Institutional Repository of Institute of Modern Physics, CAS
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一氧化氮对人肝癌细胞SMMC-7721辐射敏感性的增强效应
No full text目的:观察一氧化氮对肿瘤细胞SMMC-7721辐射敏感性的作用效果。方法:实验于2005-06/09在兰州大学生命科学学院和中科院近代物理研究辐射医学实验室进行。处于对数生长期的肝癌细胞SMMC-7721,在用X射线照射前4h,换入含有0.1mmol/L硝普钠(一氧化氮的前体)的培养液,与对照组(不加硝普钠)一起,在200cGy/min的剂量率下,分别照射0,1,2,4,6,8Gy,换为正常培养液培养。用集落形成法计算细胞的存活率,用吖啶橙/溴乙啶双染法检测细胞的死亡情况,用流式细胞仪检测细胞周期。结果:①存活曲线细胞存活率随照射剂量增加而减少,硝普钠组细胞的克隆形成率低于对照组(2Gy时,P<0.01)。②细胞死亡百分率(坏死细胞与凋亡细胞总数/总细胞数):与照射剂量呈正相关,硝普钠组高于对照组(P<0.05)。对照组从(9.95±3.53)%(0Gy)逐渐升至(58.74±3.46)%(6Gy),而硝普钠组则从(18.53±12.02)%(0Gy)迅速升至(61.57±9.53)%(2Gy)。③细胞周期检测结果:对照组细胞经过X射线照射后,出现了G2/M期阻滞[从0Gy时(12.50±5.76)%逐渐增加到8Gy(40.36±2.74)%],而硝普钠组细胞在低剂量时主要表现为G0/G1期阻滞[0Gy:(16.06±7.19)%;2Gy:(17.93±0.92)%],而G2/M期阻滞仅在高剂量时明显[8Gy时为(50.10±3.93)%,P<0.05]。结论:经硝普钠产生的一氧化氮,通过与X射线协同作用,减少了肝癌细胞SMMC-7721的细胞存活率,促进细胞死亡,阻止细胞被阻滞至G2/M期,是一种有效的辐射增敏剂
用随机扩增多态性DNA技术对重离子辐照大丽花花色突变体的初步研究
No full text品系为“大雪青”的大丽花幼枝,经兰州重离子加速器提供的80MeV/u12C6+束辐照后,种植在甘肃省定西市临洮新兴花卉公司基地。辐照8Gy的幼枝有一株花色突变体,用随机扩增多态性DNA(Random amplified polymorphic DNA,RAPD)技术对突变体和野生型进行检测分析。琼脂糖凝胶电泳结果表明,所用的10条引物中,有7条引物共扩增出78条带,其中5条引物扩增出了11条多态性片段,从而在DNA水平上证实了两者之间存在着差异,为进一步探讨重离子诱变机理打下基础
The Design of CSRm Radio Frequency Control System
No full textHIRFL-CSR（Heavy Ion Research Facility at LanZhou-Cooling Storage Ring兰州重离子冷却储存环）是国家重大科学工程，其控制系统是一个庞大的系统，由许多分控制系统组成，高频系统是其重要组成部分之一。加速器的加速过程都是由高频系统来完成的。由于高频控制系统的控制对象就是高频腔体，控制系统的稳定性和输出频率的精确性将直接影响到加速器系统的正常工作，而对于高频系统的状态回读又直接决定了对于高频系统的远程监控能力，所以高频控制系统的设计非常重要。本设计基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号专用处理器DSP搭建， 一方面可以完成从控制中心远程控制高频腔体，另一方面也可以完成对于当前状态的读取，所经过的通道也是多样化的，包括CPCI总线通信，CANBUS总线通信或者是485总线通信。本文的内容包括了1>对于高频控制系统控制对象的分析以及各种控制参数要求。2>组成此系统的硬件部分分析选择以及硬件系统的搭建过程。3>对FPGA和DSP进行程序设计的过程和方法。本文的价值不仅在于对高频系统的控制上，对于其他数据采集系统，远程控制系统以及总线通信和数据分析算法上也有着参考价值HIRFL-CSR（Heavy Ion Research Facility at LanZhou-Cooling Storage Ring兰州重离子冷却储存环）是国家重大科学工程，其控制系统是一个庞大的系统，由许多分控制系统组成，高频系统是其重要组成部分之一。加速器的加速过程都是由高频系统来完成的。由于高频控制系统的控制对象就是高频腔体，控制系统的稳定性和输出频率的精确性将直接影响到加速器系统的正常工作，而对于高频系统的状态回读又直接决定了对于高频系统的远程监控能力，所以高频控制系统的设计非常重要。本设计基于现场可编程逻辑门阵列FPGA和数字信号专用处理器DSP搭建， 一方面可以完成从控制中心远程控制高频腔体，另一方面也可以完成对于当前状态的读取，所经过的通道也是多样化的，包括CPCI总线通信，CANBUS总线通信或者是485总线通信。本文的内容包括了1>对于高频控制系统控制对象的分析以及各种控制参数要求。2>组成此系统的硬件部分分析选择以及硬件系统的搭建过程。3>对FPGA和DSP进行程序设计的过程和方法。本文的价值不仅在于对高频系统的控制上，对于其他数据采集系统，远程控制系统以及总线通信和数据分析算法上也有着参考价
