低能离子对番茄果皮刻蚀与穿透作用的研究

测量了５０μｍ厚的干燥番茄果皮的α粒子透射能谱,表明其具有疏松的结构,仅等效于约１６μｍ厚的致密物质（如Ｍｙｌａｒ膜）。经１×１０１７离子／ｃｍ２的３０ｋｅＶＮ＋离子辐照后,番茄果皮的透射能谱中出现了完全自由通过的α粒子。研究了低能离子辐照等效生物材料丙氨酸的质量损失和Ｍｙｌａｒ膜的α粒子透射能谱,并结合理论分析揭示了低能离子能够通过多种作用方式刻蚀生物样品。也就是说低能离子辐照使得疏松的作物组织出现渐深的完全畅通的孔道,使后续的部分离子能够达到更深的组织中去,造成独特的低能离子辐照生物效应。     

keV离子辐照固态腺嘌呤与胞嘧啶的剂量效应研究

研究了经20keV的氮离子、氩离子辐照后,腺嘌呤与胞嘧啶的残存率与注入剂理的关系。结果表明,在相同的剂量下,氮离子对碱基的损伤比氩离子高,而对同种离子而言,胞嘧啶比腺嘌呤表现出较高的辐射敏感性。计算了碱基分子损伤的G值,比较它们随剂量的增大呈减小的趋势。考察了加入自由基清除剂后,碱基损伤剂量效应的变化。并对上述结果提出了初步的解释。     

低能离子束及γ辐照对小菜蛾颗粒体病毒的影响及剂量效应关系的拟合分析

本文比较了Ｎ＋离子注入和６０Ｃｏγ射线对ＰｘＧＶ感染活性的影响,并用多种辐射生物学模型拟合、分析了它们的剂量效应关系。结果表明：在中高剂量区（１０１５－１０１７Ｎ＋／ｃｍ２）,ＰｘＧＶ感染率的剂效关系遵循指数失活规律,而在更宽的剂量段内（１０１２－１０１７Ｎ＋／ｃｍ２）,曲线则呈特有的“马鞍型”。用多种数学模型对实验数据进行计算机拟合,发现ＥＭＣ模型和三次项方程能较好拟合上述曲线。讨论了多种“马鞍型”剂效曲线的凹点剂量Ｄｃ值与实验系统的直径以及与注入离子质量沉积效应之间的可能联系。γ辐照组的剂效曲线基本为指数型关系     

重离子注入质量沉积效应的研究动态

重离子注入生物学效应是我国首创的研究领域,但其基础理论研究开展较少,特别是在重离子束辐照所特有的电荷交换、动量传递和质量沉积效率等方面。前人多采用低能重离子束注入生物小分子和仪器分析手段来研究重离子注入质量沉积,但有关质量沉积对处于生命状态下的活性物体组织细胞和生物大分子所带来的生物学效应的研究还未见报道。本文作者首次提出应用稳定性和放射性重离子束注入细胞、生物大分子和抗生素等药物分子,然后用X－射线晶体衍射分析、微观和亚微观放射显影、放射性测量和分子生物学等研究技术对重离子注入质量沉积和质量沉积效应开展进一步的研究。     

低能离子束生物技术的应用

自从我国科学家发现离子注入生物学效应后,低能离子束生物技术的研究就在我国率先兴起。随后,越来越多的科学家基于低能离子与生物体之间存在的能量沉积、动量传递、质量沉积及电荷中和与交换的相互作用,对生物体内的遗传物质进行加工、修饰、重组,开辟了农作物和微生物等遗传改良及转基因的新方法。本文简要介绍了低能离子束生物技术产生的背景、低能离子束与生物体之间相互作用的机理和特点以及目前低能离子束在诱变育种和转基因等生物技术领域的研究进展,并展望了离子束技术在藻类基因工程方面的发展潜力。     

三种辐射源对耐辐射微球菌作用机理的比较研究

三种辐射源对耐辐射微球菌作用机理的比较研究宋道军余增亮（中国科学院等离子体物理研究所离子束生物工程研究中心合肥２３００３１八十年代中期创立于我国的低能重离子生物学，研究已证实注入离子对植物和微生物均有良好的诱变效应［１－４］。离子注入生物体集能量沉积...     

