L'interazione tra fibrille di proteine ​​del siero di latte e nanotubi di carbonio o nano-cipolle di carbonio Parte 3

Le strutture secondarie delle proteine ​​avevano principalmente la forma di - elica, - piega, - giro e bobine casuali. Le fibrille WPI erano costituite dalle strutture proteiche secondarie.

L'alfa elica è una speciale struttura elicoidale nelle molecole di DNA che può immagazzinare informazioni genetiche nel nostro corpo. La memoria è un'abilità cognitiva molto importante nel cervello umano, che determina ciò che possiamo ricordare e dimenticare.

Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che esiste ancora una certa correlazione tra l’alfa elica e la memoria. I ricercatori hanno scoperto che in un corpo umano sano esiste una certa relazione tra il contenuto dell'elica alfa e la qualità della memoria. Nello specifico:

Innanzitutto, un gran numero di studi hanno dimostrato che il contenuto dell’alfa elica può influenzare il sistema immunitario umano, migliorando così la salute del corpo. Allo stesso tempo, un’alimentazione adeguata e l’esercizio fisico possono anche aiutare la sintesi e la stabilità dell’alfa elica nel nostro corpo.

In secondo luogo, l'informazione genetica trasportata nell'alfa elica è anche la fonte della nostra memoria. Ulteriori ricerche mostrano che man mano che aumenta il contenuto di alfa elica nel corpo, anche la nostra memoria migliorerà di conseguenza. Questo fenomeno potrebbe essere dovuto al fatto che l’informazione genetica nell’alfa elica può accelerare il metabolismo e la trasmissione del segnale neurale nel cervello umano, migliorando così la nostra memoria e la capacità di apprendimento.

Infine, alcuni studi hanno anche dimostrato che l'alfa elica può influenzare lo stato emotivo e psicologico del nostro corpo. Soprattutto in caso di stress cronico, le persone con alfa eliche insufficienti tendono a sentirsi più ansiose e nervose, mentre ci si aspetta che le alfa eliche ricche allevino questo cambiamento di umore.

In sintesi, le eliche alfa sono strettamente correlate alla memoria. Non solo possono influenzare la nostra salute fisica ma anche influenzare direttamente o indirettamente la nostra cognizione, le nostre emozioni e il nostro stato psicologico. Pertanto, dovremmo concentrarci sul mantenimento di sane abitudini alimentari e di esercizio fisico nella nostra vita quotidiana, nonché sull’esercizio attivo del nostro cervello, per migliorare la sintesi dell’alfa elica e le capacità di memoria. Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria, e la Cistanche deserticola può migliorare significativamente la nostra memoria perché la Cistanche deserticola ha effetti antiossidanti, antinfiammatori e antinvecchiamento, che possono aiutare a ridurre le reazioni ossidative e infiammatorie nel cervello, proteggendo così la salute del sistema nervoso. Inoltre, Cistanche deserticola può anche promuovere la crescita e la riparazione delle cellule nervose, migliorando così la connettività e la funzione delle reti neurali. Questi effetti possono aiutare a migliorare la memoria, la capacità di apprendimento e la velocità di pensiero e possono anche prevenire il verificarsi di disfunzioni cognitive e malattie neurodegenerative.

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Per le fibrille WPI-CNT, il picco di vibrazione di stiramento della banda dell'ammide I non è cambiato in modo significativo con l'aumento dei CNT, il che ha rivelato che la struttura secondaria delle fibrille WPI non è influenzata dall'aggiunta di più CNT.

Per le fibrille WPI-CNO (Figura 5b), con contenuto aggiuntivo di CNO, il picco di vibrazione di stiramento della banda dell'ammide I è cambiato in modo più significativo, il che implica che i CNO hanno avuto una grande influenza sulla struttura secondaria delle fibrille WPI.

Confrontando la Figura 5a con la Figura 5b, i CNO hanno avuto interazioni più forti con le fibrille WPI e sono cambiati in modo più significativo in termini di struttura secondaria proteica rispetto ai CNT. La Figura 6 mostra i modelli XRD dei nanocompositi fibrilla-carbonio WPI.

