Interactions of Ions with Biologically Active Molecules and Nano Structures  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
50000
Type PD
Principal investigator Juhász, Zoltán
Title in Hungarian Ionok kölcsönhatásai biológiailag aktív molekulákkal és szigetelő nano-strukturákkal
Title in English Interactions of Ions with Biologically Active Molecules and Nano Structures
Panel Physics
Department or equivalent Experimental molecular physics research group (HUN-REN Institute for Nuclear Research)
Starting date 2005-10-01
Closing date 2008-09-30
Funding (in million HUF) 12.693
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Az ionterelés jelenségét elsőként mutattuk ki Al2O3 anyagú nanokapillárisokon az ATOMKI ECR ionforrásánál. Egyszerű modelleket állítottunk fel a jelenség értelmezésére. Két dimenzióban tanulmányoztuk a kilépő ionok szögeloszlását és jelentős UV foton kibocsátást figyeltünk meg a kapillárisokból az ion – felület kölcsönhatások eredményeképpen. Kb. 55 mikron hosszú és 10 mikron átmérőjű kapillárisokat állítottunk elő PMMA műanyagból, de ionterelést ilyen kis átmérő-hossz aránynál nem lehetett kimutatni. Külföldi együttműködésben vizsgáltuk PET polimer anyagú kapillárisokon az iontereléshez vezető feltöltődés dinamikáját és kimutattuk az időlegesen kialakuló feltöltött szigetek jelenlétét a kapillárisok belsejében. Vizsgáltuk biológiai szempontból fontos, kis molekulák ionbombázás hatására történő széttöredeződését, nagy és kis ütközési energiákon itthon és francia együttműködésben. Megmértük a különböző molekulatöredékek szög- és energiaeloszlását. Kis energiákon anizotrópiák jelentek meg, melyek a lövedék ion utóhatásainak valamint direkt mag-mag ütközéseknek tulajdoníthatók. Az aszimmetrikus vízmolekula esetében ezektől eltérő típusú anizotrópia is megjelent, orientációs effektusokra utalva a széttöredeződést előidéző elektron befogási folyamatokban. A hasonló szerkezetű H2S molekula esetén nem találtunk ilyen típusú anizotrópiát. A széttöredeződés módja minden vizsgált molekulánál erősen függött a lövedékion töltésétől, elméletileg egyelőre nem tisztázott okokból.
Results in English
We observed the ion guiding phenomena in Al2O3 capillaries for the first time at the ECR ion source in ATOMKI. We developed simple models in order to explain the phenomena. The angular distribution of the transmitted ions was studied in two dimensions. Significant UV emission was observed as a result of ion-surface interactions. Nanocapillaries with a length of 55 micron and a diameter of ~10 micron were produced of PMMA polymer. At this aspect ratio ion guiding was not found. We studied the charging-up dynamics of PET polymer capillaries within an international collaboration. Evidence for temporary, charged patches developing in the capillaries has been found. We studied ion impact induced fragmentation of small molecules of biological relevance at low and high impact energies at our institute and in French collaboration. The energy and angular distributions of the different molecule fragments were measured. Anisotropies have been found at low energies due to post collision and binary encounter effects. Another type of anisotropy was found for the asymmetric H2O molecule indicating the presence of orientation effects in the electron capture processes that lead to fragmentation. For H2S with a similar structure, such anisotropy was not found. The way of fragmentation strongly depends on the projectile charge for all the investigated molecules. This is not fully understood theoretically.
Full text http://real.mtak.hu/2045/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Juhász Z, Víkor Gy, Biri S, Fekete É, Iván I, Tőkési K, Takács E, Pálinkás J, Mátéfi-Tempfli S, Mátéfi-Tempfli M, Piraux L, Stolterfoht N, Sulik B: Guiding of slow Ne6+ ions through A1203 capillaries, 13th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions, 28 Aug. - 1 Sept., 2006, Belfast, Northern Ireland, UK, (Talk, Book of abstracts: p. 3-8), 2006
Juhász Z, Biri S, Fekete É, Iván I, Gáll LF, Tőkési K, Sulik B, Víkor Gy, Pálinkás J, Mátéfi-Tempfli S, Mátéfi-Tempfli M, Piraux L, Stolterfoht N: Guiding of slow Ne6+ ions through capillaries of anodic alumina, 22nd International Conference on Atomic Collisions in Solids, 21-26 July, 2006, Berlin, Germany, (Poster, Book of abstracts: p. 124), 2006
