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Caractéristiques d'émission d'électrons des biomolécules irradiés

Si pleins d'action les circuits croisés d'ions avec de grands biomolécules, les collisions donnantes droit produisent beaucoup d'électrons à énergie réduite qui peuvent continuer pour ioniser les molécules encore autres. Pour comprendre entièrement comment des structures biologiques sont affectées par cette radiothérapie, il est important que les physiciens mesurent comment des électrons sont dispersés pendant les collisions. Jusqu'ici, cependant, la compréhension des chercheurs du procédé est demeurée limitée. Dans la recherche neuve publiée dans EPJ D, les chercheurs en Inde et l'Argentine, aboutie par Lokesh Tribedi à l'institut de Tata de la recherche fondamentale, ont avec succès déterminé les caractéristiques de l'émission d'électrons quand les ions à haute vitesse se heurtent de l'adénine - un des quatre nucleobases principaux de l'ADN.

Puisque les ions de grande énergie peuvent briser des brins d'ADN pendant qu'ils se heurtent eux, les découvertes de l'équipe pourraient améliorer notre compréhension de la façon dont les dommages causés par les radiations augmentent le risque de cancer se développant dans des cellules. Dans leur expérience, ils ont considéré la « double section efficace différentielle » (DDCS) d'ionisation d'adénine. Cette valeur définit la probabilité que des électrons avec des énergies spécifiques et des cornières de dispersion seront produit quand les ions et les molécules se heurtent de front, et sont critiques pour comprendre le point auquel des biomolécules seront ionisés par les électrons qu'ils émettent.

Pour mesurer la valeur, Tribedi et collègues ont soigneusement préparé un avion à réaction de vapeur de molécule d'adénine, qu'ils ont croisé avec un faisceau des ions de grande énergie de carbone. Ils ont alors mesuré l'ionisation donnante droit par la technique de la spectroscopie électronique, qui leur a permise de déterminer les émissions des électrons de l'adénine au-dessus d'un large éventail d'énergies et de cornières de dispersion. Par la suite, l'équipe pourrait caractériser le DDCS de la collision d'adénine-ion ; la production d'un résultat qui était conforme en grande partie aux prévisions a effectué par des types d'ordinateur basés sur des théories précédentes. Leurs découvertes pourraient maintenant mener aux avances importantes dans notre connaissance de la façon dont des biomolécules sont affectés par la radiothérapie à haute vitesse d'ion ; potentiellement conduisant à une meilleure compréhension de la façon dont le cancer en cellules peut surgir après des dommages causés par les radiations.

Source:
Journal reference:

Bhattacharjee, S., et al. (2020) Electron emission in ionization of adenine molecule induced by 5 MeV/u bare C ions. EPJ D. doi.org/10.1140/epjd/e2020-10151-3.