固态乙酸钠氮离子注入的辐照效应研究

用 ２５ｋｅ Ｖ 氮离子辐照固体乙酸钠样品,测定离子注入前后样品的紫外光谱,发现辐照后的样品中产生了新的具有紫外吸收的化学物质,给出了新物质的紫外吸收值的剂量效应关系式。通过高效液相色谱的分析测定,发现经氮离子束辐照后的乙酸钠样品中还产生了另一种新的化学基团一氨基,再结合茚三酮反应的检测,得到了离子束辐照剂量与新产物中氨基产生量的曲线关系。     

KeV离子辐照丙氨酸的剂量效应研究

研究了经２０ｋｅＶ的氢、氮及氩离子辐照后,丙氨酸的质量损失及自由基的产生情况。结果表明,ｋｅＶ离子辐照引起的丙氨酸分解不仅与离子的纵向作用有关还与离子的横向作用有关,这种横向作用是入射离子与靶原子级联碰撞产生的反冲原子造成的。ＫｅＶ离子辐照丙氨酸产生的自由基在较大剂量范围（４－１６０×１０１４ｉｏｎｓ／ｃｍ２）内有线性剂量响应,而且自由基的产生同样依赖于重离子的横向作用。这种横纵双重作用也较好地解释了自由基的转化。给出了较清晰的低能离子在生物（等效）材料中发生作用的物理图象。     

低能铁离子束对原卟啉IX二钠盐的辐照效应研究

110ke V Fe^ 离子注入原卟啉IX二钠盐薄膜亲品后的一些谱学分析结果表明,低能铁离子束辐照可以导致生物分子的损伤和化学改性,并且初步证实注入铁离子在样品分子中慢化沉积后形成含铁的金属络合物,即注入铁离子的质量沉积。     

低能N~+注入芽孢杆菌与酵母菌的Monte-Carlo模拟与分析

低能离子注入技术和方法已广泛应用于微生物诱变育种,为了进一步理解低能N+注入原核微生物与真核微生物细胞的离子输运过程与效应,本文根据腊样芽孢杆菌和酿酒酵母菌的化学组成与细胞结构,建立了两种简化的微生物靶材料模型,利用Monte-Carlo方法计算了能量15 Ke V的N+注入在两种不同类型微生物细胞中的离子射程分布、径迹结构、能量沉积及靶损伤情况,比较了N+注入对微生物细胞的损伤效应,对芽孢杆菌死亡率高于酵母菌死亡率的机理进行了理论分析。     

超低能离子注入作物育种的一种重要机制

本文通过超低能（１１０ｋｅＶ）离子注入和同步辐射碳光辐照两种手段处理了小麦种子,经萌发在其根尖细胞中均观察到了多种类型的染色体时变,而且同对照相比,均有明显的微核率与染色体总畸变率。根据理论分析和一些有关的实验证据,超低能离子注入小麦种子,因离子本身射程非常短（＜１μｍ）,不可能直接损伤麦皮下面的胚细胞,而由注入离子在作物种子内产生的各种特征Ｘ－射线,只要剂量足够,却能达到较深的部位,通过它们的间接作用就会损伤胚细胞造成生物学效应。因此,赵低能离子注入作物种子激发产生的特征Ｘ－射线是其诱变育种的一种重要机制．     

低能离子在植物样品中长程穿透行为的研究

采用透射法测量了一定厚度的植物样品在接受低能离子辐照时从其后表面出射的荷能粒子。所测样品包括30、50和100μm芸豆子叶切片和20μm的西红柿皮,测量结果表明低能离子在植物样品中存在长程穿透现象,在芸豆切片中的穿透深度至少可达60μm,此时穿透的概率很小,大于10^-5;长程穿透的离子产生的损伤空间分布不均匀。样品的高能质子透射能谱显现辐照损伤不是特别严重,推测这种长程穿透的现象由植物样品本身的结构决定。     

