Quando gli ioni in rapido movimento attraversano percorsi con grandi biomolecole, le collisioni risultanti producono molti elettroni a bassa energia che possono continuare a ionizzare ulteriormente le molecole. Per comprendere appieno come le strutture biologiche sono influenzate da questa radiazione, è importante per i fisici misurare come gli elettroni vengono dispersi durante le collisioni. Finora, però, la comprensione del processo da parte dei ricercatori è rimasta limitata. In una nuova ricerca pubblicata in EPJ D , ricercatori in India e Argentina, guidato da Lokesh Tribedi al Tata Institute of Fundamental Research, hanno determinato con successo le caratteristiche dell'emissione di elettroni quando gli ioni ad alta velocità si scontrano con l'adenina, una delle quattro basi azotate chiave del DNA.

Poiché gli ioni ad alta energia possono rompere i filamenti di DNA quando entrano in collisione con essi, i risultati del team potrebbero migliorare la nostra comprensione di come il danno da radiazioni aumenti il ​​rischio di sviluppare il cancro all'interno delle cellule. Nel loro esperimento, hanno considerato la "doppia sezione trasversale differenziale" (DDCS) della ionizzazione dell'adenina. Questo valore definisce la probabilità che vengano prodotti elettroni con energie e angoli di diffusione specifici quando ioni e molecole si scontrano frontalmente, ed è fondamentale per comprendere la misura in cui le biomolecole saranno ionizzate dagli elettroni che emettono.

Per misurare il valore, Tribedi e colleghi hanno preparato con cura un getto di vapore di molecole di adenina, che hanno attraversato con un fascio di ioni carbonio ad alta energia. Hanno quindi misurato la ionizzazione risultante attraverso la tecnica della spettroscopia elettronica, che ha permesso loro di determinare le emissioni di elettroni dell'adenina su un'ampia gamma di energie e angoli di diffusione. Successivamente, il team potrebbe caratterizzare il DDCS della collisione adenina-ione; producendo un risultato che concordava ampiamente con le previsioni fatte da modelli informatici basati su teorie precedenti. Le loro scoperte potrebbero ora portare a importanti progressi nella nostra conoscenza di come le biomolecole sono influenzate dalle radiazioni ioniche ad alta velocità; potenzialmente portando a una migliore comprensione di come il cancro nelle cellule può insorgere a seguito di danni da radiazioni.