摘要 : 目的 使用Geant4-DNA 工具包计算质子致线虫生殖细胞的DNA损伤产额及相对生物效能(RBE)值,探究质子辐照线虫的生物效应.方法 使用Geant4-DNA工具包中希尔伯特曲线构建直径为20μm的线虫生殖细胞DNA模型;模拟100、50、20、5和2 MeV的质子辐射造成的DNA损... 展开 目的 使用Geant4-DNA 工具包计算质子致线虫生殖细胞的DNA损伤产额及相对生物效能(RBE)值,探究质子辐照线虫的生物效应.方法 使用Geant4-DNA工具包中希尔伯特曲线构建直径为20μm的线虫生殖细胞DNA模型;模拟100、50、20、5和2 MeV的质子辐射造成的DNA损伤,获得不同的物理构造函数、能量阈值(ET)模型和自由基清除距离与DNA双链断裂产额(YDSBs)的关系,并与生物学实验数据(20 MeV质子)进行对比验证.计算不同能量质子诱导DNA损伤的具体类型以及基于RBEDsB数学模型的质子RBEDsB值.结果 在不同的物理构造函数、ET模型以及自由基清除距离3个参数下,质子诱导的DNA损伤分析结果表明,当选取构造函数2时,质子诱导的YDSBs最低,构造函数4和构造函数6诱导的YDSBs相差不大;随着单能ET的增加,质子诱导的YDSBs在逐渐降低;当自由基清除距离越长时,质子诱导的YDSBs越高.与生物实验数据对比结果表明,选取构造函数4、21.25 eV的单能ET模型以及9 nm的自由基清除距离时,其模拟结果与相关实验数据最接近,两者相差约8.3％.质子的RBEDSB计算结果表明,其值在1.02～1.85范围内变化,质子能量越低,RBEDsB越高.结论 基于Geant4-DNA模拟质子诱导线虫的YDSBs与相关分子生物学检测结果吻合较好,为理解和预测质子辐射诱导的生物效应提供了重要手段. 收起