中国科学院 重合图显示了第一个和第二个碎片离子到达探测器之间的飞行时间
信用:IMP 自从50多年前发现了脱氧核糖核酸的双螺旋形式和质子转移诱导的脱氧核糖核酸突变假说以来，人们已经认识到质子转移对许多化学和生物过程至关重要
众所周知，这些过程与生物物理学和放射疗法有关，因此产生了一个问题，即一个大质量的离子是否可以在生物化学过程中转移并导致分裂
具体来说，在复杂的生物环境中，重离子转移起作用吗？ 6月12日发表在《自然通讯》上，一组研究人员通过对一个新通道的研究来解决这些问题，该通道涉及在带电范德瓦尔斯星系团中观察到的重氮离子转移
这项研究是由中国科学院现代物理研究所、应用物理和计算数学研究所以及法国离子、材料和光子研究中心的一组研究人员进行的
“小型范德瓦尔斯系统可以用作实验上可行的模型系统，”教授说
IMP的祝晓龙，第一批作者之一
范德瓦尔斯(vdW)团簇是弱束缚的原子/分子系统
它们在自然界中很常见，对于理解生物系统中的微环境化学现象很重要
" 原子间库仑衰变是一个典型的过程，它证明了能量和电荷在团簇中原子成分之间的大距离上转移，并导致碎裂，证明了孤立原子/分子的禁止通道可能由于相邻原子的存在而打开
在这里，能量和电荷的转移是由虚光子或库仑相互作用介导的
在氢键团簇中，质子转移过程也起着重要的作用
它包括团簇内长距离的质量和电荷迁移，并导致后者的碎裂
然而，在以前的研究中，这种转移过程仅限于氢键团簇
隧道重离子转移过程示意图
信用:IMP 在目前的工作中，科学家们使用中性vdW团簇N2氩作为目标，与1兆电子伏Ne8+离子碰撞，产生双电荷团簇(N2Ar)2+
令人惊讶的是，一个奇特的重氮离子转移通道(N2氩)2+ →氮+ + NAr+被观察到
这是第一次在vdW星系团中报道这样一个重离子转移过程，随之而来的NAr+的形成是一个新的情况
根据研究，该通道来源于母体双电荷团簇N22+ Ar的离解，该离解是由“N2位点”双电子损失过程产生的
理论计算表明，氩和N22+之间的极化相互作用首先导致22+氩从其初始的丁字形状到线性形状的异构化过程
此外，邻近的中性氩原子降低了N22+势垒的高度和宽度，导致亚稳态电子态的寿命显著缩短
因此，共价氮+氮+键的断裂、氮+离子从N22+势阱的隧穿以及氮-氩+结合系统的形成几乎同时发生
然后在N+和NAr+离子对之间开始库仑爆炸
“这种新的机制可能对相邻原子存在下的分子二聚体离子是通用的，并对理解生物系统的微观动力学具有潜在的重要性，”教授说
本文作者之一，IMP公司的马新文
“例如，它可能有助于我们理解重离子辐射治疗癌症的微观机制
"
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