Optrævling af strålingsskader i mikro-solvatiserede biomolekyler

Levende organismer bliver konstant udsat for stråling, som er både gavnlig og skadelig. Bestråling af levende væv med energisk, ioniserende stråling (?, ?, ? stråler) kan fremkalde forskellige former for cellebeskadigelse. Væsentligst er brud inden for genomet (DNA), hvilket forårsager kræft eller celledød. Formålet med dette projekt er at afdække hvordan strålingsskader foregår på molekylær skala – og hvordan vi kan styre det for cellebeskyttelse eller målrettet ødelæggelse, fx til kræftterapi. Ved hjælp af synkrotronstråling, vil vi undersøge isolerede biomolekyler og specialdesignede komplekser deraf med hensyn til deres respons på ioniserende stråling (ultraviolet op til røntgen).

Uoprettelige strålingsskader af DNA forårsages hovedsageligt af sekundære arter i stedet for af den primære stråling. De hyppigst forekommende sekundære arter er langsomme elektroner (0-20 eV) lavet af ikke-lokale autoioniseringsprocesser, som involverer to eller flere nærliggende molekyler, fx vand omkring biomolekylet. Disse processer, som hedder intermolecular Coulombic decay (ICD) og electron transfer-mediated decay (ETMD), er baseret på den ultrahurtige energi- eller ladning-overførsel fra et svagt bundet molekyle til et andet nærtliggende. Disse processer vil blive undersøgt i en bottom-up tilgang ved at syntetisere isolerede biomolekyler og skræddersyede komplekser deraf, så som inde i superflydende helium nanodråber og vandklynger. Detaljeret indsigt i dynamikkerne i ionisering opnås ved detektering af emitterede elektroner, ioner og fotoner, når komplekserne bestråles ved ekstrem ultraviolet stråling, genereret af synkrotroner og frie-elektron lasere.

Kontakt:
Lektor Marcel Mudrich,
Institut for Fysik og Astronomi,
E-mail: mudrich@phys.au.dk