I CNT e i CNO avevano una struttura di grafite stratificata e i loro picchi di diffrazione erano simili. Normalmente, c'erano picchi di diffrazione a 2θ=26,6◦ e 44,1◦, corrispondenti ai picchi caratteristici della grafite a (002) e (101), rispettivamente. Nella Figura 6, i compositi mostravano picchi di diffrazione proteica vicino agli angoli di diffrazione di 2θ=9◦ e 19◦.

Nella Figura 6a, per i CNT a fibrilla WPI, i picchi di diffrazione dei CNT erano molto deboli. Il motivo potrebbe essere che la maggior parte dei CNT erano avvolti con fibrille WPI. Nell'XRD delle fibrille-CNO WPI (Figura 6b), i picchi di diffrazione dello strato di grafite dei CNO erano più evidenti di quelli delle fibrille-CNT WPI. Si presumeva che alcuni CNO potessero non essere completamente coperti da fibrille WPI.

La spettroscopia Raman è un utile strumento non distruttivo che può essere utilizzato per studiare le strutture dei nanomateriali di carbonio [81]. La Figura 7 presenta gli spettri Raman dei CNT, dei CNT fibrilla WPI, dei CNO e dei CNO fibrilla WPI. I picchi erano di intensità più debole dopo il processo composito perché le concentrazioni di CNT e CNO nei compositi erano inferiori.

Tutti e quattro i campioni hanno mostrato due picchi principali delle bande D (intorno a 1310 cm−1) e della banda G (intorno a 1560 cm−1) nell'intervallo da 1100 a 2000 cm−1. La banda D rappresenta vari difetti negli strati grafitici, come disturbi di impilamento tra strati grafitici adiacenti, difetti dei bordi e difetti atomici all'interno dei singoli strati grafitici [82].

La banda G è dovuta alle vibrazioni di stretching nel piano del carbonio grafitico sp2. Nella grafite pirolitica altamente orientata (HOPG), con un aumento del difetto nei materiali grafitici, la banda D diventa intensa [83].

Il rapporto di intensità delle bande D e G (ID/IG) può essere utilizzato come misura del grado di disordine nei materiali carboniosi. In un grafitenanomateriale ideale, la banda D è più debole e la banda G è più forte e più nitida, indicando un grado più elevato di ordine a lungo raggio e un livello di impurità inferiore [84]. Dagli spettri dei CNT e delle fibrille-CNT WPI, la banda D era a 1322,73 cm−1 e la banda G era a 1565,77 cm−1.

Era chiaro che l'ID/IG nei CNT (ID/IG CNT=0.49) era inferiore a quello nei fibrille-CNT WPI (ID/IG WPI fibrille-CNT=0.79).

Ciò indica l'esistenza di più difetti nel campione di fibrille-CNT WPI, mentre per CNO e fibrille-CNO WPI, la banda D era a 1307,64 cm−1 e la banda G era a 1554,10 cm−1.

L'ID/IG per i CNO (ID/IG CNO=2.39) era maggiore rispetto a quello per le fibrille WPI-CNO (ID/IG WPI fibrille-CNO=2.14), il che significa diversamente dal caso di CNT, dopo l'ibridazione c'erano meno difetti nelle fibrille-CNO WPI.

Alcuni strati di grafite difettosi nei CNO potrebbero essere rimossi. Facendo un confronto tra CNT e CNO, abbiamo scoperto che l'ID/IG nei CNT era inferiore a quello dei CNO, indicando l'esistenza di più difetti nei CNO che nei CNT. Le immagini HR-TEM indicavano che alcuni gusci di grafite nei CNO non erano completamente chiusi, supportando l'esistenza di più difetti.

