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。
