金纳米粒子周围电离团簇的径向依赖性

本工作探讨了金纳米粒子 (NP) 周围电离团簇的增强现象，这是 DNA 损伤诱导的指标，也是细胞死亡的潜在触发因素。我们进行了蒙特卡洛径迹结构模拟，以确定：(a) 带电粒子平衡条件下，金 NP 周围水中入射光子和电子的注量；(b) 平均产生的电离团簇密度，以及使用关联体积团簇法 (Associated Volume Clustering) 在纳米粒子内至少发生一次相互作用条件下的团簇密度。为了与最近的基准比对进行比较，我们确定了吸收剂量。报告的数量已归一化为初级注量，从而建立了与宏观剂量学量的联系。金 NP 对电子注量谱的修改较小，主要发生在低能区。从 NP 发射的电子净注量主要由光子相互作用产生的电子主导。较小的 NP 会导致在距 NP 表面约 50 nm 至 100 nm 处的条件团簇频率出现明显的峰值。每单位 imparted 能量的团簇数量在高达 150 nm 的距离内有所增加，因此团簇增强显著超过了剂量增强。本工作强调了纳米剂量学分析的必要性，并指出由于低能俄歇电子的发射，纳米粒子附近的电离团簇有所增加。虽然辐射场的电子成分在确定电离团簇和 imparted 能量的背景贡献方面起着重要作用，但纳米粒子的剂量学效应由光子相互作用（包括低能俄歇电子）产生的次级电子及其离开纳米粒子的能力之间的相互作用所主导。