Sulik B, Juhász Z, Ricsóka T, Stolterfoht N: Fragmentation of H2O and CH4 molecules in collisions with 800 keV He+, 13th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions, 28 Aug. - 1 Sept., 2006, Belfast, Northern Ireland, UK, (Poster, Book of abstracts: p. 2-23), 2006
Juhász Z, Ricsóka T, Stolterfoht N, Sulik B: Fragmentation of H2O and CH4 molecules following 800 keV He+ impact, Radiation Damage in Biomolecular Systems. RADAM Conference, 6-9 June, 2006, Groningen, Netherlands, (Poster, Abstract in the conference booklet), 2006
Sulik B, Juhász Z, Ricsóka T: Fragmentation of H2O and CH4 due to capture and ionization by ion impact: double differential proton emission spectra, International Workshop on Radiation Damage of Water, May 15-16, Saint Malo, France, (Invited talk, Paper in the conference booklet: pp. 9-11), 2006
Juhász Z, Tőkési K, Sulik B: Simulation of ion guiding through nanocapillaries, Atomki Annual Report 2005, (p. 36 ), 2006
Z. Juhász, B. Sulik, J.-Y. Chesnel, F. Frémont, A. Hajaji: Influence of the target symmetry on the molecular fragmentation following slow ion-molecule collisions, 2nd Annual ITS-LEIF Meeting. Heraklion, Crete, 30 April - 6 May (Talk), 2007
B. Sulik, F. Frémont, J.-Y. Chesnel, A. Hajaji, Z. Juhász: Fragmentation of small molecules by highly charged ion impact: Anisotropic fragment emission and molecular asymmetries, Radiation Damage in Biomolecules Conference. Dublin, Ireland, 19-22 June, (Invited talk), 2007
Z. Juhász, F. Frémont, J.-Y. Chesnel, A. Hajaji, B. Sulik: Anisotropy in highly charged ion induced molecule fragmentation, Radiation Damage in Biomolecules Conference. Dublin, Ireland, 19-22 June, (Poster), 2007
Z. Juhász, F. Frémont, J.-Y. Chesnel, A. Hajaji, B. Sulik: Anisotropy in the fragmentation of molecules by highly charged ion impact, 25th International Conference on Photonic Electronic and Atomic Collisions. Freiburg, Germany, 25-31 July, (Poster), 2007
Z. Juhász, J.-Y. Chesnel, F. Frémont, A. Hajaji, B. Sulik: Anisotropy in the fragmentation of molecules by highly charged ion impact, 20th International Symposium on Ion-Atom Collisions. Agios Nikolaos, Crete, Greece, 1-4 Aug.,(Poster, Book of abstracts: p. 27), 2007
Z Juhász, Gy Víkor, S Biri, É Fekete, I Iván, K Tőkési, E Takács, S Mátéfi-Tempfli, M Mátéfi-Tempfli, L Piraux, J Pálinkás, B Sulik: Guided Transmission of Ne6+ Ions Through Al2O3 Capillaries, 25th International Conference on Photonic Electronic and Atomic Collisions. Freiburg, Germany, 25-31 July, (Poster), 2007
Z Juhász, Gy Víkor, S Biri, É Fekete, I Iván, K Tőkési, E Takács, S Mátéfi-Tempfli, M Mátéfi-Tempfli, L Piraux, J Pálinkás, B Sulik: Ion-Insulator Interactions Inside Ion-Guiding Nanocapillaries, 20th International Symposium on Ion-Atom Collisions. Agios Nikolaos, Crete, Greece, 1-4 Aug.,(Invited talk, Book of abstracts: p. 3), 2007
S. Z. Szilasi , I. Rajta , S. Sipka, B. Sulik , Z. Juhász, Cs. Cserháti: Polymer microcapillaries created by P-beam Writing, Atomki Annual Report 2007, 76-X., 2008
S. Biri, Z. Juhász, B. Sulik, Cs. Hegedűs, A. Jenei, S. Kökényessi, J. Pálinkás,: Application of the Atomki-ECRIS for materials research and prospects of the medical utilization, 18th International Workshop on ECR Ion Sources. Chicago, Ill. USA, 15-18 Sept., 2008 (Abstr.: 1050 - MOCO-C04), 2008
Mátéfi-Tempfli S, Mátéfi-Tempfli M, Piraux L, Juhász Z , Biri S, Fekete É, Iván I, Gáll LF, Sulik B, Víkor Gy, Pálinkás J, Stolterfoht N: Guided transmission of slow Ne(6+) ions through the nanochannels of highly ordered anodic alumina, Nanotechnology 17, 3915, 2006
Z. Juhász, B. Sulik, S. Biri, I. Iván, K. Tökési, É. Fekete, S. Mátéfi-Tempfli, M. Mátéfi-Tempfli, Gy.Víkor, E. Takács, J. Pálinkás: Ion guiding in alumina capillaries: MCP images of the transmitted ions, Nucl. Instr. and Meth. B 267, 321-325, 2009
Z. Juhász, B. Sulik, F. Frémont, A. Hajaji, J.-Y. Chesnel: Anisotropic ion emission in the fragmentation of small molecules, Nucl. Instr. and Meth. B, 267, 326–329, 2009
Z. Juhász, J. -Y. Chesnel, F. Frémont, A. Hajaji, B. Sulik: Coulomb explosion and binary encounter processes in collisions between slow ions and small molecules of biological interest, Proceedings of the 5th International Conference. RADAM 2008. Debrecen, Hungary, 13-15 June, 2008, AIP Conference Proceedings 1080, 118-121, 2008
N. Stolterfoht, R. Hellhammer, D. Fink, B. Sulik, Z. Juhász, E. Bodewits, H. M. Dang, R. Hoekstra: Dynamic properties of ion guiding through nanocapillaries in an insulating polymer, Phys. Rev. A 79, 022901, 2009



Back »