点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学家揭示重离子治疗微观机理
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

科学家揭示重离子治疗微观机理

来源:光明网-《光明日报》2025-03-18 01:55

  【瞧!我们的前沿科技】

  光明日报兰州3月17日电(记者王冰雅、尚杰)日前,中国科学院近代物理研究所科研人员及合作者在重离子治癌微观机理研究方面取得重要进展。他们首次在生物分子团簇中观测到重离子辐照导致的分子间能量及质子转移级联机制,该机制被认为是重离子治癌生物学效应优异的重要原因,相关成果日前作为亮点论文发表在物理学期刊《物理评论X》上,并被美国物理学会《物理》杂志在线报道。

  重离子治癌是利用重离子束流杀死癌细胞的一种放射治疗技术,是目前最先进的放射治疗手段。自1946年科学家提出用重离子治疗肿瘤以来,全球已有超过5万例患者接受了重离子治疗。

  中国科学院近代物理研究所研究员许慎跃介绍:“在相同的剂量下,重离子对癌细胞的杀伤能力比X射线等传统放射治疗手段强2~3倍,而且重离子放疗能直接导致肿瘤细胞DNA的双链断裂,生物学效应明显更高。但是,究竟是什么微观机制在其中起重要作用,长期以来并不明确。”

  为了深入探究这一问题,科研人员发展了先进的混合团簇源技术,选取DNA中的一种基本结构单元——嘧啶分子作为模型。研究团队把水分子和嘧啶分子合在一起,制备了尺寸可控的水合嘧啶团簇来模拟机体组织环境。该实验在兰州重离子加速器冷却储存环和320千伏高电荷态离子综合研究平台完成。

  研究团队首次观测到,当重离子辐照水分子时,内壳层电离的水分子将能量传递给嘧啶分子,导致嘧啶分子电离并释放一个低能电子。这一过程还会进一步诱发水分子之间的质子转移,产生也具有杀伤力的羟基自由基。

  一般认为,内壳层电离的水分子并不直接作用于DNA,而是通过自身解离的方式衰变。但此项研究表明,机体组织中内壳层电离的水分子能够直接作用于DNA将其电离,同时还会在DNA周围产生有杀伤力的次级粒子。这一过程增大了DNA双链同时被破坏的可能性。此外,重离子辐照引起水分子内壳层电离的比例,显著高于电子、X射线和质子等其他射线。

  “此次发现的微观机制,是重离子生物学效应高的重要原因。这项研究可以帮助我们深入理解辐射损伤的分子机制,有助于在未来优化癌症治疗策略、促进放射治疗新技术的发展。”中国科学院近代物理研究所研究员马新文表示。

  该工作由中国科学院近代物理研究所主导,联合俄罗斯伊尔库茨克国立大学、德国海德堡大学、中国科学技术大学、西安交通大学和兰州大学等单位共同完成。该研究得到了科技部重点研发计划、中国科学院、国家自然科学基金委和俄罗斯联邦科学教育部等的支持。

  《光明日报》(2025年03月18日 08版)

[ 责编:邢彬 ]
阅读剩余全文()

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 日/周
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 我国成功发射卫星互联网低轨27组卫星

