全 文 ：核 农 学 报 。。 一。
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丫辐照 水溶液的激光 光谱
凌备备 赵玉芳
浙江农业大学应用生物物理研究室 杭州 。。
本文讨不 同剂量 射 线辐照 水容液 的激光 谱作 了 研 究 。 结 明 表
明 与胸腺啥 咤环振动 模 式有关 的 和 一 ‘ 峰 , 与 环 呼 吸 振 动
模式有关 的 一 ‘ 峰以 及与 环 面 弯曲振动 模 式 有 关 的 一 ‘
峰时 辐照 比较敏 感 。 表征 一 伸缩振动 的 一 ‘ 峰 以 及表征 一 伸
缩振动 的 一 ‘ ’伞 , 则对 丫 辐照不敏 感 。 本 文对这些 实验结 果作 了解释 。
关键词 水洛液 辐 照 激光 谱
前
中么
百
尽管用 电子 自旋共振 法研究辐照 水溶液产生的 自由基 已取得不少成 功 ,
但是要用它来直接获得分子结构损伤的详细知识却十分困难
。
为此 , 我们试图把激 光
光谱技术引入分子放射生物学领域中 , 直接研究辐射 引起的核酸分子的结构损伤
。
本文报道
丫 辐照后 ’一脱氧胸腺哦 喧核普一
’ 一单磷酸 少水溶液的激光 号 谱变化
。
材 料 与 方 法
本实验大部分是在美国密执安大学科技研究所生物物理研究部 勺 。 。
, , 完成 。 取 胸普酸 , , 为
一 的产品 溶解于 件 水中 , 加含 和含 、的 溶
液 林 , 得到 水溶液 , “ “ 。 所得 水 溶 液 分装在
硼硅酸盐玻璃毛细管 外径 一 , 壁 厚 中 , 每 管 约 川 在 室 温 下 用
“ ” 丫 射线不 同剂量辐照 小时
·
暴露子空气 中
, 之后作激光 谱分析 。
分析时用氢离子 激光 发生器 、
’
产生 的 光
束照射样品 , 在 与入射光束 成
’ 的 方向上 , 把散 射 光 引 入 谱 仪
」、 , 得到 散射光谱
。
谱的范 围为 一 ‘ 到 一 ‘
。
激光 功 率 为 及
。
谱仪有效缝宽为 一 ‘
。
整个谱仪系统用识 算机控制 , 扫描计数的取样时 间为 。 ,
扫描步距为 。 一 ‘ 。 为提高信噪 比 , 在 散射谱记录范 围丙 , 重复扫描记录 次 。 谱 由
各次扫描技对应频率点点迭加而得 。 再用 满足 点复盖多项式的最小二乘法对光谱作光滑化
此文于 。。 年 月 日收到
。
助 核 农 学 报 卷
处理 〔‘ , 。 这能有效降低噪声信号的干扰且不致使谱峰畸变打各谱线强度
, 即为扣除本 底 后
所测到的对应 峰高度 。
乏一产生的 峰强度 , 对温度与辐照剂量的变袱炸不敏感
。 我们用 它作为外部标
准 , 以获得光谱中各谱峰的相对强度
,
从而可对不同光谱对应谱峰的相对强度作出比较
。
结
‘
果
图 为 、。 工。一 “ 水溶液 的 谱
, 其 中 一 ‘ 心牵
由 至一所产生
、 、 、 和 等不 同 剂 量 下 的一些 谱 , 分 别 见
图 一
、 、 、
及
。
谱中各峰 相对 强度 , 均用该谱中的 一 ‘峰取值为 归
一化 。 不 同剂 量下某些 潜带的相对强度见表 。
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图 一 肠‘ 。 一 水溶液的 亏酱
肠 。 一
由 一 几到一 一 其 中。 一 峰由 冬一所致
。 , 一 一 一 ,
二 ,
·
, 尸 八 一 ,
从
在 水溶液 的 谱中
, 于 。。一 一 ‘ 区内
, 可观测到一个很 强
且很宽的 峰 。 即 一 ‘ 山圣
。 其半宽度 △ 、 试一 ’
。 与尿 营一磷 酸 一 ’
