と、亜硝酸イオンのみを添加した培養液(e)とでは、抗腫瘍効果を示さなかった。しかし、過酸化水素および亜硝酸イオンの両方を添加した培養液(d)は、抗腫瘍効果を示した。つまり、過酸化水素および亜硝酸イオンは、培養液中で相乗効果を示すことが明らかとなった。そして、培養液に過酸化水素を30μM以上、亜硝酸イオンを300μM以上、添加すると、その培養液は、抗腫瘍効果を示すことが明らかとなった。   As described above, the culture solution (c) to which only hydrogen peroxide was added and the culture solution (e) to which only nitrite ions were added showed no antitumor effect. However, the culture solution (d) to which both hydrogen peroxide and nitrite ions were added showed an antitumor effect. That is, it became clear that hydrogen peroxide and nitrite ions show a synergistic effect in the culture solution. It was revealed that when the culture solution was added with hydrogen peroxide of 30 μM or more and nitrite ion of 300 μM or more, the culture solution showed an antitumor effect.

図8は、プラズマを180秒照射した培養液およびそれに対応する培養液とグリオブラストーマ細胞の生存率との関係を示すグラフである。図8に示すように、通常の培養液(a)は、抗腫瘍効果を示さなかった。プラズマを180秒照射した培養液(b)は、非常に強い抗腫瘍効果を示した。5000個のグリオブラストーマ細胞のうち、98%程度を死滅させた。過酸化水素を添加した培養液(c)は、抗腫瘍効果を示した。5000個のグリオブラストーマ細胞のうち、80%程度を死滅させた。過酸化水素および亜硝酸イオンの両方を添加した培養液(d)は、強い抗腫瘍効果を示した。5000個のグリオブラストーマ細胞のうち、90%程度を死滅させた。つまり、培養液(d)は、プラズマを180秒照射した培養液(b)と近い程度の抗腫瘍効果を示した。亜硝酸イオンを添加した培養液(e)は、抗腫瘍効果を示さなかった。   FIG. 8 is a graph showing the relationship between the culture solution irradiated with plasma for 180 seconds and the corresponding culture solution and the viability of glioblastoma cells. As shown in FIG. 8, the normal culture solution (a) did not show an antitumor effect. The culture solution (b) irradiated with plasma for 180 seconds showed a very strong antitumor effect. Of the 5000 glioblastoma cells, about 98% were killed. The culture solution (c) to which hydrogen peroxide was added showed an antitumor effect. Of the 5000 glioblastoma cells, about 80% were killed. The culture solution (d) to which both hydrogen peroxide and nitrite ions were added showed a strong antitumor effect. Of the 5000 glioblastoma cells, about 90% were killed. That is, the culture solution (d) showed an antitumor effect to a degree close to that of the culture solution (b) irradiated with plasma for 180 seconds. The culture solution (e) to which nitrite ions were added did not show an antitumor effect.

したがって、やはり、過酸化水素および亜硝酸イオンは、培養液中で相乗効果を示すことが明らかとなった。また、培養液に過酸化水素を621μM程度添加すると、抗腫瘍効果を示すことが明らかとなった。そのため、過酸化水素の濃度は、単独で500μM以上で抗腫瘍効果を奏する。   Therefore, it was also clarified that hydrogen peroxide and nitrite ions showed a synergistic effect in the culture solution. Further, it was revealed that the addition of about 621 μM of hydrogen peroxide to the culture solution shows an antitumor effect. For this reason, the concentration of hydrogen peroxide alone has an antitumor effect at 500 μM or more.

図9は、プラズマ照射時間およびそれに対応する添加物の量とグリオブラストーマ細胞の生存率との関係を示すグラフである。図9の横軸は、プラズマの照射時間である。また、プラズマを照射したとした場合に培養液に発生する過酸化水素もしくは亜硝酸イオンを添加した添加量を、プラズマの照射時間に換算したものである。図9に示すように、亜硝酸イオンのみを単独で培養液に添加した場合には、添加量によらず、抗腫瘍効果を示さなかった。プラズマを照射した培養液(b)が、最も強い抗腫瘍効果を示した。また、過酸化水素および亜硝酸イオンの両方を添加した培養液(d)は、培養液(b)の次に強い抗腫瘍効果を示した。過酸化水素のみを添加した培養液(c)は、培養液(d)の次に強い抗腫瘍効果を示した。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between plasma irradiation time and the amount of additive corresponding thereto and the viability of glioblastoma cells. The horizontal axis in FIG. 9 is the plasma irradiation time. Further, the amount of addition of hydrogen peroxide or nitrite ions generated in the culture medium when plasma is irradiated is converted to the plasma irradiation time. As shown in FIG. 9, when only nitrite ions were added alone to the culture solution, the antitumor effect was not shown regardless of the amount added. The culture solution (b) irradiated with plasma showed the strongest antitumor effect. The culture solution (d) to which both hydrogen peroxide and nitrite ions were added showed the strongest antitumor effect next to the culture solution (b). The culture solution (c) to which only hydrogen peroxide was added showed the strongest antitumor effect next to the culture solution (d).

図9では、プラズマの照射時間が240秒以上の場合、培養液(b)、(c)、(d)に違いは見られなくなった。ただし、グリオブラストーマ細胞の数を増やせば、これらの培養液の違いは表れると考えられる。   In FIG. 9, when the plasma irradiation time was 240 seconds or longer, no difference was observed in the culture solutions (b), (c), and (d). However, if the number of glioblastoma cells is increased, the difference between these cultures may appear.

