Måling af elektronemission fra bestrålede biomolekyler

Når hurtige ioner krydser veje med store biomolekyler, de resulterende kollisioner producerer mange lavenergielektroner, som kan fortsætte med at ionisere molekylerne yderligere. For fuldt ud at forstå, hvordan biologiske strukturer påvirkes af denne stråling, det er vigtigt for fysikere at måle, hvordan elektroner bliver spredt under kollisioner. Indtil nu, imidlertid, forskernes forståelse af processen har været begrænset. I ny forskning offentliggjort i EPJ D. , forskere i Indien og Argentina, ledet af Lokesh Tribedi ved Tata Institute of Fundamental Research, har med succes bestemt karakteristikaene for elektronemission, når højhastighedsioner kolliderer med adenin - en af ​​de fire nøglenukleobaser i DNA.

Da højenergi-ioner kan bryde DNA-strenge, når de kolliderer med dem, holdets resultater kan forbedre vores forståelse af, hvordan strålingsskader øger risikoen for, at kræft udvikles i celler. I deres eksperiment, de betragtede "dobbelt differentielt tværsnit" (DDCS) af adeninionisering. Denne værdi definerer sandsynligheden for, at elektroner med specifikke energier og spredningsvinkler vil blive produceret, når ioner og molekyler støder frontalt sammen, og er afgørende for at forstå, i hvilket omfang biomolekyler vil blive ioniseret af de elektroner, de udsender.

For at måle værdien, Tribedi og kolleger forberedte omhyggeligt en stråle af adeninmolekyledamp, som de krydsede med en stråle af højenergi-carbon-ioner. De målte derefter den resulterende ionisering ved hjælp af elektronspektroskopi, hvilket gjorde det muligt for dem at bestemme adeninets elektronemissioner over en bred vifte af energier og spredningsvinkler. Efterfølgende, holdet kunne karakterisere DDCS af adenin-ion kollision; producerede et resultat, der stort set stemte overens med forudsigelser fra computermodeller baseret på tidligere teorier. Deres resultater kan nu føre til vigtige fremskridt i vores viden om, hvordan biomolekyler påvirkes af højhastigheds ionstråling; potentielt føre til en bedre forståelse af, hvordan kræft i celler kan opstå efter strålingsskader.