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电离辐射所致生物损伤的研究既是放射生物学和放射医学中重要的前沿领域，也是目前各方面所关心的热点问题。从重离子治癌的基础性和先导性的研究，载人航天飞行过程中的太空辐射危险性评估，到长期在低剂量辐照环境下的放射性对机体损伤等等，都与电离辐射所致生物损伤的研究有着密切的关系。 DNA（脱氧核糖核酸）是生命信息的载体，也是辐射生物效应的最主要的靶分子。射线作用于生物体，从照射开始到出现各种生物学效应，是一个极其复杂的过程。DNA的辐射损伤是其中最基本和最关键的一环，而DNA的双链断裂（DSB）又是辐射引起的各种生物学效应中最重要的原初损伤。因此，研究辐射后早期DNA双链断裂的物理机理非常重要。 我们利用241Am源产生的α粒子（氦原子核）（Z=2，E=5.48MeV LET=90keV/μm，）和中国原子能科学研究院核物理所的HI-13串列加速器产生的Li（Z=3，E=26MeV，LET=120keV/μm，）、C（Z=6，E=84MeV，LET=260keV/μm，）三种离子束，以1.0-10.0Gy的剂量照射纯化的质粒DNA，并利用先进的原子力显微镜（AFM）技术观测了上述重离子诱发的DNA双链断裂的情况；另外，运用凝胶电泳技术观测了离子束致DNA链断裂的情况。取得了如下的结果： 1．运用上海爱建研制的原子力显微镜和DI的原子力显微镜成功地观测到了DNA链及其碎片，表明我们已基本上掌握了DNA样品的制样技术和AFM观测技术。这为建立DNA链断裂模型做了技术上的准备。 2．通过AFM对实验结果的观测，可以定性地得知：在同等剂量条件下，高LET值的重粒子与低LET的射线相比，DNA双链断裂的数目要多一些；在相同LET条件下，随剂量增加DSB的片段变短、数量增加。 3．分子生物学技术——电泳技术分析结果表明，离子辐射造成的DNA双链断裂（DSB）与粒子剂量呈线性正相关关系，即随着粒子剂量值增大，DSB量也逐渐上升。 2、3均表明重离子致DNA链损伤比低LET射线引起的要复杂、程度要高。 综上所述，高LET重离子辐射射线与低LET辐射射线相比，呈现出较高的生物学效应。