(57)【要約】      （修正有）【課題】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の提供。【解決手段】培養液と、過酸化水素と、亜硝酸イオンとを含有する抗腫瘍水溶液。過酸化水素の濃度は好ましくは３０μＭ〜１００ｍＭであり、亜硝酸イオンの濃度は好ましくは３００μＭ〜１Ｍである。更に、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ることが好ましいが、プラズマ発生装置は必ずしも必要としない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５３９００７号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０４１０４９号
【特許文献３】国際公開第２０１３／１２８９０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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６】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７】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８】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９】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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 Ｏ3 ）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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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 Ｏ3 ）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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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 Ｏ2 ）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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
［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
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【実施例】
【００６２】
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 Ｏ2 ）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 Ｏ2 ）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 Ｏ2 ）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 Ｏ2 ）の濃度は、１０６μＭであり、亜硝酸イオン（ＮＯ2 - ）の濃度は、１０３６μＭであった。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
［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）
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【符号の説明】
【００７４】
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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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