Dependiendo de la dosis y el objetivo, La radiación puede causar un daño increíble a las células sanas o puede usarse para tratar el cáncer y otras enfermedades. Para comprender cómo responden las células a diferentes dosis de radiación, los científicos necesitan dirigir cantidades precisas de energía a áreas específicas de la célula. Medir la dosis puede ser un desafío, sin embargo, especialmente cuando se trabaja con protones de baja energía.

Una colaboración de investigadores de la Université de Bordeaux, El Centre National de la Recherche Scientifique y CEA-LIST han desarrollado una membrana de diamante ultrafina que puede medir la cantidad de protones en una dosis de radiación con una precisión casi perfecta. El detector se adhiere a un microhaz de partículas cargadas y permite la entrega de radiación a un área de menos de 2 micrómetros de ancho. El estudio, publicado esta semana en Letras de física aplicada , representa un valioso avance tecnológico para la biología de las radiaciones.

Experimentos anteriores ya habían establecido que las membranas de diamante pueden detectar y cuantificar protones, pero hasta el estudio actual, nadie había desarrollado la tecnología para investigaciones biológicas.

"El dispositivo es completamente compatible con las células vivas en su entorno líquido, "dijo Philippe Barberet, biofísico de la Université de Bordeaux. "Nos permitirá irradiar diferentes tipos de células y organismos utilizando protones individuales, lo cual no es tan fácil de hacer usando aceleradores de baja energía ".

Barberet trabajó con Michal Pomorski en CEA-LIST, que creó el sensor de diamante ultrafino cortando y luego grabando con plasma un disponible comercialmente, diamante monocristalino de aproximadamente 1 micrómetro de espesor. Cubrieron ambos lados del detector con electrodos transparentes y eléctricamente conductores para recolectar la señal eléctrica del haz de protones cuando pasa a través de la membrana de diamante. Este diseño es compatible con microscopía, asegura un buen contacto entre el detector y la muestra biológica, y cuenta los protones con una precisión superior al 98 por ciento.

Para probar la eficacia de las membranas de diamante al irradiar células vivas, el grupo utilizó una línea celular diseñada para expresar una proteína de reparación del ADN llamada XRCC1, etiquetado con proteína verde fluorescente (GFP). Cuando ocurre daño al ADN en estas células, el GFP se enciende en el lugar de las reparaciones.

"XRCC1 participa en las vías de reparación del ADN y es una de las primeras proteínas reclutadas, ", dijo Barberet." Irradias e inmediatamente ves un efecto ". Ellos entregaron 100 protones espaciados a 5 micrómetros de distancia entre las células. El patrón resultante de puntos de irradiación verde confirmó que el rayo infligió daño en círculos que miden menos de 2 micrones de ancho.

Las membranas de diamante podrían convertirse en una herramienta valiosa para aumentar la precisión en la investigación de biología de las radiaciones. Los investigadores señalan, sin embargo, que su utilidad se limita a grupos que tienen acceso a haces de protones de aceleradores de partículas.