低能离子束在生物技术中的应用研究

自从发现离子注入生物效应后,低能离子与生物体系相互作用研究在我国率先兴起,并很快投入应用。简要介绍低能离子注入生物效应的机理研究和应用研究的进展状况,并展望未来 。     

60Coγ射线辐照花魔芋球茎的早期诱变效应研究

本试验开展了花魔芋早期诱变效应研究。通过^60Coγ射线辐照后的植株苗期发育观察和根尖细胞学检测分析,结果表明魔芋辐射诱变效应显著：辐照诱发核畸变和染色体畸变,且变异频率与剂量呈二次曲线关系;低剂量时对细胞分裂有刺激作用;辐照抑制芽体发育、苗期生长,抑制效应随剂量增加而加大,直至产生致死作用。依据花魔芋的辐射敏感性,建立了魔芋辐照诱变体系,以催芽球茎为诱变材料,诱变剂量范围为0Gy～50Gy,剂量率为1Gy／min,中等适宜剂量为7Gy～10Gy,致死剂量50Gy。     

~(16)O~(8+)离子辐照普通小麦引起幼苗可溶性蛋白质的不同变化

利用不同能量、不同剂量的1 6 O8+ 离子辐照春麦。处理方式为离子贯穿种子 (75MeV u)以及离子注入胚和胚乳等种子的不同部位。然后分析其幼苗的可溶性蛋白质 (solubleprotein) ,根据其分子量大小不同 ,将其划分为五个区段并计算各组分的相对含量 ,结果表明 :1 同对照相比 ,随着辐照剂量的增加 ,所有辐照材料 (包括贯穿和注入 )第二区段 (分子量较高区段 )蛋白质组分的相对含量下降 ;而第五区段 (分子量最小区段 )蛋白质组分的相对含量升高。 2 种子的贯穿处理 ,同时也引起第一区段 (分子量最高区段 )和第三区段蛋白质组分相对含量的下降以及第四区段的升高 ;其中第三、四区段的变化明显区别于注入效应。 3 注入胚和胚乳的区别在于后者第一区段蛋白质组分相对含量的较大下降和第五区段的较大提高。 4 小剂量辐照的材料 ,可溶性蛋白质组分的变化异常 ,可能与低剂量辐射兴奋效应有关。在讨论中提出了注入胚的即时效应与注入胚乳的后期效应。     

离子束在生命科学中的应用

低能离子在生命科学中应用是道德在中国兴起的１９８６年,中国的科技工作者研究了低能哼子对生物的诱变效应,并成功地将其应用于植物育种。现在,离子注入技术已被应用于生物改良、生命起源和进化以及环境辐射生物学效应等多个理论和应用研究领域。其中,在植物遗传转化、创造新种质资源方面的成果尤其为突出：通过离子束介导转化法获得了高蛋白小麦、高光效水稻,抗病小麦、水稻、棉花新品质。通过诱变技术获得了多穗型玉米、无融     

^16O^8＋离子辐照普通小麦引起幼苗可溶性蛋白质的不同变化

利用不同能量、不同剂量的^16O^8 离子辐照春麦。处理方式为离子贯穿种子（75MeV/u）以及离子注入胚和胚乳等种子的不同部位。然后分析其幼苗的可溶性蛋白质（soluble protein）,根据其分子量大小不同,将其划分为五个区段并计算各组分的相对含量,结果表明：1.同对照相比,随着辐照剂量的增加,所有辐照材料（包括贯穿和注入）第二区段（分子量较高区段）蛋白质组分的相对含量下降;而第五区段（分子量最小区段）蛋白质组分的相对含量升高。2.种子的贯穿处理,同时也引起第一区段（分子量最高区段）和第三区段蛋白质组分相对含量的下降以及第四区段的升高;其中第三、四区段的变化明显区别于注入效应。3.注入胚和4胚乳的区别在于后者第一区段蛋白质组分相对含量的较大下降和第五区段的较大提高。4.小剂量辐照的材料,可溶性蛋白质组分的变化异常,可能与低剂量辐射兴奋效应有关。在讨论中提出了注入胚的即时效应与注入胚乳的后期效应。     

