Wanneer snel bewegende ionen paden kruisen met grote biomoleculen, de resulterende botsingen produceren veel laagenergetische elektronen die de moleculen nog verder kunnen ioniseren. Om volledig te begrijpen hoe biologische structuren worden beïnvloed door deze straling, het is belangrijk voor natuurkundigen om te meten hoe elektronen worden verstrooid tijdens botsingen. Tot dusver, echter, Het begrip van onderzoekers van het proces is beperkt gebleven. In nieuw onderzoek gepubliceerd in EPJ D , onderzoekers in India en Argentinië, geleid door Lokesh Tribedi van het Tata Institute of Fundamental Research, hebben met succes de kenmerken van elektronenemissie bepaald wanneer ionen met hoge snelheid botsen met adenine - een van de vier belangrijkste nucleobasen van DNA.

Omdat hoogenergetische ionen DNA-strengen kunnen breken als ze ermee botsen, de bevindingen van het team zouden ons begrip kunnen verbeteren van hoe stralingsschade het risico op het ontwikkelen van kanker in cellen verhoogt. In hun experiment hebben ze beschouwden de 'dubbele differentiële dwarsdoorsnede' (DDCS) van adenine-ionisatie. Deze waarde definieert de kans dat elektronen met specifieke energieën en verstrooiingshoeken worden geproduceerd wanneer ionen en moleculen frontaal botsen, en is van cruciaal belang voor het begrijpen van de mate waarin biomoleculen worden geïoniseerd door de elektronen die ze uitzenden.

Om de waarde te meten, Tribedi en collega's maakten zorgvuldig een straal adeninemoleculedamp klaar, die ze kruisten met een straal van hoogenergetische koolstofionen. Vervolgens maten ze de resulterende ionisatie via de techniek van elektronenspectroscopie, waardoor ze de elektronenemissies van de adenine konden bepalen over een breed scala aan energieën en verstrooiingshoeken. Vervolgens, het team kon de DDCS van adenine-ion-botsing karakteriseren; het produceren van een resultaat dat grotendeels overeenkwam met voorspellingen gemaakt door computermodellen op basis van eerdere theorieën. Hun bevindingen kunnen nu leiden tot belangrijke vooruitgang in onze kennis over hoe biomoleculen worden beïnvloed door ionenstraling met hoge snelheid; mogelijk leidend tot een beter begrip van hoe kanker in cellen kan ontstaan ​​na stralingsschade.