DNA纳剂量学模型影响因素研究

发布时间：2017-03-26 01:10

  本文关键词：DNA纳剂量学模型影响因素研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：放射生物学研究表明，细胞中的DNA是辐射生物效应中重要的靶，因此研究辐射对DNA的损伤非常重要。近几十年发展起来的纳剂量学及蒙特卡罗方法使研究射线在DNA水平的能量沉积成为可能，，若结合合适的DNA模型，将对辐射损伤机制研究提供很大帮助。因此，构建正确合理的DNA模型具有重要意义。 目的：构建DNA模型涉及到很多方面，本文旨在基于微、纳剂量学理论及相关指标研究细胞核形状、染色质纤维长度和DNA在细胞核中的分布形式等三个因素对DNA模型的影响，为构建更加精细的DNA纳剂量学模型打下理论基础。 材料和方法：在蒙特卡罗模拟软件包Geant4中构建细胞核几何模型，注册Geant4-DNA物理过程，模拟粒子在这些模型中的输运过程，获取能量沉积位点并提取DNA损伤位点，再运用DBSCAN算法分析粒子在DNA模型中能量沉积特点，进而得出上述不同影响因素对DNA模型的影响。 结果：球体和椭球体平均弦长相近，细胞核中比能、线能及DNA损伤位点、集簇分布、平均集簇尺寸和各类损伤分布也相近；圆柱体平均弦长要小于前两者，与它们相比，细胞核中比能、DNA损伤位点、集簇分布和各类损伤分布要小，线能、平均集簇尺寸及DSB/SSB则近似相等； 当染色质纤维长度在0.1μm~5.16μm时，长度变化对于DNA损伤位点、集簇分布、集簇尺寸以及各类损伤分布几乎没有影响； DNA在核中的分布对其损伤位点和损伤类型的影响较大。当DNA分布靠近核中心时，损伤位点、损伤集簇、不同尺寸的集簇及各类损伤产生均会增加，但该因素对平均损伤集簇尺寸及DSB/SSB影响很小。 结论：本课题为构建实用的DNA纳剂量学模型打下了较好的理论基础。在构建模型时需要关注细胞核形状和DNA在核中的分布情况，使模型与真实细胞在这两方面保持一致；若模型计算结果与实验数据差异较大，可以尝试调节细胞核形状和DNA在核中的分布；染色质纤维长度对模型计算的影响程度较小。
【关键词】：DNA模型 纳剂量学 蒙特卡罗模拟 Geant4 DBSCAN
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R144.1
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-12
• 第一章 纳剂量学与 DNA 损伤12-23
• 1.1 纳剂量学概述及其与微剂量学和宏观剂量学的联系12-18
• 1.1.1 纳剂量测量仪器12-15
• 1.1.2 纳剂量学中的蒙特卡罗模拟方法15-17
• 1.1.3 纳剂量学与微剂量学和宏观剂量学的联系17-18
• 1.2 DNA 损伤18-21
• 1.2.1 DNA 损伤的产生18
• 1.2.2 DNA 损伤类型18-21
• 1.2.3 损伤类型的判断21
• 1.3 纳剂量学在 DNA 损伤研究中的应用21-22
• 1.4 本章小结22-23
• 第二章 GEANT4 与 DBSCAN 算法介绍23-31
• 2.1 GEANT4 概述23-25
• 2.2 GEANT4-DNA 物理模型概述25-28
• 2.3 DBSCAN 算法简介28-30
• 2.3.1 DBSCAN 算法中基本概念28-29
• 2.3.2 DBSCAN 算法基本思路29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 DNA 模型的建立和研究思路31-37
• 3.1 DNA 无定型均匀随机分布模型31-32
• 3.2 DNA 圆柱体均匀分布模型32-34
• 3.3 整体 DNA 模型34-35
• 3.4 课题研究思路35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 DNA 损伤的纳剂量学模拟37-61
• 4.1 LET 的获取37-40
• 4.2 模拟粒子数的确定40-42
• 4.3 细胞核形状对 DNA 损伤的影响42-49
• 4.3.1 细胞核中微剂量学量的比较43-45
• 4.3.2 DNA 损伤位点分布45-47
• 4.3.3 DNA 损伤类型对比47-49
• 4.3.4 细胞核形状对构建 DNA 模型的影响49
• 4.4 染色质纤维长度对 DNA 损伤的影响49-54
• 4.4.1 DNA 损伤位点分布50-52
• 4.4.2 DNA 损伤类型对比52-54
• 4.4.3 染色质纤维长度对构建 DNA 模型的影响54
• 4.5 DNA 在核中分布对 DNA 损伤的影响54-60
• 4.5.1 DNA 损伤位点分布54-57
• 4.5.2 DNA 损伤类型对比57-60
• 4.5.3 DNA 在细胞核中的分布对构建 DNA 模型的影响60
• 4.6 本章小结60-61
• 第五章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-69
• 附录69-77
• 攻读学位期间出版或公开发表的论著、论文77-78
• 致谢78-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 苏有武,朱连芳,焦敦庞,陈学兵,李学宽,贺玉生;用 Monte Carlo 方法计算面源出射重离子在圆柱形微观体中的弦长分布[J];辐射防护;1999年01期

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本文编号：268044