P1…プラズマ照射装置
M1…ロボットアーム
PM…抗腫瘍水溶液製造装置
P10、P20…プラズマ発生装置
10、11…筐体部
10i、11i…ガス導入口
10o、11o…ガス噴出口
2a、2b…電極
P…プラズマ領域
H…凹部(ホロー)
P1 ... Plasma irradiation device M1 ... Robot arm PM ... Anti-tumor aqueous solution production device P10, P20 ... Plasma generator 10, 11 ... Case 10i, 11i ... Gas inlet 10o, 11o ... Gas outlet 2a, 2b ... Electrode P ... Plasma area H ... Recess (hollow)

Claims (7)

癌細胞を死滅させる抗腫瘍水溶液において、
培養液と、
過酸化水素と、
亜硝酸イオンと、
を含有すること
を特徴とする抗腫瘍水溶液。
In an anti-tumor aqueous solution that kills cancer cells,
A culture solution;
Hydrogen peroxide,
Nitrite ions,
An antitumor aqueous solution, comprising:
請求項1に記載の抗腫瘍水溶液において、
過酸化水素の濃度が、
30μM以上100mM以下であること
を特徴とする抗腫瘍水溶液。
In the anti-tumor aqueous solution according to claim 1,
The concentration of hydrogen peroxide is
An antitumor aqueous solution, which is 30 μM or more and 100 mM or less.
請求項1または請求項2に記載の抗腫瘍水溶液において、
亜硝酸イオンの濃度が、
300μM以上1M以下であること
を特徴とする抗腫瘍水溶液。
In the anti-tumor aqueous solution according to claim 1 or 2,
The concentration of nitrite ions is
An antitumor aqueous solution, which is 300 μM or more and 1 M or less.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の抗腫瘍水溶液において、
培養液に非平衡大気圧プラズマを照射することにより、過酸化水素と亜硝酸イオンとを培養液中に発生させたものであること
を特徴とする抗腫瘍水溶液。
In the anti-tumor aqueous solution according to any one of claims 1 to 3,
An antitumor aqueous solution, wherein hydrogen peroxide and nitrite ions are generated in a culture solution by irradiating the culture solution with non-equilibrium atmospheric pressure plasma.
癌細胞を死滅させる抗腫瘍水溶液の製造方法において、
培養液に過酸化水素水と亜硝酸イオン水とを添加して混合溶液とすること
を特徴とする抗腫瘍水溶液の製造方法。
In a method for producing an antitumor aqueous solution for killing cancer cells,
A method for producing an antitumor aqueous solution, which comprises adding a hydrogen peroxide solution and nitrite ion water to a culture solution to form a mixed solution.
請求項5に記載の抗腫瘍水溶液の製造方法において、
前記混合溶液中の過酸化水素の濃度を、
30μM以上100mM以下とすること
を特徴とする抗腫瘍水溶液の製造方法。
In the manufacturing method of the anti-tumor aqueous solution of Claim 5,
The concentration of hydrogen peroxide in the mixed solution,
The manufacturing method of the anti-tumor aqueous solution characterized by setting it as 30 to 100 mM.
請求項5または請求項6に記載の抗腫瘍水溶液の製造方法において、
前記混合溶液中の亜硝酸イオンの濃度を、
300μM以上1M以下とすること
を特徴とする抗腫瘍水溶液の製造方法。
In the manufacturing method of the anti-tumor aqueous solution of Claim 5 or Claim 6,
The concentration of nitrite ions in the mixed solution,
300 μM or more and 1 M or less, A method for producing an antitumor aqueous solution.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019039496A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 株式会社ニコン Method for producing cell death inducer for cancer cells, and method for inducing cell death of cancer cells

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009041049A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Satoshi Ikawa Method and apparatus for pasteurization
WO2013128905A1 (en) * 2012-02-27 2013-09-06 国立大学法人名古屋大学 Anti-tumor aqueous solution, anti-cancer agent, and methods for producing said aqueous solution and said anti-cancer agent

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009041049A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Satoshi Ikawa Method and apparatus for pasteurization
WO2013128905A1 (en) * 2012-02-27 2013-09-06 国立大学法人名古屋大学 Anti-tumor aqueous solution, anti-cancer agent, and methods for producing said aqueous solution and said anti-cancer agent

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
第62回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集, 2015.02.26, P. 07-065, JPN6019003941, ISSN: 0004088595 *
第67回日本酸化ストレス学会学術集会 プログラム・抄録集, 2014.08.29, P. 77, JPN6019003945, ISSN: 0003972697 *
第67回日本酸化ストレス学会学術集会 プログラム・抄録集, 2014.08.29, P. 94, JPN6019003947, ISSN: 0003972698 *
第75回応用物理学会秋季学術講演会 講演予稿集, 2014, P. 08-170, JPN6019003943, ISSN: 0003972696 *
静電気学会誌, 2014.07.31, VOL. 38, NO. 4, PP. 177-182, JPN6019003949, ISSN: 0003972699 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019039496A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 株式会社ニコン Method for producing cell death inducer for cancer cells, and method for inducing cell death of cancer cells

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