1 / 14

Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef @ fuw.pl

Mikrowiązka ciężkojonowa do badań radiobiologicznych w ŚLCJ Wprowadzenie do dyskusji o projekcie 9 kwietnia 201 4. Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef @ fuw.edu.pl. Motywacja. Cele badań radiobiologicznych:

holt
Download Presentation

Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef @ fuw.pl

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Mikrowiązkaciężkojonowado badań radiobiologicznych w ŚLCJ Wprowadzenie do dyskusji o projekcie9 kwietnia 2014 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl

  2. Motywacja • Cele badań radiobiologicznych: • Zidentyfikować wrażliwe na promieniowanie obszary w komórce (targety) • Scharakteryzować mechanizmy uszkodzeń i naprawy • Mikrowiązki (jonowe lub rentgenowskie) dostarczają zdefiniowane dawki do poszczególnych komórek lub ich elementów (jąder) Life Sciences, ŚLCJ

  3. Co wiemy, pierwsze eksperymenty • Przed użyciem mikrowiązek było wiadomo, że promieniowanie jonizujące może wywołać: • śmierć komórki, • zaburzenia dziedziczenia. • (informacja o dziedziczeniu znajduje się w jądrze komórkowym) • Biostack–Experiment*, APOLLO 16 z 1972 r. • Sandwich z komórek i detektorów śladowych napromieniony promieniowaniem kosmicznym. • Rezultat:komórki odległe o m wykazują uszkodzenia • * H. Bücker, http://lsda.jsc.nasa.gov/books/apollo/S4ch1.htm Life Sciences, ŚLCJ

  4. Ciekawostki Linie komórkowe CHO naświetlane cząstkami  wskazują na wymianę chromatyd również w komórkach nie trafionych jonem*. (efekt znany jako bystander) Kontrowersje wokół efektu bystander** -------------------------------------- *) H. Nagasawa, and J.B. Little; Induction ofsister chromatid exchanges by extremely lowdoses of α-particles; Cancer Research 52(1992) 6394-6396 **) W.F. Morgan, W. Goetz and M.B. Sowa; No bystander effects after irradiation ofmammalian cells with a variable energyelectron microbeam; Journal of Radiation Research 50 Suppl. (2009) A91 **) U.Kźmierczak et al., Acta Phys.Pol B 45(2014 553-558 Life Sciences, ŚLCJ

  5. Rozwiązania techniczne • Wiązka pionowa • Możliwość napromieniania komórek w pożywce • Możliwe techniki imersyjne • Wiązka pozioma • Większość akceleratorów oferuje poziome wiązki, • Zbędny kosztowny magnes odchylajacy. Life Sciences, ŚLCJ

  6. Rozwiązania techniczne Wiązka kolimowana Wiązka ogniskowana Life Sciences, ŚLCJ

  7. Rozwiązania techniczne Wiązka kolimowana • Pojawia się halo od rozproszonych na kolimatorze cząstek, • Halo można minimalizować zmniejszając odległość między kolimatorem i szalką • Ograniczenie rozmiarów mikrowiązki do 2 m Wiązka ogniskowana • Wiązki ogniskowane mają mniejsze rozmiary (do 20nm) • Mniej rozproszonych czastek trafiajacych poza plamkę wiązki, • Dobrze zdefiniowane energie i LET • Ogniskowanie zwykle soczewkami kwadrupolowymi Life Sciences, ŚLCJ

  8. Wiązki jonowe w Europie GSI- Darmstadt Jony: węgiel do uranu, rzadziej p, He, Li Energie: 1,4-11,4 MeV/u Badania: bystander, identyfikacja białek naprawczych, obrazowanie żywych komórek SNAKE, Maier Leibnitzlaboratorium D- 85748 Garching, and Universität der Bundeswehr München Surrey Ion Beam Centre (vertical nanobeam) Jony: protony do Ca Energie: H+ 4MeV,  6MeV, O5+ 12MeV Badania: RBE różnych jonów, testy przeżywalności, promieniowrażliwość przy niskich dawkach Life Sciences, ŚLCJ

  9. Wiązki jonowe w Europie • Kraków, Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences • LIPSION, Leipzig • Lund Nuclear Microprobe • PTB Braunschweig • INFN – Laboratori Nazionali di Legnaro,Legnaro (Padova) Italy • CEA Saclay • CENBG Bordeaux Life Sciences, ŚLCJ

  10. Zasada działania cyklotronu Cyklotron można charakteryzować przez wielkość K, określającą maksymalną do uzyskania energię jonów. Wielkość ta wynika z promienia magnesu i średniego pola magnetycznego Life Sciences, ŚLCJ

  11. Wiązka pionowa w ŚLCJ Dla jonów C3+ iloczyn BR maleje dwukrotnie Dla jonów C2+ iloczyn BR maleje trzykrotnie Po monochromatyzacji, można wiązkę ogniskować z dokładnością do nm. Life Sciences, ŚLCJ

  12. Możliwe eksperymenty Real-time visualization of XRCC1-GFP fusion protein dynamics induced by charged particles irradiation in living cells. Expression and accumulation of GFP-tagged human XRCC1 before and after charged particles irradiation. The nucleus is targeted in its center as indicated by a red cross on the first image and irradiated on 5 spots distributed on a 10-lm wide cross pattern at t = 10 s. Before irradiation, the fluorescence signal of XRCC1-GFP is spread over the whole nucleus. 100 ± 10 protons are delivered Stéphane Bourret, François Vianna, Guillaume Devčs, Vincent Atallah, Philippe Moretto, Hervé Seznec, Philippe Barberet, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 325 (2014) 27–34 Life Sciences, ŚLCJ

  13. Dziękuję Life Sciences, ŚLCJ

  14. Cyklotron Warszawski (ŚLCJ) • Podstawowe parametry: • Typ: Izochroniczny, AVF • Średnica: 2 m • Źródło jonów: ECR, 10 GHz • Parametr K: 120-160 • Struktura magnetyczna: Cztery sektory, prosta • Struktura RF: Generatory 2x120 kW 12-21 MHz,dwa 45-stopniowe duanty, napięcie przyspieszania 70 kV • Metoda wyprowadzenia wiązki: Zdzieranie ładunku • Zakres wartości stosunku masa/ładunek jonów: 2-10 http://www.slcj.uw.edu.pl Life Sciences, ŚLCJ

More Related