水溶液 中性或酸性 的很强且很宽的 一 ’峰 〔“ ’对 比
, 可 以证认 我 们 的 一 ‘ 峰
是 由 一 弯 曲运动以及 一 弯 曲运动偶合的 二 伸缩振动所产生的
。 当 丫 辐照剂量不超
过 时 , 该峰的频率不因辐照而变化 , 但相对强度略有变化
。
剂量由 增为
时 , 与零剂 量下的对应值相 比 , 相对强度改变量大致在 一 到 内波动 。
水溶液 诺的第 个强峰是 一 ‘ 峰
。 这可证认为山胸腺 咤环的伸 缩 振
动所 引起 , 其 中还包括 一 伸缩振动 〔“ 」
。 当辐照 剂 量为
、 、 及 时 , 该
峰相对强度 的改变量 仍与零剂量的对 应 值 相 比 , 下 同 分别为一
、
一 、 及
一 表明在上述剂 量范 围内
, 相对而言该谱带对 丫 辐射并不敏感
。
包括 一 伸缩振动在 内由胸腺嗯 吮环伸缩振 动 引 起 的 另一个尺 峰是在 一 ‘
处 。 该峰在我们所研究的剂量范 围内 , 对辐射也不敏感
, 相对强度改变量在 一 与。之间波
动 。
由此可见 , 不超过 付
,
胸腺嗜呢成分 中的 一 伸缩振动对 辐射并不敏感
。
在所得的 谱中
, 还观察到 一 ‘及 。 一 ‘两个较弱的峰 。
’之们可 以证认为
期 辐照 水溶浓的激光 光谱 马
斌 州 ,
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图 物 。 一 水溶液暴露在空气中经不同剂皿 射线辐照后的 谱
, 肠 。 生。一 忿 、 。‘
一
、 、 、 和 分别与。、 。了 、
、 心 和 连 相对应 。 相对强度都用
各自 谱中的。 一 玉峰强度为一 计算 。
, , ,
‘
, 。了 , ,
,
,
一 盆
山胸腺晚吮环伸缩振动所致
。 这是 因为在几种脱氧核糖核普酸混合水溶液 〔 ℃ 脱氧腺朴
酸 , 脱氧胞普酸 , 脱氧鸟普酸 , 胸普酸
〕的 谱 中 , 在 一 一 ‘ 区域 与胸腺咤吮成分有关的
, 只
有 一 ’及 。 一 ‘两个较弱 的峰 〔‘ 〕
。 在高于解链温度 ℃时 , 多聚脱氧腺着胸 甘
。行 , 双螺旋 水溶液 二甲基 肿酸盐缓冲液 中性 的又
汗‘ , , 也 、
’
见到 一 ’处有肩状突起
。 司 讨在 。 一 ‘处也有
‘
一个君牵〔“ 。 表 所 列
数值表明 , 水溶液 谱的这两个谱带 , 相对而言对于 辐射是敏感的 。 例如 剂 从
为 及 汁 , 。 一 ‘ 一羊相对强度分别 戍弱 及 , 而 一 ‘ 条干只寸沙戍弱 。
及 。 与之相 比 , 一 ‘ 峰只相对减弱 及 。 一 ’峰也只相对减 弱 及 。
。 一 ‘峰与胸腺嗜 咤环呼吸振动 相对应
。
其相对 强度随 丫 剂量的相对改变情 况与
一 ’及 一 ‘ 两峰类似 , 也较敏感
。 辐射剂员为
、
及 时
, 相对强度分 别
刁戈弱 。
、
及 。
山 在环面 内弯 曲振动所致的 一 ‘峰 , 对 丫 辐射也是敏感的 。 剂量为 和
时 , 相刘 强度减少 及 。 当剂量增为 才 , 则减少 。
匀会 桂 农 学 报 卷
表 不同剂量 射线辐照后一些 峰 的相对强度
以 轰一 的 一 ‘峰为
一 ’ 盖一 少
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讨 论
实验证明 , 胸腺嗜喧“ 水溶液
,
在空气中用 、, 射线照射 后 的 产 物 在 种以
上 , 情况是复杂的
。 但绝大多数产物最初都与 基或原子 破坏双键结构
、
加成到
或 上的过程有关 , 从而在氧的参与下形成过氧经基轻基化合 物 一过 氧 轻 基
