Vliv teploty na radiačně chemické reakce a radiobiologické procesy

Abstract

V obecné části práce je nejdříve popsán současný stav poznatků o radiačním a fotochemickém poškozování nukleových kyselin. Dále jsou zde shrnuty a kriticky diskutovány výsledky publikované v pracích jiných autorů věnovaných teplotním závislostem mechanismů a výtěžků radiačně chemických reakcích a křivek přežití mikrobiálních soustav vystavených působení ionizujícího záření (XUV/rtg. a gama záření, energetickým nabitým částicím, aj.). Experimentální část popisuje přípravu ozařovacího uspořádání využívajícího svazku XUV laseru pracujícího s pinčujícím kapilárním výbojem v argonu. Dále je popsána implementace zařízení umožňujícího nastavovat teplotu ozařovaného vzorku na teploty nižší, než je laboratorní teplota, a provedeny ozařovací experimenty s chlazením a při laboratorní teplotě. Radiobiologické terče představovaly následující species: plazmidová DNA, bakteriofág a rostlinný virus (fytovirus). Výtěžky dvojných zlomů plazmidové DNA vykázaly teplotní závislost dobře interpretovatelného charakteru, zatímco tvorba jednoduchých zlomů probíhala v daném teplotním rozsahu s konstantním výtěžkem. Poškození virových vzorků se ukazuje jako komplikovanější úloha. Při jejím řešení byly získány cenné zkušenosti, které se uplatní v dalším výzkumu.In the general part of the thesis, the current knowledge on radiation and photochemical damages to nucleic acids is introduced. Furthermore, the results of experiments performed and published by other authors devoted to temperature dependences of mechanisms and yields of radiation-chemical reactions and survival curves of microbial systems exposed to ionizing radiation (XUV/x-ray and gamma radiation, energetic charged particles, etc.) are summarized and critically discussed. The experimental part describes the development and setting up of an irradiation setup using an XUV laser beam generated by a pinching capillary discharge in argon. Furthermore, the implementation of a device allowing to adjust the temperature of an irradiated sample to temperatures below the room temperature is described and results of irradiation experiments with cooling and at the room temperature are reported. The radiobiological targets were the following species: plasmid DNA, bacteriophage and plant virus (phytovirus). The yields of plasmid DNA double strand breaks exhibited a temperature dependence of a well-interpretable nature, while the formation of single strand breaks proceeded within a given temperature range with a constant yield. Damage to viruses appears to be a more complicated task. Valuable experience was gained in working on it, which will be applied in forthcoming experience.