مقايسۀ آسيب مستقيم DNA ناشي از پروتون ‌ها و يون‌ هاي اكسيژن، كربن و هليوم با استفاده از كد Geant4-DNA

تابش‌ هاي يونيزان مي‌توانند با القاي شكست DNA به‌صورت مستقيم بر سلول‌ها تأثير بگذارند. اين اثرگذاري شامل شكست‌هاي تك رشته‌‌اي و دو رشته‌‌اي است كه ممكن است باعث مرگ سلولي و نارسايي ميتوزي شود. در مطالعۀ حاضر، به كمك يك مدل اتميDNA ساخته شده در كد Geant4 DNA و اعتبارسنجي اوليۀ آن، آسيب مستقيمِ DNA به واسطۀ برهمكنش با يون‌هاي كربن  MeV /u114.2، اكسيژن MeV /u 134.21، هليوم MeV /u 62.83 و پرتو­هاي پروتون MeV 62 مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور، پس از اعتبارسنجي اوليه، نتايج حاصل از شكست‌هاي تك رشته‌‌اي، دو رشته‌‌اي (بر واحد رخداد) و بازده شكست دو رشته‌‌اي در اعماق5 تا 30.7ميلي­متر براي يون‌هاي ياد شده ارزيابي شد. نسبت شكست­هاي تك رشته‌‌اي (بر واحد رخداد) براي يون­هاي اكسيژن در 5 ميلي‌متر (و محل رخداد قلۀ براگ؛ 30.7ميلي­متر) به ترتيب 1.85 (1.55)، 4.19 (9.42) و 10.6 (22.24) برابر بيشتر از يون­هاي كربن، هليوم و پرتوهاي پروتون است. از سوي ديگر، شكست دو رشته‌‌اي (بر واحد رخداد) در عمق 5 ميلي­متر براي يون‌هاي اكسيژن، كربن، هليوم و پروتون به ترتيب برابر با 0.09، 0.05، 0.01 و 0.005 است. اين مقادير در محل رخداد قلۀ براگ (با افزايش محسوس)، به ترتيب برابر با2.09، 1.34،  0.22 و 0.03 محاسبه شد. نتايج نشان مي‌دهد يون‌هاي سنگين از ديد اثرات زيستي (به شكل شكست‌هاي تك رشته‌‌اي و دو رشته‌‌اي) بسيار مؤثرتر از يون‌هاي سبك و پروتون‌ها رفتار مي‌كنند، بنابراين احتمال اثرگذاري آنها در مهار يا كنترل سلول­هاي سرطاني بيشتر است.