  • 第十二届北京国际老龄产业博览会开幕

独家策划

推荐阅读
搭载“蛟龙”号载人潜水器的“深海一号”船近日从福建厦门起航,赴南太平洋执行中国大洋100航次第二航段科学考察,这也是“蛟龙”号首次在南太平洋开展调查作业。
2026-10-10 07:18
日前,中央网信办通报该专项行动第二阶段工作成效,累计清理违法违规信息561万余条,查处账号4.9万余个,处置违规网站、应用程序等2400余个。
2026-10-10 07:16
在台风“扎堆”出现的状态中,有一个“巧合”引起广泛关注:今年第9号台风“巴威”、第13号台风“白海豚”、第18号台风“沙德尔”相继登陆浙江省台州市玉环市坎门街道,上演罕见的台风登陆“帽子戏法”,创下新的华东沿海台风登陆气象纪录。
2026-10-10 07:15
近年来,我国持续强化危险化学品应急救援队伍建设。目前,全国已建成580支、4.1万余人的危险化学品应急救援队伍,国家层面建成45支国家级危险化学品应急救援队伍,基本实现重点化工区域、重大风险点位应急救援力量全覆盖,应急快速响应、就近高效处置能力不断提升。
2026-10-10 07:09
看着货架上让人眼花缭乱的食品,你会怎么挑?相信不少人都会第一时间翻看配料表。事实上,配料表的长短可不是“安全标尺”,并不和食品品质挂钩;同样,食品添加剂的种类繁多,也并不意味着有害和超标——
2026-10-10 07:06
记者邓晖从清华大学获悉,该校物理系丁世谦团队近日利用自主研制的148纳米连续波真空紫外激光,以及与合作团队共同研制的掺钍-229氟化钙晶体,实现钍-229核跃迁吸收光谱测量,并将激光频率稳定锁定至核跃迁,实现核光钟运行。
2026-10-09 10:02
获嘉县艳阳天农业服务专业合作社理事长徐方子站在试验田的地头,轻点手机屏幕,电动阀应声开启,水肥顺着滴灌管线精准送达每一株玉米根部。从“会种地”到“慧种地”,从中原粮仓到国人餐桌,河南把创新嵌进农业家底里,让老把式用上新技术,让泥土地长出新生意。
2026-10-09 10:03
国家卫生健康委、国家发展改革委近日印发《医疗康复护理扩容提升工程实施方案》。根据方案,“十五五”期间,原则上支持每个省份建设至少1个康复或护理临床重点专科,省级、设区的市级临床重点专科建设向康复、护理专业倾斜。
2026-10-09 10:05
题:新就业形态劳动者权益保障新规回应哪些关切 随着依托互联网平台就业的新就业形态劳动者数量持续增长,新就业形态劳动者权益保障办法将着力保障该群体合法权益,推动新就业形态健康发展。
2026-10-09 10:07
作为区域性的综合农业服务枢纽,现代农事综合服务中心可以统筹农技、农资、农机、加工、物流、销售等服务能力。“十五五”期间,数字乡村、智慧农业既要持续加强技术研发,也要更加重视通过完善的服务体系把数字化、智能化能力送到田间地头。
2026-10-09 10:11
9月24日,江苏苏州太仓市沙溪镇虹桥村连片稻田里,晚稻正值灌浆关键期,预计10月下旬即可开镰秋收。自此,太仓全市366台粮食烘干设备实现清洁热源100%全覆盖,秋粮归仓的“最后一公里”即将全程用上绿能。
2026-10-09 10:14
你知道吗,复杂的电路系统也可以“纺”进柔软的纤维里,编织机器人电子皮肤成为可能。
2026-10-08 09:26
全球河流每年向海洋输送多少微塑料?答案是约26万吨。河流是陆源微塑料进入海洋的重要通道之一,但全球河流一年到底输送了多少微塑料,这些污染又集中在什么时候入海,一直缺少可靠估算。
2026-10-08 09:18
水稻的生长发育涉及不同类型细胞的协同作用。
2026-10-08 09:17
一粒黄豆,如何酿成一瓶“智慧”酱油?一把原丝,怎样织就全球棉纺织行业首座“灯塔工厂”?一颗玉米,又如何扛起粮食安全的分量?
2026-10-08 09:16
在分子的镜像世界里,生命体系的某些关键分子,为何偏爱其中一种模样?
2026-10-08 08:30
根据国家气候中心监测,9月以来赤道中东太平洋海温持续增暖,为有监测记录以来候和旬尺度海温指数首次突破3摄氏度,海温指数峰值预计出现在11月前后,形成一次有监测记录以来最强的超强厄尔尼诺事件。
2026-09-30 09:45
这里,冬季寒冷漫长,寒凉气候、偏少降水、无霜期短的自然条件,难以形成规模化的城市聚落。对于传统农牧业,年均气温低、无霜期短意味着作物生长期受限;而对数据中心来说,这也是天然冷源。
2026-09-30 09:44
9月29日,中国科学院在京召开新闻发布会,正式发布“科学前沿极限突破计划”及其首批项目,向“极宏观、极微观、极端条件和极综合交叉”方向发起冲击。
2026-09-30 09:38
中国科普研究所经过深入调查研究,形成《全国科普事业发展报告(2026)》,全面展示我国科普事业持续发展壮大所取得的成就。
2026-09-30 09:32
加载更多