Research and Implementation of TPS for Heavy Ion Radiotherapy
No full text对重离子放射治疗的历史及束流配送系统进行简要回顾之后，本论文重点介绍了重离子治疗计划系统及在此方面所做的一些实践工作，最终目的是给正在进行重离子放射治疗临床试验研究的中国科学院近代物理研究所提供一些实践经验，为即将开展的深部肿瘤重离子治疗计划系统的建立奠定基础。本论文在医学影像算法平台MITK(medical imaging toolkit, MITK)的基础上开发了一个集成化的三维医学影像处理程序，提供了一个一致的框架，整合医学图像读取，二维、三维交互操作，医学图像三维面绘制等功能，并且完全支持DICOM3.0标准。在此基础上，利用IDL（interactive data language，IDL）实现了对医学CT图像像素值的提取，在对像素值沿束流贯穿方向上进行水等效处理后，根据CT图像给出的信息完成了初步的剂量计算与治疗计划的设计，并提出了一些治疗计划的验证方案。治疗计划系统是一种融合了多种诸如数学、放射物理学、放射生物学、计算机图形学、数字图像处理等学科的复杂软件系统，是放射治疗专家预先规划治疗方案的一种计算机辅助工具。其内容包括图像重建、靶区及紧要器官的划分、重离子束照射通道及束流能量的选择与确定、处方剂量向重离子辐照场强度的反演、辐射场的优化、重离子束辐射场控制数据的产生、剂量计算结果的二维及三维显示、治疗计划的生物效应评估以及治疗计划的优化等。本论文利用MITK和IDL对上述部分内容提供了一个基本的解决方案，为今后开发更加完善的重离子治疗计划系统搭建了框架对重离子放射治疗的历史及束流配送系统进行简要回顾之后，本论文重点介绍了重离子治疗计划系统及在此方面所做的一些实践工作，最终目的是给正在进行重离子放射治疗临床试验研究的中国科学院近代物理研究所提供一些实践经验，为即将开展的深部肿瘤重离子治疗计划系统的建立奠定基础。本论文在医学影像算法平台MITK(medical imaging toolkit, MITK)的基础上开发了一个集成化的三维医学影像处理程序，提供了一个一致的框架，整合医学图像读取，二维、三维交互操作，医学图像三维面绘制等功能，并且完全支持DICOM3.0标准。在此基础上，利用IDL（interactive data language，IDL）实现了对医学CT图像像素值的提取，在对像素值沿束流贯穿方向上进行水等效处理后，根据CT图像给出的信息完成了初步的剂量计算与治疗计划的设计，并提出了一些治疗计划的验证方案。治疗计划系统是一种融合了多种诸如数学、放射物理学、放射生物学、计算机图形学、数字图像处理等学科的复杂软件系统，是放射治疗专家预先规划治疗方案的一种计算机辅助工具。其内容包括图像重建、靶区及紧要器官的划分、重离子束照射通道及束流能量的选择与确定、处方剂量向重离子辐照场强度的反演、辐射场的优化、重离子束辐射场控制数据的产生、剂量计算结果的二维及三维显示、治疗计划的生物效应评估以及治疗计划的优化等。本论文利用MITK和IDL对上述部分内容提供了一个基本的解决方案，为今后开发更加完善的重离子治疗计划系统搭建了框
Basic Research in Biological-Object-Oriented hadrontherapy
