Медленные электроны помогут бороться с раком

Москва, 11:26, 23 Авг 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Ученые из Венского технологического университета (ВТУ) выяснили, как именно медленные электроны помогают бороться со злокачественными образованиями.

Такие частицы можно использовать для уничтожения раковых клеток. Но ученым были мало понятны причины данного явления. Теперь исследователи из ВТУ смогли показать, что ранее малоизученный эффект играет важную роль. Речь идет о межатомном кулоновским разложением, когда ион может передать дополнительную энергию окружающим атомам, сообщает sciencedaily.com. Это высвобождает большое количество электронов. При правильном объеме энергии они наносят оптимальный вред ДНК раковых клеток.

Результаты исследования опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.

Ионные лучи сегодня часто используют для лечения рака. Исследователи выяснили, как именно они действуют на злокачественные клетки. Когда заряженная частица пробивает материал, вроде человеческой ткани, на высокой скорости, она оставляет большой атомный беспорядок.

«Это может спровоцировать лавину последствий, — сказала Жанин Швестка, ведущий автор, работающая над диссертацией в команде профессора Фридриха Аумайра и доктора Ричарда Вильгельма. – Когда ионы проходят сквозь атомы, эти и другие частицы ионизируются. Быстрые электроны летают сталкиваясь с окружающими объектами. Быстрый, заряженный ион может запустить поток частиц со значительно меньшей энергией».

Вероятность уничтожения нити ДНК медленным электроном значительно повышается.

«Быстрая частица просто пройдет мимо, не оставив следа», — объяснила Швестка.

Электроны иона находятся в разных состояниях. В зависимости от энергии, они могут быть в одной из внешних оболочек у ядра или на наружном слое. Не все места заняты. Если электронная оболочка среднего энергетического диапазона свободна, частица может перейти туда с более мощной орбиты. Высвобожденная энергия передается материалу путем кулоновского разложения.

Экспериментальная система позволила доказать эффективность процесса. Заряженные ксеноновые ионы направили на графеновый слой. Электроны с внешних оболочек перешли в зоны с меньшей энергией, заставив электроны отделиться от углеродных атомов.

Выводы помогут оптимизировать ионно-лучевую терапию, системы защиты от космического излучения и другое оборудование.