一项新的国际研究揭示了分子水平上辐射损伤机制的见解。这项发表在《自然化学》上的研究揭示了由于溶剂化金属离子的核心级电离引发的超快过程，如何发生广泛的局部水电离。

研究表明溶剂化金属离子周围形成水电离热点

辐射损伤，特别是在生物系统中，主要是由水分子的电离以及随后自由基和低能电子的形成引起的。这项研究表明，辐射损伤的发生与水中溶剂化的金属离子密切相关，而不是直接电离生物分子。这与之前的理论不同，之前的理论将辐射损伤主要归因于辐射路径上的随机事件。

“几年前，理论上预测，当X射线照射到镁离子时，可以形成高度电离和激发态，但它们在周围水分子的帮助下很快松弛，从而使它们电离，”来自布拉格化学技术大学。

“在我们的出版物中，我们使用溶剂化铝离子的例子演示了发生弛豫的详细多步骤机制。很明显，离子的弛豫会导致水的广泛且非常局部的电离，我们可以讨论这样的形成-称为辐射损伤的‘热点’，”她补充道。

该研究专门研究了核心级电离后水溶液中Al3+离子的行为。研究发现，这些系统中的电子弛豫涉及两个连续的溶质-溶剂电子转移介导的衰变过程。

该研究的通讯作者EvaMuchová表示：“电子转移介导的衰变步骤对应于从Al5+到Al3+的顺序弛豫，同时形成四个离子水分子和两个低能电子。这种电荷倍增所产生的高活性物质预计将引发一系列自由基反应。”

这项研究的影响是深远的，特别是在癌症放射治疗的背景下，了解放射损伤机制对于优化治疗策略至关重要。此外，这项研究可能会给DNA分子修复带来新的见解，并有助于在各个领域开发更有效的辐射防护措施。

该研究将先进的实验技术(包括液体喷射光电子能谱)与高级从头计算相结合，以证实这些复杂过程的发生。研究人员强调，这项工作代表了我们在分子水平上理解辐射损伤方面向前迈出了重要一步，并强调了溶剂化金属离子在引发这些过程中的作用。