No full text目的： 肿瘤是当今人类生活中最危险的疾病之一。重离子和质子的Bragg峰，能使高吸收剂量区集中于肿瘤部位，从而有效地保护周围的健康组织，且在肿瘤照射区具有相对生物学效应高、修复效率低等特点，在放疗上比较理想。但是现有的离子束治疗模式仍是面向物理学对象的——即仅仅考虑离子的物理学特性和肿瘤的大小、形状等，很少从生物的有机整体考虑。本文依据生物学个体差异，进行了面向生物学对象的离子治疗模式必要性和可行性的基础研究。研究方法与结果： 1、不同剂量的重离子辐照肝癌SMMC-7721细胞后出现了细胞周期阻滞，细胞在低剂量区表现出明显的HRS/IRR 响应。 2、不同剂量重离子和X射线分别辐照小鼠全身后，其骨髓细胞周期表现出不同的分布，且等剂量重离子较X射线辐照对动物的影响更明显。 3、头部是一个重要的器官。重离子辐照小鼠头部后，小鼠骨髓、脾脏和外周淋巴细胞周期分布出现明显变化，这表明动物个体本身是一个有机统一整体，重离子辐照对动物非辐照部位具有直接的和间接的影响。 4、7.5c Gy重离子辐照正常小鼠后荷瘤，不仅没有能够抑制反而促进了肿瘤的生长，并且小鼠胸腺、脾脏、骨髓和外周淋巴细胞周期分布发生变化。另外发现雄性比雌性小鼠对低剂量重离子辐射更敏感。 5、以不同剂量重离子辐照荷瘤小鼠（S180肉瘤或H22肝癌）的实验中，随着剂量的增加，肿瘤细胞周期阻滞现象逐渐明显，同时出现免疫系统细胞周期的阻滞。这表明重离子辐照在杀死或引起肿瘤细胞凋亡的同时，在一定程度上也引起了正常组织和免疫系统的损伤。结论： 本研究通过一系列的细胞、动物学实验证明了面向生物学对象的离子治疗模式是可行的和必要的，这种模式将使离子治疗能够根据患者的个体差异，采取适合不同个体的最佳治疗方案，将可能极大的提高治愈率和患者的生存质量，是一种以人为本的治疗模式，有着很好的应用前
P53及其相关蛋白对X射线照射肝癌细胞周期的调节
No full textX射线照射人肝癌细胞HepG2,照射后细胞存活随照射剂量增大明显下降。流式细胞术分析,不同剂量组照射后24h均发生G2期阻滞。照射后不同时间组的细胞周期分布也有不同,照射后12h,有显著的S期延迟。Western Blot显示照射后24hP53,MDM2,P21蛋白表达上升,并有时间效应:P53在照射后24h之内始终维持较高表达,MDM2和P21分别在照射后6和12h的表达最高。X射线照射通过影响P53及其相关蛋白的表达影响细胞周期
一种新型多道QDC电路的设计
No full text为了满足中子墙探测器对后续能量电子学读出系统的要求并降低成本,本文介绍了一种新型多道电荷-数字转换电路。在该设计中,由于采用了新的设计方法和新的器件,使该电路具有转换速度快,线性好,功耗低、性价比高等突出特点,在大型闪烁体探测器阵列的前端电子学读出系统中有着广泛的应用前景
高LET重离子照射人肿瘤细胞的DNA双链断裂及修复研究
No full text依托兰州近代物理研究所的HIRFL装置对人肝癌细胞SMMC-7721进行高LET的重离子辐照,同时利用脉冲场凝胶电泳研究高LET辐射引起的细胞DSB及其修复的特点。对于不同离子的辐射进行了比较分析,探索重离子的辐射生物学效应机理。结果发现,随着剂量的增加,初始DSB在给定剂量范围内呈线性增长,LET较高的氩离子的剂量效应曲线具有较大的斜率。对于DSB分布情况的研究发现,LET不同,大小片段的分布随着剂量的变化呈现不同的变化情况。修复研究显示两种LET辐射的快修复在30min左右都已经结束,此后都开始了慢修复,对于高LET的氩离子辐射来说,快修复和慢修复完成的修复量均高于较低LET的碳离子辐射。4h时,两种辐射残余的DSB基本一致。结果证明了高LET辐射下初始DSB与剂量的线性依赖关系,且发现不同种类的离子辐射引起的DSB的剂量效应曲线的斜率不同。结果也显示了DSB的非随机分布现象和DSB修复的双阶段模式,发现LET、离子种类和剂量对于DSB的片段非随机分布同时存在影响,同时修复结果提示慢修复机制和错修复在高LET辐射引起损伤的修复研究中可能具有重要意义
应用ECPSSR理论研究重离子引起原子的内壳层电离
No full textECPSSR理论是解释离子-原子碰撞内壳层电离最成功的理论之一.我们用VISUAL FORTRAN编写了ECPSSR理论计算程序,修正了ISICS程序中的错误,本程序可以对各种入射离子与靶原子的组合进行计算,给出K,L,M的壳层及次壳层电离截面以及相应的X射线产生截面,并根据需要选择是否对入射离子运动进行相对论修正.采用所编写的程序计算了一些碰撞体系的电离截面和X射线产生截面,并与其他程序的计算结果和实验数据分别进行了比较
~(12)C~(6+)重离子辐照大葱的生物学效应
No full text用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究了它对大葱的生物学效应。经过不同剂量12C6+重离子照射过的大葱,幼苗发芽率、株高等表型随着辐照剂量的增大,呈现明显的"抛物线"趋势。适量的12C6+重离子照射(30Gy)能提高大葱发芽率和抗旱、抗倒伏能力,促进生长发育。重离子辐照能有效地诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变形成,180Gy处理的大葱微核率和染色体畸变率最高达到9.09%和10.03%。本实验为大葱的重离子辐照育种打下基础