عنوان پایان‌نامه
میکرودزیمتری و نانودزیمتری تابش پروتونی، شبیه سازی اثرات مستقیم تابش های پروتونی با انرژی های اولیه مختلف بر مولکول DNA توسط کد مونت کارلوی Geant۴
- رشته تحصیلی
- بیوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11456ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74189;کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11456ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74189
- تاریخ دفاع
- ۱۵ مهر ۱۳۹۴
- دانشجو
- محمدمهدی پیرنیای دزفولی
- استاد راهنما
- بهرام گلیائی
- چکیده
- موجودات زنده که از حدود 5/3 میلیارد سال پیش با پیدایش اولین سلول به وجود آمده¬اند، همواره تحت تأثیر عوامل محیطی هستند. این عوامل می‌توانند باعث ایجاد اختلال در سیستم¬های مرتبط با تقسیم سلولی و سرطانی شدن سلول¬ها شوند. یکی از راه¬های از بین بردن سلول¬های سرطانی، ایجاد آسیب در DNA و از بین بردن آن‌ها با استفاده از تابش¬های یونیزان است. در مطالعه‌ی حاضر با در نظر گرفتن ویژگی¬های تابش پروتونی، از این نوع پرتو استفاده شده است تا آثار مستقیم آن بر DNA شبیه¬سازی شود. به این منظور باریکه¬های پروتونی با انرژی¬های اولیه‌ی 5/0، 7/0، 1، 2، 5، 10، 20 و 50 میلیون الکترون ولت به یک مدل سلول که در یک فانتوم از آب و فویل مایلار قرار گرفته است، تابانده شد. در چنین حجمی، از یک بیضی¬گون به عنوان هسته و مدل کنفورماسیون B ماده وراثتی سلول¬های زیستی (B-DNA) با پنج سطح ساختمانی مارپیچ دورشته، نوکلئوزوم، فیبر کروماتین، لوپ¬های کروماتینی و قلمروهای کروموزومی استفاده شده است. آسیب‌های ناشی از آثار مستقیم تابش¬های گفته شده بر رشته¬های قند-فسفات DNA یعنی شکست‌های تک¬رشته¬ای و دورشته‌ای، محاسبه شده و با بهنجارسازی¬های متفاوت ارائه گردیده است. همچنین کمیت¬های میکرودزیمتری انرژی خطی و انرژی ویژه قرار داده شده در مدل DNA به دست آمده¬اند. متغیرهای گفته شده که برای انواع باریکه¬های پروتونی با انرژی¬های اولیه‌ی متفاوت محاسبه شدند، به ترتیب افزایش انرژی اولیه‌ی تابش که هم¬ارز با کاهش LET یا توان توقفی آن است، مرتب شده و بررسی شدند. در این مطالعه استقلال احتمال رخ دادن شکست¬های تک¬رشته¬ای نسبت به توان توقفی بررسی و تایید شد. همچنین نشان داده شد که شکست¬های دورشته¬ای کاملا به توان توقفی تابش اولیه بستگی داشته و ارتباط مستقیم با آن دارند. به علاوه تایید شد که افزایش پراکندگی DNA در هسته، باعث کاهش در تعداد شکست¬های تک‌رشته¬ای و دورشته¬ای می¬شود؛ اما این اثر در مورد تابش¬های با LET خیلی زیاد (بیشتر از keV/?m 18)، درباره شکست¬های دورشته‌ای افزایش پیدا می¬کند که علت آن وابستگی بیشتر DSB به LET و افزایش شدید تعداد اندرکنش در واحد حجم در LET های گفته شده است. در پایان کمیت میکرودزیمتری انرژی خطی به صورت متوسط و طیف تغییرات نیز گزارش شده است که نشان¬دهنده‌ی این موضوع است که در تابش‌های با LET پایین‌تر، تعداد
- Abstract
- Since three and a half billion years ago, that the primary cell did appear, the living organisms are being affected by environmental factors. One of these effects is turning a healthy cell into a cancerous cell. Turning a cell into a cancerous cell is a result of the mistakes occurred during cell division of its parent. Irradiation can be a reason of a cell’s death or catching cancer by damaging the DNA. Accordingly, they are able to kill cancer cells through energy deposition into them and be a rather successful method for cancer therapy. In order to simulate its direct effects on DNA, in this work, we used proton irradiation because of its characteristics. Proton beams used with incident energies of 0.5, 0.7, 1, 2, 5, 10, 20 and 50 mega electron-volts aimed at a volume represented as a cell under a thin phantom of liquid water and Mylar foil. DNA strand breaks induced by these irradiation themselves or their secondary electrons were computed. Microdosimetric quantities such as lineal energy was also computed and all of nominated variables, were ordered by incident energy (that is inversely related to the LET) of proton beams that radiated to the cell and induced them. The invariance of the total strand break yield with a variety of radiation LET was investigated, and on the contrary the dependency of DSB yields to the LET was pointed. As well, the influence of the DNA sparseness in the measure of direct SSBs and DSBs was investigated, but a less dependencies was obtained for SSBs in higher LETs (more than 18 keV/?m); hence, there is a suggestion of higher LET dependency for DSBs and extreme increasing of the number of energy deposition interactions induced by such a high LET radiation per unit volume. Lineal energy as a microdosimetric quantity was also computed for each proton beam; it showed that in higher LETs, the target delivers higher number of interactions with lower level of energies rather than high energy deposition interactions.
