用于以液态溶液或以气体形式产生氧和/或氮的活性簇的方法和设备技术

用于产生活性的氧和/或氮簇(RONS)的方法提供了：将基本上由氧气及任何其同素异形体形式组成的气体混合物供给至等离子体溅射装置(24)的电离室，该等离子体溅射装置在低能级运行，以便将被电子轰击的气体混合物转变为包含RONS的等离子体，取出并收回以供使用，或者优选地将等离子体供给至半透膜过滤器(14)，该半透膜过滤器被设置成还被供给有用于可注射溶液的流体，使得所述等离子体中存在的RONS可以进入用于可注射溶液的流体成为溶液，该溶液然后在出口处被收集和运送。该方法有利地通过包括气体输送回路(12)和流体输送回路(11)的设备来实施，该气体输送回路包括氧气源(21)、等离子体溅射装置(24)、将氧基气体混合物供给到等离子体溅射装置(24)的电离室的供给元件(23)、用于从所述电离室收集等离子体的等离子体收集装置(25)，该流体输送回路包括用于可注射溶液的流体储存器(13)、其中还添加有从等离子体装置(24)取出的等离子体的半透膜过滤器(14)、蠕动泵(15)、和存储或供应装置(19)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于以液态溶液或以气体形式产生氧和/或氮的活性簇的方法和设备
本专利技术涉及用于以液态溶液或以气体形式产生氧和/或氮的活性簇(reactivespecies，活性种、活性类)的方法和设备。
技术介绍
自由基(或游离基)是具有非常短的平均寿命的非常活泼的的分子实体，由原子组成或由通过若干原子形成的具有未成对电子的分子组成：该电子使自由基极其活泼，能够绑定到其他自由基或从其他附近的分子中减去电子。自由基在诸如燃烧、聚合和光化学的现象中以及在许多其他化学过程中，包括影响人类生理的那些化学过程中，扮演重要的角色。在后一种情况中，超氧化物和一氧化物在调节许多生物过程诸如血管紧张度的控制中具有非常重要的作用。后一种的自由基分为对人体生理特别重要的两种自由基，通常称为活性氧簇(ROS)和活性氮簇(RNS)。活性氧簇ROS是分布更广泛的游离基。最重要的ROS是超氧阴离子O2-、过氧化氢H2O2和羟基自由基·OH。一氧化氮(NO)和过氧亚硝基基(ONOO-)是最重要的活性氮基簇(RNS)。ROS被表征为具有比分子氧高的高氧化能力，其在水中具有-0.16V的氧化还原电势，该特征既取决于特定电荷分布又取决于它自身的氧化还原电势。电荷/体积之比越高，ROS就越活泼并且寿命就越短，因为它会通过从附近原子或分子中剥离电子来迅速达到自身的稳定性。不过，尽管它们的半衰期很短是由于它们强大的氧化活性，但还有其他因素使它们更为活泼，诸如温度、pH或特定污染物分子的存在。生产的复杂性，但首要是它们短暂的半衰期，导致效率迅速降低，随着正确剂量的问题凸显出来，强烈限制了治疗用途。本专利技术的同一专利技术人几年前提出了一种用于治疗目的的用于生产无菌臭氧水的装置，该装置受意大利专利No.0001374223保护。就像ROS和RNS(如RONS)一样，即使是臭氧也具有非常短的半衰期，并且为了使臭氧可用，上述专利提出了包括臭氧生成器的装置，该臭氧生成器将臭氧供给至半透膜过滤器，来自储存器的无菌水流动到半透膜过滤器的另一侧。在过滤器中，臭氧按照渗透作用穿过膜并进入无菌水成为溶液。由于蠕动泵，包含臭氧的溶液被送入用于局部输液或静脉输液的针中。产生臭氧水溶液的技术可以延长臭氧的使用寿命，不过，这种技术就实用性而言，在RONS的情况中并不具备决定性，因为仍然无法解决得知溶液中RONS浓度的问题，因而无法确立正确的治疗剂量。此外，如果需要将RONS以气体形式供给的话，那么这种将RONS溶解在水溶液中的技术是不可行的。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提出用于产生RONS的设备和方法，特别是为了使它们可用于治疗用途。本专利技术的另一个目的是提出用于产生RONS的设备和方法，该设备和方法能够延长RONS的半衰期，以使RONS以下述方式施用：口服、静脉、动脉、外用、眼睛、脑实质内、关节内及其他。本专利技术的另一个目的是提出用于产生ROS特别是超氧阴离子的设备和方法，该设备和方法使得能够有效确定这种ROS的量，从而能够准确且安全地限定它们在治疗用途中的剂量。根据本专利技术，这些和其他目的是通过根据所附独立权利要求所述的方法和设备实现的，其中，通过纯氧或含氧气体混合物、氧的同素异形体和杂质的致密化和电离化来实现RONS的产生。致密化和电离化通过溅射技术完成，其中，将氧气或氧气混合物置于电离室中，并且其中，由于阴极和阳极使用了逸出功(workfunction，功函数)低且耐高温的材料，因此无法释放原子。本专利技术的一优点是使用等离子体技术允许以大量且具有竞争力的成本产生RONS。在从属权利要求中凸显出本专利技术的其他特征和有利实施方式。附图说明借助于所附附图，根据以下通过非限制性实施例提供的描述，
中的任何专家都可以更好地理解本专利技术的这些和其他的优点和特征，其中：·图1示出了根据本专利技术的设备的示意框图。具体实施方式参考附图1，根据本专利技术的优选实施方式的用于产生活性的氧和/或氮簇的设备整体上用10标记。设备10包括流体输送回路11和气体输送回路12。气体输送回路12包括氧气源21、同素异形气体混合物生成器22、气体供应装置23、电场生成元件231、等离子体溅射装置24、等离子体收集装置25、电磁分离元件251、止回阀26、半透膜过滤器14、三通接头27、同素异形体破坏器28、流量调节器29和用于连接所述部件的气体导管30。通过提供上述部件的上述气体输送回路12执行的本专利技术的方法包括至少下述步骤：·将气体混合物供给至等离子体溅射装置24的电离室，其中该气体混合物包括氧气，且优选地包括仅氧气和/或氮气和/或它们的同素异形体和/或惰性气体以及量为百万分之几的任何可能的杂质，·在所述电离室内，将所述气体混合物转变为包含RONS的等离子体，·从所述电离室取出(extraction，提取)所述等离子体。氧气源21有利地是医用氧气瓶。可替代地，使用环境气体蒸馏器作为氧气源21，通过使用能够将环境空气分离成各种成分的沸石或其他物质来浓缩分子氧。仍然可替代地，氧气源可以是氧气配送网络例如医院设施等中的氧气供应装置。同素异形气体混合物生成器22是适合于使用各种方法诸如高能紫外光、电击、化学方法、水电解等来产生臭氧以及各种ROS和RNS的装置。尽管可用于该目的的装置彼此可以相当的不同，但当入口混合物除氧气外还包含氮分子，并且它们在混合物中的百分比将根据用于产生气体混合物本身的方法而变化时，通过接收高纯度氧气(>99％)作为进口的同素异形气体混合物生成器22适合于产生由至少O2、O3、ROS(活性氧簇)和RNS(活性氮簇)组成的气体混合物。气体混合物供应装置23从氧气源21和同素异形气体混合物生成器22接收气体混合物，并调节气体混合物到等离子体溅射装置24的电离室的引入。气体混合物供应装置可以由混合接头、三通接头构成，并且可以包括压力调节器或适合于确定进入等离子体溅射装置24的电离室的气体混合物的正确组成和压力的其他部件。在进入等离子体溅射装置24的电离室之前，使气体混合物经过由电场生成元件231生成的、能够对气体分子进行定向的电场。因此，进入等离子体溅射装置24的气体混合物的气体分子被定向，使得由装置24发射的电子束撞击该分子的单个原子，从而导致较高浓度的离子。电场生成元件231优选地由电容器构成，气体混合物流在电容器的极板之间经过。在等离子体溅射装置24的电离室中，用溅射装置处理气体氧气混合物以通过放电装置获得等离子体。有利地用在设备10中并用以实施本专利技术的方法的等离子体溅射装置24可以是三种不同的类型：1)连续放电装置，其中电极之间的小间距使阳极位于负辉区内，而不存在正柱区(positivecolumn，阳极区、阳辉区)和法拉第暗区，因此空间放电密度和电流密度允许电子定位，以使构成进入的气体混合物的氧原子和/或氧分子转变成ROS(活性氧簇)，特别是超氧阴离子，并且在存在氮分子的情况下也转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生活性的氧或氮簇(RONS)的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：/n·将气体混合物供给至等离子体溅射装置(24)的电离室，所述气体混合物包括氧气和/或氧气的同素异形体，/n·在所述电离室内，将所述气体混合物转变为包含RONS的等离子体，/n·从所述电离室取出所述等离子体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生活性的氧或氮簇(RONS)的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
·将气体混合物供给至等离子体溅射装置(24)的电离室，所述气体混合物包括氧气和/或氧气的同素异形体，
·在所述电离室内，将所述气体混合物转变为包含RONS的等离子体，
·从所述电离室取出所述等离子体。