三种类型辐射对质粒超螺旋DNA损伤的研究

用ａｇａｒｏｓｅ电泳和图象处理技术比较了６０Ｃｏγ射线、ＵＶ及低能Ｎ＋离子处理ｐＵＣ１９ＤＮＡ超螺旋结构的损伤效应及若干自由基清除剂的保护效应。结果表明：（１）γ射线和ＵＶ照射干燥ＤＮＡ的损伤显著低于水溶液样品;（２）Ｎ＋离子注入后超螺旋ＤＮＡ的减少（ＳＣ％）与剂量呈良好线性关系,而γ射线和ＵＶ组的ＳＣ％随剂量升高呈指数下降;（３）干燥ＤＮＡγ辐照组的Ｄ３７值为８２０Ｇｙ,ＳＣ完全消失的剂量ＬＤ为３８１４Ｇｙ,ＬＤ／Ｄ３７＝４．６５;ＵＶ照射组的相应值分别为：１．６５Ｊ／ｃｍ２,７．６５Ｊ／ｃｍ２,４．６４;Ｎ＋离子组的相应值为：３．２×１０１５Ｎ＋／ｃｍ２,５．０×１０１５Ｎ＋／ｃｍ２和１．５６。虽然上述三种辐射的剂量单位不同,不能直接比较其相对生物学效应,但从ＬＤ与Ｄ３７的比值可反映ＤＮＡＳＣ破坏的程度和终点剂量（ＳＣ％＝０）的大小。从而看出,Ｎ＋离子（高ＬＥＴ辐射）比γ射线（低ＬＥＴ辐射）ＵＶ（非电离辐射）对ＤＮＡ损伤作用更强;（４）乙醇、甘露醇等自由基清除剂对电离辐射损伤有很强的保护作用,但对ＵＶ损伤未见明显的保护效应     

离子束生物工程专辑前言

从上个世纪八十年代以来 ,我国科技工作者通过实验发现 ,水稻种子经超低能重离子束辐照后能够诱发变异 ,并在其后代具有遗传性 ,由此开辟了重离子束生物学效应研究与重离子束诱变育种的新领域 ,逐渐形成了一门物理学与生命科学交叉的学科分支。随着时间的推移 ,这项研究也不断地深入和扩展 ,离子种类从较轻的氦离子到较重的锌离子 ,能量从超低能、低能到中能 ,研究对象从植物种子 (包括粮食作物 ,蔬菜 ,瓜果 ,花卉 ,牧草等 )、微生物药物、动物细胞 (例如蚕卵 )到介导外源基因转移等 ,研究内容涉及基础研究、应用研究和技术开发 ,在九十年代…     

60Coγ射线辐照对花魔芋同工酶与品质的影响

本文开展了^60Coγ射线辐照对花魔芋酶类与球茎品质影响的研究。结果表明：辐照诱发了花魔芋同工酶谱的变异,经等电聚焦电泳分析,不同剂量处理,酯酶和多酚氧化酶同工酶酶带呈现多态性,有稳定带和可变带,带型和带数的变化从分子水平揭示了魔芋辐射敏感性,是诱变效应和农艺性状突变的分子基础;经采后球茎品质检测,辐照引起了魔芋品质变化,数据分析表明干物质含量、葡甘聚糖含量、葡甘聚糖粘度与辐照剂量均呈二次曲线关系,总生物碱含量与剂量呈线性负相关。以葡甘聚糖的量和质为评价依据,中等辐射剂量范围内的辐照处理可提高魔芋品质。