一、土壤修复领域：降解土壤中芘的工程实践

在土壤PAHs污染问题日益严峻的当下，传统土壤修复方法弊端渐显。化学淋洗法易造成二次污染且后续处理繁琐；热解吸修复成本高昂；生物修复耗时久、条件苛刻；化学氧化适用范围窄且有氧化剂污染风险。在此背景下，高级氧化技术中的等离子体技术崭露头角。

某科研团队设计了新型介质阻挡放电（DBD）反应器用于处理芘污染土壤。该实验系统由脉冲高压电源、监测系统以及特制反应器构成。反应器的高压电极与脉冲高压电源相连，并和高压探头并联，低压电极接地且与电流探头串联，借助示波器记录电气参数。实验时，将受芘污染的土壤置于放电区域，通电后，放电区域瞬间产生大量活性粒子，与土壤中的芘污染物充分接触并促使其降解。

实验结果表明，电压对芘降解率影响显著，随着电压升高，放电通道增多，活性物质生成量增加，芘降解率随之增大，在13.6 kV电压下放电60 min，芘降解率高达98.38% 。不过，随着处理时间延长，芘降解率上升趋势变缓，原因在于芘降解产生的中间产物会与芘竞争活性物质，从而导致降解速率下降。土壤湿度方面，当湿度处于3.0%时，芘降解率最高，达97.04% ，适度的土壤水分有利于生成氧化能力更强的·OH，促进芘降解，但水分过多则会阻碍活性物质在体系中的传递。土壤厚度增加，活性物质传递至土壤底层难度加大，芘降解率降低，选定1 mm为适宜土壤厚度。在一定范围内，空气流量增加利于芘降解，当空气流速为2 L/min时，芘降解率最高，继续提高流速，活性物质在反应器中停留时间缩短，被带出反应器，致使芘降解率下降。

二、生物制药及活性成分提取领域：细胞破壁与成分分离系统

在生物制药、保健品、特医食品等诸多领域，从各类生物原料中高效分离、纯化生物活性物质至关重要。基于脉冲放电等离子体技术的生物细胞破壁系统及生物有效成分提取系统应运而生。该系统集成了脉冲等离子破壁、双循环超声萃取、集束层析、真空升膜浓缩、智能调配、计算机、软件以及PLC中央控制系统。

 哈尔滨工大中奥生物工程有限公司、黑龙江绿知都生物科技有限公司、江苏沃田集团等多家企业已应用此项技术。以从药用植物中提取花青素为例，传统方法提取效率低、纯度欠佳。运用该系统后，脉冲放电等离子体能够高效破坏植物细胞结构，使细胞内的花青素更易释放，结合双循环超声萃取等后续工艺，极大提高了花青素的分离效率与纯度，成本显著降低，大幅提升了企业在该领域的核心竞争力。该技术可广泛应用于从各类果蔬、坚果、谷物、食用菌、药用植物中分离、纯化花青素、多酚、黄酮、多糖、皂苷、有机酸、生物碱、蛋白质、多肽等多种生物活性物质。

三、医疗植入物领域：制备可加速骨修复的植入物

感染性骨缺损的治疗与骨骼功能恢复一直是现代医学的难题。传统临床实践中，长期使用抗生素易引发微生物耐药性增加，生物膜导致的炎症反应阻碍组织愈合，使骨感染治疗困难重重。

中国科学技术大学吴征威特任研究员联合中南大学湘雅医学院邓幼文教授，利用等离子体浸没离子注入（PIII）技术制备含钴元素的钛基骨植入物。具体操作是将钛植入物浸没于等离子体环境，施加高压脉冲，利用电场将等离子体中的钴离子加速注入钛合金表面内。该技术实现了对植入物的一步式改性，且能精准调控注入剂量。

通过大鼠骨感染体内治疗实验发现，该植入物成功减轻了组织炎症，加速新骨骼形成，有效消除骨骼感染中的细菌和其他病原体。深入实验分析表明，材料中的钴离子促使巨噬细胞极化为有助于组织愈合的M2型表型，营造良好免疫环境，促进成骨分化，降低细胞内抗酒石酸酸性磷酸酶活性，抑制破骨细胞活化。同时，该植入物对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等细菌具有显著抗菌特性，其粘附率降低80%以上，有力论证了含钴钛合金材料在骨修复与免疫调节方面的治疗潜力 。

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