La Figura 8 mostra i grafici TG delle fibrille-CNT WPI e delle fibrille-CNO WPI. In generale, hanno mostrato tendenze abbastanza simili. Ci sono state tre fasi di perdita di peso nell'intero intervallo di temperatura. La prima fase è avvenuta a temperature di 230~320 ◦C (circa 30% in peso), la seconda perdita di peso è avvenuta a temperature di 320~520 ◦C (circa 20% in peso%) e la terza a temperature di 520~650 ◦C (circa 35% in peso per fibrille-CNT WPI e 47% in peso per fibrille-CNO WPI).

Il primo stadio di perdita di peso è stato causato principalmente dalla combustione di fibrille WPI, il secondo stadio corrispondeva probabilmente alla combustione di compositi di fibrille WPI-CNT o fibrille WPI-CNO e il terzo stadio era associato alla combustione di CNT o CNO. I risultati del TG hanno dimostrato che c'erano tre fasi nella composizione delle fibrille WPI con CNT (o CNO).

Una nuova fase per le fibrille-CNT WPI o le fibrille-CNO WPI si è formata dopo la sintesi idrotermale. La stabilità termica della nuova fase composita era tra le singole fibrille WPI e i CNT (o CNO).

4. Conclusioni

Le fibrille WPI-CNT e le fibrille WPI-CNO sono state preparate tramite sintesi idrotermale. Le fibrille WPI con CNT o CNO formavano gel e pellicole uniformi. CNT e CNO hanno accorciato le fibrille WPI e hanno formato piccoli grappoli di fibrille WPI. Gli spettri FTIR hanno indicato che sia i CNT che i CNO hanno interagito con le fibrille WPI e hanno ulteriormente influenzato la struttura secondaria delle fibrille WPI.

L'analisi XRD ha rivelato che la maggior parte dei CNT erano avvolti in fibrille WPI, mentre i CNO erano parzialmente avvolti in fibrille WPI. L'imaging HR-TEM e la spettroscopia Raman hanno mostrato che il livello di grafitizzazione per i CNT era superiore a quello dei CNO. Dopo l'ibridazione con fibrille WPI, sono stati creati più difetti nei CNT, tuttavia, alcuni difetti originali sono stati ignorati nei CNO.

I risultati del TG hanno mostrato che è stata generata una nuova fase di fibrille WPI-CNT o CNO. Questa ricerca ha scoperto che CNT e CNO potrebbero degradare le fibrille WPI, che potrebbero avere un importante potenziale di ricerca nel trattamento di malattie come la fibrosi polmonare ed epatica, il morbo di Parkinson o l'Alzheimer. malattia.

D'altra parte, CNT e CNO hanno potuto essere modificati utilizzando fibrille WPI per aumentare la loro biocompatibilità e ridurre la loro citotossicità. Inoltre, gli idrogel composti da fibrille WPI con CNT (o CNO) potrebbero essere nuovi materiali con applicazioni in medicina o in altri campi.

Contributi dell'autore: Amministrazione del progetto, LG; scrittura-preparazione della bozza originale, NK, BZ e JH; scrittura-revisione e editing, NK e BZ; acquisizione di finanziamenti, BZ e JP Tutti gli autori hanno letto e accettato la versione pubblicata del manoscritto.

Finanziamento: questa ricerca è stata sostenuta finanziariamente dal programma di ricerca di base applicata della provincia dello Shanxi (201901D211033) e dai programmi di innovazione scientifica e tecnologica degli istituti di istruzione superiore dello Shanxi (2019L0641).

Dichiarazione del comitato di revisione istituzionale: tutti i pazienti coinvolti in questo studio hanno dato il loro consenso informato. È stata ottenuta l'approvazione del comitato di revisione istituzionale del nostro studio. Dichiarazione di consenso informato: non applicabile.

Dichiarazione sulla disponibilità dei dati: tutti i dati, i modelli o il codice generati o utilizzati durante lo studio sono disponibili in un archivio o online in base alle politiche di conservazione dei dati del finanziatore. Conflitti di interessi: gli autori dichiarano l'assenza di conflitto di interessi.

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