DNA碱基辐射敏感性的光学控制

目的：通过扩散自由基对电离辐射的自旋阻塞机制，操控核苷酸碱基的辐射敏感性。材料与方法：我们从理论上提出了一种机制，该机制利用圆偏振光和外加磁场的同步施加来控制自由基的极化，并在核苷酸碱基上产生S=1的电子-空穴自旋激发（激子）。我们采用从头算分子动力学模型来计算光学跃迁所需光的特征参数。结果：作为一个具体示例，我们展示了在OH自由基存在下，针对鸟嘌呤计算的数值结果。为了提高该系统的辐射抗性，可以使用蓝光光源进行光泵浦并在鸟嘌呤上诱导激子。结论：自旋注入对扩散控制化学反应路径中自由能垒形成的影响，导致了对辐射诱导碱基损伤的控制。所提出的方法使我们能够操控并部分抑制电离辐射诱导的损伤。