Медленных электронов для борьбы с раком

Медленный выборы могут быть использованы для уничтожения раковых клеток, но как именно это происходит и не были правильно поняты. Теперь ученые смогли доказать, что ранее мало-наблюдается эффект на самом деле играет ключевую роль: из-за процесса, называемого распада межатомных кулоновских, Ион может передать дополнительную энергию окружающим атомам. Это освобождает огромное количество электронов, причем как раз нужное количество энергии, чтобы вызвать оптимальное повреждения ДНК раковых клеток.

Ионные пучки, часто используется сегодня при лечении рака: это включает в себя электрически заряженных атомов и была уволена в опухоль для уничтожения раковых клеток. Хотя, это не на самом деле ионы сами по себе, что причиной решающих повреждений. Когда ионов проникать через твердый материал, они могут поделиться частью своей энергии с множеством отдельных электронов, которые затем продолжают двигаться на относительно низкой скорости-и именно эти электроны, которые затем разрушают ДНК раковых клеток.

Этот механизм является сложным и еще не полностью изучены. Исследователи в техническом университете Вены теперь были в состоянии продемонстрировать, что ранее мало-наблюдаемый эффект действительно играет ключевую роль в этом контексте: в результате процесса, называемого распада межатомных кулоновских, Ион может передать дополнительную энергию окружающим атомам. Это освобождает огромное количество электронов, причем как раз нужное количество энергии, чтобы вызвать оптимальное повреждения ДНК раковых клеток. Для того, чтобы понять и улучшить эффективность ионной терапии, этот механизм абсолютно должно быть учтено. Результаты были недавно опубликованы в специализированном журнале публикации Физическая химия письма.

Одной быстрой частицы — или много медленных

Когда заряженная частица проникает в материал на большой скорости, таких как ткани человека-это листья гигантского атомного беспорядка на своей волне: «это может вызвать целый каскад эффектов», — говорит Джанин Schwestka, ведущий автор недавней публикации, который в настоящее время работает над диссертацией, в команде под руководством профессора Фридриха Aumayr и д-р Ричард Вильгельм. Когда Ион движется через другие атомы, эти и другие частицы могут стать ионизированный, быстрые электроны летают вокруг, а затем сталкиваются с другими частицами. В конечном счете, быстрый, заряженный ион может вызвать частицы душ из сотен электронов друг с гораздо более низкой энергии.

В повседневной жизни, мы привыкли к быстрым объекты, имеющие более драматические последствия, чем более медленные — футбол пнули со всей силы наносит гораздо больший урон в посудной лавке, чем тот, который аккуратно завернутые в. На атомном уровне, однако, это не относится: «вероятность медленных электронов разрушает ДНК значительно больше. И наоборот, чрезвычайно быстрых электронов обычно просто пролетает мимо молекулы ДНК, не оставляя следов», — поясняет Schwestka Джанин.

С одной электронной оболочки на другую

Команда из ту Вена в последнее время обратила пристальное внимание на особый эффект, а именно, распада межатомных кулоновских. «Электроны Иона можно считать разными государствами. В зависимости от того, сколько энергии они имеют, они могут быть расположены в одном из внутренних оболочек, близких к ядру, или внешняя оболочка», — говорит Schwestka Джанин. Не все возможности электронного пространства заняты. Если электрон оболочки в средний энергетический диапазон является бесплатным, электрон может тогда перебраться туда из оболочки с более высокой энергией. Это высвобождает энергию, которая затем может быть передан материал по межатомных распада кулоновских: «Ион передает эту энергию нескольких атомов в непосредственной близости одновременно. Один электрон отделяется от каждого из этих атомов, а потому, что энергия делится между несколькими атомами речь идет о действительно очень медленных электронов», — объясняет Schwestka.

Ксеноновые и графена

С помощью хитроумной экспериментальной установки, теперь стало возможным доказать эффективность этого процесса. Многозарядных ионов ксенона выстрелить слой графена. Электронов с внешних оболочек ксеноновые переключатель в положение другой снаряд с меньшей энергией, в результате чего электроны отрываются от многочисленных атомов углерода в графеновых слоев, которые затем регистрируется с помощью детектора, так как для измерения их энергии. «По сути, таким образом, нам удалось показать, что межатомные распада кулоновских играет важную роль в создании большого количества свободных электронов в материале», — говорит профессор Фридрих Aumayr.

Для того, чтобы правильно описать взаимодействие ионных пучков с твердыми материалами или органических тканей, этот эффект должен быть принят во внимание. Это важно, с одной стороны, для оптимизации ионно-лучевой терапии для лечения рака, но и для других важных областях, таких как охрана здоровья экипажей космической станции, где вы подвержены постоянным обстрелом частиц от космического излучения.