Investigation of the direct DNA damages irradiated by protons of different energies using geant4-DNA toolkit

نویسندگان

  • A.A. Mowlavi Department of Physics, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
  • M. Ebrahimi Loushab Department of Physics, Faculty of Montazeri, Technical and Vocational University (TVU), Khorasan Razavi, Iran
  • Z. Ahmadi Ganjeh Department of Physics, School of Science, Yazd University, Yazd, Iran
چکیده مقاله:

Background: The total yields of direct Single-Strand Breaks (SSBs) and Double-Strand Breaks (DSBs) in proton energies varying from 0.1 to 40 MeV were calculated. While other studies in this field have not used protons with energy less than 0.5 MeV, our results show interesting and complicated behavior of these protons. Materials and Methods: The simulation has been done using the Geant4-DNA toolkit. An atomic model of DNA geometry was simulated. Simulations were performed with a source in the Z-axis direction at the cell nucleus entrance with protons at energies of 0.1-1 MeV in 0.1 MeV steps, 5 MeV, and 10-40 MeV in 10 MeV steps. Results: The calculated SSB yields decreased from 60.08 (GbpGy)−1 for 0.1 MeV proton energy to 49.52 (GbpGy)−1 for 0.5 MeV proton energy, and then it increased to 54.35 (GbpGy)−1 in 40 MeV. The DSB yields decreased from 4.32 (GbpGy)−1 for 0.1 MeV proton energy to 1.03 (GbpGy)−1 for 40-MeV protons. The DSB yields for energies less than 0.5 MeV was about 56%, and for the other energy levels, it was 44%. As for SSB yields, 35% of the breaks arose from protons with an energy of fewer than 0.5 MeV and 65% from higher energies. Conclusion: It was found that the proton ranges with an energy less than 0.5 MeV are smaller than the cell size (10 μm), and 100% of the energy is deposited in the cell region. Then protons with these energies are the best choice to increase the number of DSBs.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

An investigation of neutron direct damages at energies of 0.1-2 MeV on the DNA molecules with atomic structure deduced using Geant4 toolkit

This study proposes a method to estimate RBE of fast neutrons using Monte Carlo simulations. This approach is based on the combination of an atomic resolution DNA geometrical model and Monte Carlo simulations for tracking particles. Atomic positions were extracted from the Protein Data Bank. The GEANT4 code was used for tracking the secondary particles generated by fast neutrons during their in...

متن کامل

Microdosimetry study of a multicellular model with mono-energetic electrons using Geant4-DNA simulation toolkit

Introduction: The goal of any type of radiation therapy in the treatment of tumors, in addition to destroying cancer cells, is to minimizing radiation to nearby healthy cells and thus reducing side damages. For this purpose, targeted radiation therapy (TRT) is more effective in treating of single cells or small cluster of cells. The main factor in the success of this method is...

متن کامل

determination of olanzapine and thiourea using electrodes modified by dna and film of copper-cobalt hexacyanoferrate & investigation of electro-oxidation of some catechol derivatives in the presence of 4-phenylsemicarbazid

چکیده هدف از این کار بررسی الکترواکسیداسیون کتکول و مشتقات آن در حضور 4-فنیل سمی کاربامازید بوده است اکسیداسیون کتکولها ترکیبات نا پایدار کینونها را تولید می کنند که این ترکیبات می تواند در واکنش مایکل بعنوان پذیرنده نوکلئوفیل عمل نمایند. در ادامه اکسایش کتکولهای (a-c1) را درحضور 4-فنیل سمی کاربامازید در محلول آب/استونیتریل (90/10)بوسیله ولتامتری چرخه ای و کولن متری در پتانسیل ثابت مورد بررسی ...

15 صفحه اول

comparative dna interaction studies of antiviral drug, zidovudine and its complex using different instrumental methods

هدف از این مطالعه بررسی امکان استفاده از داروهای شناخته شده در درمان سایر بیماریها به عنوان داروهای ضد سرطان است. همچنین با استفاده از این داروها در ساختمان کمپلکس فلز می توان شاخص های دارویی بدست آمده را بررسی نمود. داروی ضد ویروس ایدز(hiv)به نام زیدوودین(azt)انتخاب و.کمپلکس.محلول.در.آب[pt(azt)2]cl2سنتزو به روشهای مختلف فیزیکی و شیمیایی شناسایی گردید. بر هم کنش مقایسه ای این دارو و کمپلکس پلا...

15 صفحه اول

investigation of effective parameters on the rigidity of light composite diaphragms (psscb) by fem

در این رساله با معرفی سقف های psscb متشکل از ترکیب ورق های فولادی ذوزنقه ای و تخته های سیمانی الیافی به عنوان سقف های پیش ساخته (سازگار با سیستم سازه ای قاب های فولادی سبک) به بررسی پارامترهای موثر بر صلبیت سقف، پرداخته می شود. در تحقیق حاضر ابتدا به مدل سازی دو نمونه سقف آزمایش شده، به روش اجزاء محدود با استفاده از نرم افزار تحلیلی abaqus ver 6.10 پرداخته شده است. نمونه های ساخته شده تحت اعما...

Radial dose distributions from protons of therapeutic energies calculated with Geant4-DNA.

Models based on the amorphous track structure approximation have been successful in predicting the biological effects of heavy charged particles. Development of such models remains an active area of research that includes applications to hadrontherapy. In such models, the radial distribution of the dose deposited by delta electrons and directly by the particle is the main characteristic of trac...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 18  شماره 4

صفحات  809- 815

تاریخ انتشار 2020-10

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023