澳大利亚核科学与技术组织ANTARES外部微束辐照设施的辐射生物学研究

《Scientific Reports》：Radiation biology on the ANTARES external micro-beam irradiation facility at ANSTO

　　

摘要

本文报道了在澳大利亚核科学与技术组织（ANSTO）外部微束辐照设施（EBIF）上，使用新型细胞培养辐照装置观察到的辐照后DNA双链断裂。该设施是澳大利亚首个具备在空气中进行离子束辐照能力、支持辐射生物学研究的平台。该束线的核心能力在于能够在环境条件（室温、大气压）下辐照生物样本，同时采用离子微束实现高精度的靶标定位与准确的剂量传递。用于辐照的兆电子伏（MeV）能量离子涵盖从氢到碳、氧及更重的离子，其在水中的射程可达2毫米，具体取决于离子种类。这使得该束线适用于涉及细胞培养、微生物及薄组织样本的辐射生物学研究。本文描述了在EBIF上制备和辐照细胞培养所建立的协议，以及蒙特卡洛模拟和剂量测定工作。辐射生物学测量采用人类成纤维细胞在75纳米氮化硅膜上的细胞培养基中进行辐照。辐照后DNA双链断裂（DSB）负荷通过γH2AX免疫细胞化学进行评估，结果证明质子微束成功递送到了活细胞。最后，本研究提供了初步结果，支持在澳大利亚首次使用离子束开展辐射生物学研究的可行性，该研究对恶劣辐射环境中的应用具有潜在意义，包括航天、航空电子、核工业及临床等领域。