FyzWeb  články
Studené plazma ničí bakterie2003-05-03 

Fyzikové z univerzity v Norfolu ve Virginii v čele s profesorem Laroussim prováděli ve spolupráci se svými kolegy z Kalifornské univerzity v San Diegu pokusy se studeným plazmatem, které bylo objeveno v devadesátých letech 20.století. Výsledky experimentů ukázaly, že studené plazma ničí bakterie a to může mimojiné znamenat konec sterilizace lékařských nástrojů nebezpečnými a jedovatými látkami (např. acetaldehydem).

Plazma, nazývané někdy čtvrtým skupenstvím látky, vzniká například zahříváním plynu na vysoké teploty. Podle definice je plazma: "Kvazineutrální soubor částic s volnými nosiči nábojů, který vykazuje kolektivní chování." Obsahuje tedy volné elektricky nabité částice (elektrony a ionty), které způsobují jeho vodivost. Zároveň se ale navenek plazma jeví jako nenabitá tekutina, protože musí mít v průměru stejné množství kladně a záporně nabitých částic. Plazmatem je sluneční vítr - nepřetržitý proud částic od našeho Slunce, ve kterém se nachází také naše Země. V plazmovém skupenství jsou nitra i atmosféry hvězd, jádra galaxií, mlhoviny a většina objektů ve Vesmíru (celkem asi 99% pozorovatelného vesmíru tvoří plazma). Na Zemi se s plazmatem setkáváme v kanálech blesků a při různých výbojích.

Většina plazmatu, se kterým máme možnost se setkat na Zemi za atmosférického tlaku, má teplotu několik tisíc stupňů celsia. Těžko tedy můžeme jeho vlastnosti využít pro každodenní aplikace. Koncem devadesátých let minulého století byla však vyvinuta technologie, která dokáže připravit plazma za běžného tlaku a pokojové teploty. Právě tuto metodu využívají vědci z norfolkské univerzity.
Prostor mezi dvěma deskovými elektrodami naplní směsí helia (97%) a kyslíku (3%) a na elektrody přivedou napětí několik kilovoltů s frekvencí 60Hz. Mezi elektrodami (ty tvoří kov pokrytý vrstvou slabě vodivého materiálu) vznikne studené plazma. Výhodou této metody je relativně malá energetická náročnost, při které je možno získat velký objem plazmatu.

Když jsme schopni vytvořit plazma za pokojové teploty, můžeme zkoumat jeho různé vlastnosti a účinky. Právě to provádí tým profesora Laroussiho a jeho kolegů. Účinkům plazmatu vystavily dva druhy bakterií. Prvním byla Bacillus subtilis, která umí vytvořit tzv.spory a je pak velmi odolná vůči nepříznivým vnějším vlivům. Tato bakterie je podobná antraxu, ale není zdaleka tak nebezpečná. Dalším druhem byla bakterie Escherichia coli, které chybí schopnost vytvořit spory, ale může být příčinou otravy z jídla.
Po vystavení bakterií působení studeného plazmatu zjistili vědci, že oba druhy bakterií byly zahubeny. Ultrafialové záření a některé částice plazmatu zničili mnoho částí bakteriálních buňěk včetně DNA a to vedlo k zániku bakteriií. Stěny buněk bakterií bez schopnosti vytvářet spory jsou tenčí než u jejich odolnějších příbuzných, a proto nevydržely působení plazmatu a rozpadly se. Každopádně, pro oba druhy byla přítomnost studeného plazmatu smrtelná.

Pokusy s dalšími druhy bakterií probíhají, je možné, že působením plazmatu bude možné ničit i viry. Prostor pro využití tohoto zajímavého objevu se otevírá v lékařství (sterilizace nástrojů), potravinářství (uchování potravin bez škodlivých mikroorganismů delší dobu než dnes), ale také v kosmonautice (dekontaminace předmětů vystaveným cizí atmosféře) a tato metoda by mohla přinést další metodu v obraně proti biologickým zbraním.

Zpracováno podle PhysicsWeb, Institute of Physics , New Journal of Physics a podle slovníkových informací o bakteriích

Zpracovala J. Burešová.





Doporučit článek

Od:
Komu:
Antispam: