使用 Geant4-DNA 模拟低能电子对 DNA 损伤的径迹结构
生物物理
2018-10-09 v2 医学物理
摘要
由于所涉及的物理和化学过程，电离辐射与细胞的相互作用会导致 DNA 细胞发生单链断裂（SSB）和双链断裂（DSB）以及碱基损伤。这些损伤可能杀死细胞，或者可能被错误修复并导致遗传疾病和癌症。DNA 损伤的径迹结构 Monte Carlo 模拟提供了损伤的类型及其频率。在本文中，为了推导初始 DNA 损伤，我们使用 Geant4-DNA 代码模拟了 100 eV 至 4.5 keV 入射电子束相互作用的物理、物理化学和化学阶段。通过在一次模拟中考虑电子的直接损伤以及羟基自由基对 DNA 的间接损伤，我们研究了 SSB 和 DSB 的简单与复杂损伤。此外，还评估了损伤的产额和各类 DNA 损伤的概率。这些计算结果与现有实验数据及其他模拟进行了比较。对于能量低于 500 eV 的电子，我们的结果与已发表数据之间存在差异，这主要是由于与其他代码相比，Geant4-DNA 的物理（电子电离、激发截面）和化学模型、模拟中考虑的化学过程、DNA 几何形状以及为损伤阈值选择的参数存在差异。在本文中，还评估了链断裂阈值能量的影响。
引用
@article{arxiv.1805.11159,
title = {Track structure simulation of low energy electron damage to DNA using Geant4-DNA},
author = {Mojtaba Mokari and Mohammad Hassan Alamatsaz and Hossein Moeini and Ali Akbar Babaei-Brojeny and Reza Taleei},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.11159},
year = {2018}
}
备注
6 figures, 4 tables, 21 pages