När snabbrörliga joner korsar vägar med stora biomolekyler, de resulterande kollisionerna producerar många lågenergielektroner som kan fortsätta att jonisera molekylerna ytterligare. För att till fullo förstå hur biologiska strukturer påverkas av denna strålning, det är viktigt för fysiker att mäta hur elektroner sprids vid kollisioner. Än så länge, dock, forskarnas förståelse av processen har förblivit begränsad. I ny forskning publicerad i EPJ D , forskare i Indien och Argentina, ledd av Lokesh Tribedi vid Tata Institute of Fundamental Research, har framgångsrikt bestämt egenskaperna hos elektronemission när höghastighetsjoner kolliderar med adenin - en av de fyra nyckelnukleobaserna i DNA.

Eftersom högenergijoner kan bryta strängar av DNA när de kolliderar med dem, teamets resultat kan förbättra vår förståelse för hur strålskador ökar risken för att cancer utvecklas i celler. I deras experiment, de ansåg det "dubbla differentiella tvärsnittet" (DDCS) av adeninjonisering. Detta värde definierar sannolikheten att elektroner med specifika energier och spridningsvinklar kommer att produceras när joner och molekyler kolliderar frontalt, och är avgörande för att förstå i vilken utsträckning biomolekyler kommer att joniseras av elektronerna de avger.

För att mäta värdet, Tribedi och kollegor förberedde noggrant en stråle av adeninmolekylånga, som de korsade med en stråle av högenergikoljoner. De mätte sedan den resulterande joniseringen genom tekniken för elektronspektroskopi, vilket gjorde det möjligt för dem att bestämma adenins elektronemissioner över ett brett spektrum av energier och spridningsvinklar. Senare, teamet kunde karakterisera DDCS av adenin-jonkollision; som producerade ett resultat som i stort sett överensstämde med förutsägelser gjorda av datormodeller baserade på tidigare teorier. Deras resultat kan nu leda till viktiga framsteg i vår kunskap om hur biomolekyler påverkas av höghastighets jonstrålning; potentiellt leda till en bättre förståelse för hur cancer i celler kan uppstå efter strålskador.