EPR dosimetric properties of 2-methylalanine pellet for radiation processing application

Soliman, Yasser S.; Ali, Laila I.; Moustafa, H. R.; Tadros, Soad M.

doi:10.1016/j.radphyschem.2014.04.021

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“…Therefore, according to this criterion, the most sensitive dosimeter is 2-methyl-alanine, followed by alanine, MSG, and Asn. This result is in agreement with literature, once 2-methyl-alanine is well known as presenting a sensitivity 70% higher than alanine (Soliman et al 2014). Also, MSG and Asn present good dosimetric properties but they are less sensitive than alanine (Guidelli et al 2018, Lima et al 2021.…”

Section: Esr and Measurementssupporting

confidence: 92%

Dose enhancement factor caused by gold nanoparticles: influence of the dosimetric sensitivity and radiation dose assessed by electron spin resonance dosimetry

Lima¹,

Guidelli²,

Baffa³

2021

Phys. Med. Biol.

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Gold nanoparticles have been extensively used to increase the sensitivity of radiation dosimeters. In this work, nanocomposites of alanine (Ala), 2-methylalanine (2MA), asparagine (Asn) and monosodium glutamate (MSG) containing gold nanoparticles were prepared. The influence of the mass percentage of gold (0.1% up to 3%), absorbed dose (2 Gy–10 kGy) and the intrinsic sensitivity of these materials on the dose enhancement factor (DEF) were investigated. The prepared nanocomposites were characterized by UV–vis absorption spectroscopy and dynamic light scattering technique. Electron spin resonance spectroscopy was employed to assess the dosimetric response. The results revealed that the gold nanoparticles aggregated in the nanocomposites of MSG and Asn but not in the Ala and 2MA samples. Higher DEFs were observed for materials with lower intrinsic sensitivities (Asn and MSG) and for lower doses of radiation, suggesting that the dosimetric response of the nanocomposite dosimeters is governed by the probability of radical recombination. The higher the radiation dose, gold mass percentage and/or intrinsic sensitivity of the dosimetric material, the higher the production of radiation-induced free-radicals, enhancing the probability of radical recombination and resulting in lower DEFs. These results bring new insights about the use of gold nanoparticles to the construction of more sensitive radiation dosimeters.

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Section: Esr and Measurementssupporting

confidence: 92%

Dose enhancement factor caused by gold nanoparticles: influence of the dosimetric sensitivity and radiation dose assessed by electron spin resonance dosimetry

Lima¹,

Guidelli²,

Baffa³

2021

Phys. Med. Biol.

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“…Electron paramagnetic resonance (EPR) dosimetry is a method of quantitating the radiation-induced radicals, making it possible to measure the radiation dose absorbed by the irradiated material [1][2][3][4][5][6][7]. Owing to this feature, EPR-based dosimetry has been established for many applications such as radiation processing [8], identification of irradiated foods [9,10], radiation oncology [11], evaluation of radiation risk [12], and archeological dating [13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Potential Use of Environmental Biological Samples for Retrospective Electron Paramagnetic Resonance Dosimetry of Radiation Accidents

Lin

Hsu

et al. 2020

Applied Sciences

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Retrospective dosimetry is one of the most important tools of accident dosimetry for environmental dose estimation when large-scale radiological incidents and nuclear mass-casualty events occur. Electron paramagnetic resonance (EPR) dosimetry is a physical method for the retrospective assessment of absorbed dose based on the measurement of stable radiation-induced radicals in materials. Different from the fast disappearance of radials in aqueous systems, the radials can persist indefinitely in some organized matrices. Therefore, environmental materials contained in creatures from sea or land can be potentially used as environmental dosimeters for a retrospective dose analysis. This study aims to assess the EPR signals of free radicals from environmental biological samples, potentially for the retrospective dose estimation. The evaluated samples involve ox bone, cyclina shell, clam shell, chitin from squid, and human tissue (enamel and fingernail). First, we dehydrate and grind these materials to the powder with different sizes. Subsequently, all materials were irradiated with different doses ranging from 5 Gy to 50 Gy using 6 MV linear accelerator, and EPR spectra of these materials were obtained from the calculation of peak-to-peak amplitudes. The dose-response curve of EPR signals versus irradiated dose for the six materials shows good linearity (R2~0.99). For the grain-size experiment, the ox bone and tooth with 0.5 mm, the chitin with 0.1 mm, and the others with 1 mm have the strongest signal. For the storage temperature experiment, the optimal temperature of storage is at −20 °C for tooth, fingernail, ox bone, and chitin, at 45 °C for clam shell and cyclina shell where the signal fading is minimal. In conclusion, the developed dose-response curves of the six materials may potentially help a fast, rough retrospective dose reconstruction under the environment when radiation accidents occur.