“ 轻基一 , 一双氢胸腺喀咤的顺式或反式同分异构体
。 这种产物并不稳定 , 它 们 经 热
分解变为更加稳定的化合物 , 其中包括 〔“ ’ 丢失过氧羚基 中的氧 , 形成稳 定 的 顺 、
反式 , 一双经基一 , 双氢胸腺嗜吮同分异构体 顺式 , 一 。 反式 , 一 见
这是胸腺嚓喧水溶液在空气中 辐照后形成的主要稳定产物
。
脱水后形成 一经基一 一 甲基 巴 比 土 酸 包 括 一羚 基一 一 甲 墓 乙 内 酚 脉 在 内 ,
见
叮 卜
队夕
’
丫丫、
期 丫辐照 水溶浓的激光 。光谱
因水解使 , 键断开 , 生成 ‘一甲酞基一 一丙酮吼豚 。 。 和 一羚基 一甲
基 乙内酞腮
一 一
一 一
、
‘ ‘
卜
山此可见 , 水榕液在空气中经 射线辐照引起的化学稳定的分子结构 变 化 , 基本
上是在 双键上发生的
。
但是 表征 双键伸缩振 动 的
峰很难直接观察到 , 因为它正好被 一 伸缩振动所致的很强且很宽的 峰所复盖 。 然
而 , 辐射除 了对 一 仲缩振动模式产生直接影响外
, 还对另一些 与嚓咤环 整
休性质有关的振动模式
, 如胸腺嚓 吮环伸缩振动
、
呼’吸振动等模式产生影响
。 我们 观 察 到
的 并 , 正就是 这种影响产生的 。
如 澡假设 圣相对 强度的降低 鼠与表征该峰的某种结构的损伤百分 比成 正 比
那么对我们所得的实验结果可作如 一 解释
一
于 水溶液的稳定降解产物
, 诸如 , 一双轻基一 , 一双氢胸腺咬咙 以 及 一羚
推一 一甲基 乙内酞豚中仍保留 一 伸缩振动 的模式 , 囚此表征 伸缩振动的 峰不
会因 丫射线辐照而发生明显变化 。 冰 、。 等在小牛胸腺 红外 伶中 , 观察 到与 伸
缩振动对应的 一 ’及 一 ‘ 两峰 , 在 丫身」
·
线辐照后相对 强度也不发生明显 变
化 以 一 的 一 ’峰强度 为标准
。 辐照前后 , 该两峰相对强度只改变 一 左右 〔 ’
这与上述我们观察到的 谱基本一致
。
类似地
, 因为 丫 射线辐照 水溶液的绝大多数产物
, 仍 当完好地保留 有 一
结构 , 所 以主要表征 一 伸缩振动 ’一勺 一 ‘ 和 。 一 ‘ 牵 , 只寸 辐射并不敏感 ‘
至少在剂最不很高时是这样
。 ‘
水溶液暴露于空气 , ,对 丫射线敏感的 峰是
、 、
和 一 ‘
峰 当剂 墩在 。。 左右时 , 这些峰的相对强度分别改变 了一
、 一 、 一 及一 ,
其 中 和 一 ’两峰由环伸缩振动 所引起 及 一 ’两峰分别 由环呼吸振动和 胸
腺嚓吮环面的 一 弯 曲振动所引起 。 在相当程度上它们都 与胸腺嚓咤环的整体性质或 完 整
性有关 , 因此对 丫 辐射是敏感的
‘
胸腺啥咙是组成 大分子的基本成分之一 , 在 丫 射线辐照后 水 溶 液 的 激 光
谱分析中 , 水溶液的谱有重要 意义
。 但必须指 , 由于 中某些结构成分或
从团的特征谱互有屯迭 以及某些邻近结构成分或基团间存在非线性偶合致使对应的谱峰互有
形响 , 因而 的激光 谱分析变得复杂了 。 例如 我们在小牛胸腺 水溶液中观察
到 的 一 ‘ 峰 , 不仅 与 的振动有关 , 而 且 还 与 一 一 以及 的 振 动 有 关 类 似 地 ,
一 ‘ 峰与
、 、
振动都有关系
。
这样 , 射线辐照对小牛胸腺 水溶液 的 这 两
个谱 峰的影响 , 除了考虑 的贡献 以外 , 还必须进一步分别考 虑 一 一 以及
、
等 的
贡献
。 这些问题 , 我们将另文讨论
。
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