不同能量质子物理作用过程致DNA损伤的对比研究

摘要：

目的 基于蒙特卡罗程序包Geant4研究布拉格峰附近能量质子在物理作用过程阶段对DNA损伤的特点规律.方法 利用Geant4构建细胞核及DNA模型,并基于Geant4-DNA物理过程模拟布拉格峰附近7档不同能量的质子在细胞核中传输过程,记录各相互作用位点相关信息,随机选取16％作用位点作为质子及其次级电子与DNA相互作用的位点,并将可导致DNA链断裂的位点信息写入新的文件,之后通过基于密度的空间聚类算法(DBSCAN)处理该文件,进而分析计算不同能量质子致DNA损伤的差异.结果 能量介于0.6 ～ 20.0MeV之间的质子穿过细胞核时,随着能量的降低,单个质子致DNA损伤位点数由49.86增至549.88;损伤集簇数由2.92增至82.46;各尺寸集簇数增加显著,尺寸≥5的集簇增加329倍以上;平均集簇尺寸虽也有增加,但并不明显;简单单链断裂、复杂单链断裂、简单双链断裂和复杂双链断裂分别增加约7、25、23和63倍;单链断裂所占比例由96.69％减少到89.37％,双链断裂则由3.31％增加至10.63％.结论 质子能量越低,通过物理作用过程使DNA产生的损伤越复杂,DNA的修复越困难.

关键词：Geant4-DNA、DNA损伤、质子、物理作用过程、损伤集簇

所属期刊栏目：36

分类号：O614.82+1;TP311.13;Q51

在线出版日期：2016-09-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：583-587