介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）作为一种可在大气压条件下产生大面积低温等离子体的技术手段,早期被广泛应用于臭氧合成,大多数的学者也主要致力于研究DBD产生臭氧的机理,而忽略了DBD产生氮氧化物的研究工作。随着等离子体医学的发展,那些氮氧化物特别是ONOO^-在生物医疗方面的作用逐渐凸显出来,如NO具有抗动脉粥样硬化特性,可用于血管舒张、改善微循环障碍,并促进伤口愈合;NO₂可用于医疗器械的灭菌,具有残留消毒剂少、可在室温条件灭菌等优点;N₂O作为一种吸入式麻醉气体,可用于手术麻醉;ONOO^-在人体的细胞信号转导和抗菌防御方面发挥着重要作用,是一种应用前景广阔的环保型抗菌药物。然而缺乏对DBD产生氮氧化物调控机理的认识,阻碍了DBD在生物医学领域的进一步的拓展。因此,本文以改变工作气体的氮氧比例为调控手段,对不同电压、气流量和含氧量条件下的DBD产物模式和规律进行研究,并对DBD放电产物中是否存在气态ONOO^-这一问题进行了探索,最后将其应用于生物灭菌。首先,采用傅里叶红外光谱法对交流驱动同轴DBD的放电产物进行检测,发现在不同的氮氧混比条件下,DBD的放电产物均呈现出三种不同的模式:臭氧模式、氮氧化物模式和过渡模式,其中臭氧模式易出现在低电压、高气流量的条件,氮氧化物模式倾向于出现在高电压、低气流量的条件,而过渡模式则是出现在臭氧模式和氮氧化物模式的交界处。为了进一步研究DBD产物模式转换的机理,本文引入了基于ICCD图像的单位面积能量计算方法,对不同DBD产物模式下的单位面积能量进行了计算,其结果表明臭氧模式的单位面积能量总是低于氮氧化物模式,而过渡模式的单位面积能量则介于臭氧模式和氮氧化物模式之间。同时,随着工作气体含氧量的增大,DBD产物模式从臭氧转换为氮氧化物所需的单位面积能量也随之增大。其次,研究了不同电压、气流量和含氧量条件下DBD气态产物浓度的变化规律,并结合单位面积能量对产物规律进行了机理解释。另外,利用液相色谱-质谱和荧光光谱两种检测方法对DBD产物中是否存在气态ONOO^-这一问题进行了探索,并发现了DBD放电可产生气态ONOO^-,且ONOO^-仅存在于氮氧化物模式,臭氧模式和过渡模式则没有ONOO^-的生成。最后,采用DBD气态产物对指状青霉菌进行处理,研究了不同DBD产物模式下青霉菌孢子的萌发抑制情况,并结合DBD气态产物浓度随电压、气流量和含氧量的变化规律对灭菌结果进行机理分析。其结果显示,臭氧模式下低电压更有利于提高DBD产物对青霉菌孢子的萌发抑制效果,其主要抑菌物质为O₃;而对于氮氧化物模式,低气流量更有利于提高青霉菌孢子的萌发抑制率,其主要抑菌物质为NO和ONOO^-;相比于臭氧模式和氮氧化物模式,过渡模式的萌发抑制率较低,其萌发抑制效果是由O₃、NO₂、N₂O和N₂O₅多种产物的协同作用引起的。