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“…Além disso, devido à grande afinidade dos grupos amina com nanopartículas metálicas, foi realizada a caracterização de nanocompósitos de asparagina contendo nanopartículas de ouro (Asn), comparando com outros materiais dosimétricos já utilizados na literatura, tais como, alanina (ala), 2-metila-alanina (2MA) e glutamato monossódico (GMS) (Bermann F., 1971;Heydari et al, 2002;Waldeland et al, 2010;Malinen, 2011;Soliman et al, 2014;Wolfe et al, 2015;Guidelli E.J. ;Lima I.;Baffa O., 2018a), com o objetivo melhorar a sensibilidade dosimétrica, além de comparar o comportamento do fator de aumento de dose causado pelas nanopartículas de ouro com os diferentes aminoácidos e composto.…”

Section: Capítulo 1: Introduçãounclassified

Dosimetria das radiações e reforço de dose produzido por nanopartículas de ouro em materiais tecido-equivalentes: alanina, 2-metilalanina, asparagina e glutamato monossódico

Lima¹

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Primeiramente venho confessar que os agradecimentos foi a última etapa dessa dissertação, até mesmo da correção final, isso porque tenho muito que agradecer, por essa razão, estava a cada dia acumulando motivos, detalhes e sentimentos. Infelizmente as palavras não serão suficientes diante da minha gratidão, mas assim o farei. Sou muito grata a Aquele que sempre esteve ao meu lado, meu Tudo, minha inspiração. Durante esses dois anos posso dizer que foram os mais prósperos em minha vida, principalmente devido ao fato que tenho dois excelentes professores, tutores e amigos. Sou realmente grata ao professor Baffa (Bigboss) e ao professor Éder (Nanoboss) meus exemplos. Ao professor Dr, Arthur do departamento de Química, por sempre disponibilizar reagente, ao Dr. Alexandre Collelo, e a toda equipe do setor de Radioterapia do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, pelas irradiações, pelo qual se concretizou meu trabalho. A professora Dr. Anne Skinner pelas sugestões e correções do primeiro artigo e a professora Dr. Ângela pelo apoio nas simulações. Aos técnicos dos laboratórios, Carlos Brunello, meu querido Carlão pelas conversas sobre violão e sugestões de barzinho (nunca visitei), e ao Eldereis pela paciência e disponibilidade em irradiar todos aqueles dosímetros, considerando aquelas doses altíssimas que levava quase o dia inteiro, grata. A universidade de São Paulo, à Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, a todos os funcionários do Departamento de Física pelo apoio e informações. Aos meus colegas de laboratório pelo companheirismo, amizade e pelas boas risadas e piadas sem graças, por todos os cafés preparados (somo todos viciados), pelas parodias e danças, sem falar daquelas sexta-feira frias e cinzas ouvindo músicas da bad, grata por fazerem parte deles. Por todas as vezes que aqueles dosímetros não funcionaram, pelos tubos de quartzo entupidos (tornei-me especialista em remove-los), pelas correções das figuras (Nanoboss estou melhorando), pelas simulações (Bigboss variei todos aqueles parâmetros). E quase para finalizar aos meus familiares e amigos, que foram essenciais em todas as etapas. A minha querida amiga Sudi (Azizam, Sudabela) ashegatan, com você tive excelentes momentos, nunca a esquecerei, grata por tudo. A Setti pelo carinho e doçura, a Carlis pela amizade, parceira dos forrós e das canções, a Jenny, por todas os momentos que cozinhamos juntas. E nessa tendência, a uma grande pessoa que conheci no término do meu trabalho, pelo qual sou muito grata, em você senhorita Vitória encontrei uma das amizades mais sinceras e puras que já tive, sou lhe grata por tudo que tem feito, sua companhia em todas as madrugadas estudando juntas foi e será as melhores escolhas que fiz aqui em Ribeirão Preto, ao apoio, aos aconselhamentos, as conversas, as risadas, enfim, por tudo, você realmente conhece minha alma de pada-à-pada. E por fim, as agências de fomento, FAPESP, CAPES e CNPq, pelo financiamento da pesquisa e pelo apoio financeiro para o desenvolvimento desse trabalho.

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EPR dosimetric properties of 2-methylalanine pellet for radiation processing application

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Dose enhancement factor caused by gold nanoparticles: influence of the dosimetric sensitivity and radiation dose assessed by electron spin resonance dosimetry

Dose enhancement factor caused by gold nanoparticles: influence of the dosimetric sensitivity and radiation dose assessed by electron spin resonance dosimetry

Potential Use of Environmental Biological Samples for Retrospective Electron Paramagnetic Resonance Dosimetry of Radiation Accidents

Dosimetria das radiações e reforço de dose produzido por nanopartículas de ouro em materiais tecido-equivalentes: alanina, 2-metilalanina, asparagina e glutamato monossódico

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