2.根据权利要求1所述的用于产生活性的氧或氮簇(RONS)的方法，其特征在于，所述气体混合物包括仅氧气和/或氮气和/或它们的同素异形体和/或惰性气体以及任何可能的杂质。


3.根据权利要求1或2所述的用于产生活性的氧或氮簇(RONS)的方法，其特征在于，将所述包含RONS的等离子体供给至半透膜过滤器(14)的气体侧(14b)，所述半透膜过滤器被布置成在流体侧(14a)处供给有用于可注射溶液的流体，使得存在于所述等离子体中的RONS能够穿过所述膜(14c)与所述用于可注射溶液的流体成为溶液，溶液中的所述用于可注射溶液的流体与所述RONS在所述半透膜过滤器的输出端处被收集并运送。


4.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，在进入所述电离室之前，使所述气体混合物经过能够对气体分子进行定向的电场。


5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，使所述等离子体在所述电离室的输出端处经过电磁分离元件(251)，所述电磁分离元件根据从所述等离子体溅射装置(24)出来的分子的电荷将所述分子分离。


6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，通过使在所述等离子体溅射装置(24)中生成的等离子体穿过设置在所述等离子体溅射装置(24)的靶材中的孔来进行所述等离子体的取出，所述靶材由于下述事实不会溅射原子：所述等离子体溅射装置(24)在阈值能级以下运行，在所述阈值能级以下，与轰击所述靶材的电子相关联的能量不允许溅射过程。


7.一种用于产生活性的氧或氮簇(RONS)的设备(10)，其特征在于，所述设备提供了气体输送回路(12)，所述气体输送回路包括：
·等离子体溅射装置(24)，
·气体混合物供应装置(23)，所述气体混合物供应装置用于将包含氧气的气体混合物在受控的压力下供给至所述等离子体溅射装置(24)的电离室，以及
·等离子体收集装置(25)，所述等离子体收集装置用于从所述电离室收集等离子体。


8.根据前一权利要求所述的用于产生活性的氧或氮簇(RONS)的设备(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔瓦尼·巴尔科，
申请(专利权)人：乔瓦尼·巴尔科，
类型：发明
国别省市：意大利;IT