p Quando as células vivas são bombardeadas com jejum, íons pesados, suas interações com moléculas de água podem produzir elétrons "secundários" espalhados aleatoriamente com uma ampla gama de energias. Esses elétrons podem então desencadear reações potencialmente prejudiciais em moléculas biológicas próximas, produzindo fragmentos eletricamente carregados. Até aqui, Contudo, os pesquisadores ainda precisam determinar as energias precisas nas quais os elétrons secundários produzem certos fragmentos. Em um novo estudo publicado em EPJ D , pesquisadores no Japão liderados por Hidetsugu Tsuchida na Universidade de Kyoto definem pela primeira vez os intervalos exatos precisos em que fragmentos carregados positiva e negativamente podem ser produzidos. p Através de uma melhor compreensão de como biomoléculas como o DNA são danificadas pela radiação ionizante, os pesquisadores podem fazer novos avanços importantes para terapias contra o câncer mais eficazes. Como marcadores moleculares, íons pesados ​​deixarão rastros em escala nanométrica ao passarem pela água; espalhando elétrons secundários à medida que depositam sua energia. Esses elétrons podem então ligar-se a moléculas próximas se tiverem energias mais baixas, potencialmente fazendo com que eles se fragmentem posteriormente; ou podem desencadear uma fragmentação mais direta se tiverem energias mais altas. Uma vez que a água compreende 70% de todas as moléculas nas células vivas, este efeito é particularmente pronunciado em tecidos biológicos.

p Em sua pesquisa anterior, A equipe de Tsuchida bombardeou gotículas de líquido contendo o aminoácido glicina com rápido, íons de carbono pesados, em seguida, identificou os fragmentos resultantes usando espectrometria de massa. Com base nesses resultados, os pesquisadores agora usaram modelos de computador que incorporam métodos de amostragem aleatória para simular o espalhamento de elétrons secundários ao longo da trilha de água de um íon de carbono. Isso permitiu que eles calculassem os espectros de energia precisos dos elétrons secundários produzidos durante o bombardeio de íons; revelando como eles se relacionam com os diferentes tipos de fragmentos de glicina produzidos. Por meio dessa abordagem, Tsuchida e colegas mostraram que, enquanto os elétrons com energias inferiores a 13 eletronvolts (eV) passaram a produzir fragmentos carregados negativamente, incluindo cianeto ionizado e formato, aqueles na faixa entre 13eV e 100eV criaram fragmentos positivos, como metileno amina.