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メンバー

A02班 内田

計画概要

プラズマ照射による生体膜損傷の分子動力学的モデリング

内容

 近年、大気圧非平衡プラズマの生体応用が進められており、様々な医療効果が確認されている。しかしながら、プラズマと生体との相互作用は不明な点が多い。ゆえに、プラズマ医療における学術基盤を確立するためには、プラズマ-生体界面における放電活性種と生体構成分子の微視的挙動を理論的に解析し、プラズマの生体効果を解明していくことが不可欠である。

 本課題では、プラズマ理工学に立脚した物理機構(プラズマ-生体膜界面における活性種の力学的挙動)および化学反応(活性種による膜構成分子の解離)について、流体モデルや古典および量子分子動力学法により定量的に把握し、プラズマ照射による脂質二重膜の損傷機構をモデル化して、断片化率の評価や等価エッチングレートの導出を行う。

 本課題は、量子力学的分子動力学法を用いてプラズマ活性種と生体膜との直接的反応を解析する挑戦的研究である。一方で、断片化膜の挙動については、典型的な粗視的確率や安定指標を用いて、効率的に評価する。なお、本解析手法を核酸や核膜との相互作用に適用すれば、遺伝子発現やタンパク生成における実験的データとの関連についても理論的に考察が可能となる。

図1 プラズマ照射による膜損傷のシミュレーション

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