水作为电离吡咯的辐射防护剂

生物物质的辐射诱导损伤是自然界中一个普遍存在的问题。水合环境的影响被广泛讨论，但其确切作用仍不清楚。利用定义良好的溶剂化分子聚集体，我们通过实验观察到一颗氢键结合的水分子充当了电离吡咯（一种原型芳香族生物分子）的辐射防护剂。对纯吡咯和吡咯(H$_2$O)样品进行外价电离，并研究随后的损伤与弛豫过程。裸吡咯离子通过断裂 C-C 或 N-C 共价键而碎裂。然而，对于吡咯(H$_2$O)$^+$，我们观察到吡咯环受到强保护，表现为中性水的解离释放，或通过氢键转移电子或质子。总体而言，单个水分子显著降低了碎裂概率，从而降低了单电离吡咯的持续性辐射损伤。