重离子束辐射诱导细胞双链断裂(DSBs)损伤及修复机理的研究进展

重离子束辐射能引发细胞DNA双链断裂,被认为是构成基因组不稳定因素之一。现有研究表明:同源末端连接、同源重组、单链退火和选择性末端连接在修复DNA双链断裂方面发挥着重要的作用,但是影响DNA双链断裂修复途径选择的因素目前仍不清楚。本文对近年重离子辐射细胞产生的DNA损伤特征和修复途径方面的新发现进行了综述,并从类型和分布、染色质状态、DNA末端结构、DNA末端切除、细胞周期方面解释了细胞DNA双链断裂修复途径的选择机制。这对细胞DNA损伤修复的研究具有重要意义,为重离子辐射技术在生物学效应研究方面提供了参考。

纳秒级强脉冲电子束和Ar~＋离子束诱导的烟草种子DNA的损伤修复合成

用３Ｈ－ＴｄＲ（氚标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）掺入法结合ＤＮＡ合成抑制剂处理，研究了纳秒级强脉冲电子束和Ａｒ＋离子束诱导的烟草种子的ＤＮＡ损伤修复合成。受辐照种子在萌发的２８～４４ｈ较正常种子有较多的３Ｈ－ＴｄＲ的掺入，在萌发早期（６０ｈ内）出现了两个ＤＮＡ合成峰，而正常种子仅有一个。受辐照种子内的第一个ＤＮＡ合成峰受到ＤＮＡ修复抑制剂咖啡因的强烈抑制，而第二个ＤＮＡ合成峰受到ＤＮＡ复制抑制剂羟基脲的强烈抑制。说明纳秒强脉冲电子束和Ａｒ＋离子束诱发了烟草种子ＤＮＡ的损伤和修复。烟草种子的ＤＮＡ修复合成开始于种子萌发的第２８ｈ，３６ｈ或４０ｈ达到高峰，较ＤＮＡ复制高峰早１２ｈ或１６ｈ。本文还对ＤＮＡ合成抑制剂的作用进行了讨论。

重离子射线照射后家蚕胚胎造血器官的修复再生

为了研究重离子射线照射后家蚕造血器官的修复再生作用,用碳离子射线局部照射家蚕接近孵化时紧贴翅原基内侧的胚胎造血器官,局部细微手术损伤造血器官,观察了对幼虫造血功能的影响,了解了造血器官的修复程度。100Gy以上剂量照射,家蚕出现变态困难,幼虫和蛹的生存率下降,眠中、化蛹或羽化时期出现死亡个体等缺血生理障碍,其影响程度随射线剂量增加而加重。200Gy照射组5龄存活幼虫血细胞含量下降,但其中部分个体的血细胞含量接近对照未照射处理,其体内出现了再生的造血器官。家蚕幼虫有很强的修复再生造血器官功能。

强流脉冲离子束表面再制造技术原理与应用

采用TEMP–6型强流脉冲离子束(HIPIB)装置开展了HIPIB表面再制造技术的研发。HIPIB装置主体由高压脉冲电源系统和高功率离子二极管系统组成,通过高压短脉冲在二极管中放电产生阳极等离子体并引出ns级强流离子束。HIPIB辐照材料表面,发生显著的熔融、蒸发和剧烈烧蚀,物质喷射的反冲作用在辐照表面形成由表及里的应力波,导致材料表层强烈的热-力学效应。利用HIPIB与材料表面的相互作用,应用于涡轮叶片表面的清洗维修,可有效去除涡轮叶片基体因高温氧化形成的氧化物,伴随表层的重熔将叶片基体表面微观缺陷焊合,获得了光滑、平整的涡轮叶片修复表面。实现了HIPIB辐照在涡轮叶片表面再制造方面的应用。

重离子射线照射后抗辐射菌基因组DNA的损伤修复

研究了不同种类的重离子射线及同一射线的不同剂量照射后引起的抗辐射菌(Deinococcus radiodu-rans)R1的DNA二条链的切断损伤修复时间。结果表明,抗辐射菌经重离子射线照射后所引起的DNA二条链的切断损伤经过培养能被修复;切断的DNA二条链的修复时间随着照射剂量的增加而延长;高LET的重离子射线照射所引起的损伤修复比低LET的重离子射线需要更长的时间,损伤修复的时间与射线的LET之间存在一定的依存性。由此认为:抗辐射菌经照射后引起的DNA二条链切断损伤与射线的种类及照射的剂量有关,照射的剂量越大,射线的LET越高,则DNA二条链的切断损伤越多,损伤修复所需要的时间越长。

光掩模缺陷修补技术

基于芯片图形特征尺寸越来越小,图形越来越密集,缺陷很难修补。阐述掩模在制作过程中缺陷形成的原因,对掩模缺陷进行分类,掩模修补的方法,包括激光气化法、局部曝光法、离子束修补。