Samspil mysupróteintrefja með kolefnisnanorörum eða kolefnisnano-lauk 1. hluti

Ágrip: Mysuprótein einangrað (WPI) trefjar voru útbúnar með því að nota sýru vatnsrofsörvunarferli.

Eftir því sem fólk veitir heilbrigðu líferni meiri og meiri athygli hefur minnið smám saman orðið heitt áhyggjuefni. Trefjar eru innihaldsefni matvæla sem margir hunsa almennt. Það er líka nátengt heilsu manna.

Trefjar eru ómeltanlegur plöntusellulósa sem getur örvað meltingarvegi í þörmum, stuðlað að hægðum, tekið upp og dregið úr blóðfitu, blóðsykri og kólesteróli í mannslíkamanum og dregið úr offitu og hjarta- og æðasjúkdómum. Að auki getur fibril einnig stjórnað jafnvægi í örvistfræði þarma, stuðlað að upptöku næringarefna og bætt friðhelgi.

Á sama tíma hafa fleiri og fleiri rannsóknir sýnt að fibril er einnig nátengd minni. Neysla trefja getur stuðlað að heilbrigði þarma, bætt efnaskiptavirkni manna og bætt friðhelgi líkamans. Þetta eru nátengd taugakerfi mannsins og heilbrigði taugakerfisins er einn af mikilvægum hornsteinum heilsu manna.

Að auki geta næringarefni eins og B-vítamín, E-vítamín og trefjaríkt sink einnig stuðlað að eðlilegri þróun og starfsemi taugakerfisins, bætt vitsmuna- og námsgetu manna og aukið minni.

Í stuttu máli, á meðan það stuðlar að líkamlegri heilsu, getur fibril einnig bætt minni og greind manna. Við þurfum að temja okkur góðar matarvenjur og auka neyslu matvæla sem innihalda hráar trefjar á viðeigandi hátt, svo sem höfrum, sætum kartöflum og grænu laufgrænmeti, til að viðhalda góðri heilsu og stuðla að heilbrigðum þroska taugakerfisins. Minni hjálpar okkur að læra fljótt og sækjast eftir meiri lífsgæðum, svo við ættum að vera jákvæð. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche getur bætt minnið verulega því það getur líka stjórnað jafnvægi taugaboðefna eins og að auka magn asetýlkólíns og vaxtarþátta sem eru mjög mikilvægir fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái næga næringu og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á vita bætiefni til að bæta minni

Kolefni nanórör (CNTs) og kolefni nanó-laukar (CNOs) voru gerðar með hvataefnafræðilegri gufuútfellingu (CVD) metans. WPI fibril-CNTs og WPI fibril--CNOs voru unnin með vatnshitamyndun við 80 ◦C.

Samsett efni einkenndust af SEM, TEM, FTIR, XRD, Raman og TG greiningum. Samspil WPI fibrils CNTs og CNOs var rannsakað. WPI fibrils með CNTs og CNOs mynduðu einsleit gel og filmur. CNT og CNO voru mjög dreifð í hlaupunum. Vatnsgel af WPI trefjum með CNT (eða CNO) gætu verið ný efni með notkun á læknisfræði eða öðrum sviðum.

CNTs og CNOs styttu WPI fibrils, sem gætu haft mikilvægt rannsóknargildi til að lækna bandvefssjúkdóma eins og Parkinsons og Alzheimerssjúkdóma. FTIR leiddi í ljós að CNTs og CNOs höfðu bæði samskipti við WPI fibrils.

Röntgengreiningin gaf til kynna að flest CNTs væru vafin inn í WPI fibrils, en CNOs voru að hluta til vafinn. Þetta hjálpaði til við að auka lífsamrýmanleika og draga úr frumueiturhrifum CNTs og CNOs. HR-TEM og Raman litrófsrannsóknir sýndu að grafítmyndunarstig CNTs þvottara en CNOs.

Eftir blendingu við WPI fibrils, voru fleiri gallar búnir til í CNTs, en sumum upprunalegum göllum var vísað frá í CNOs. Niðurstöður TG bentu til þess að nýr áfangi WPIfibril-CNTs eða CNOs hefði myndast.

Lykilorð: mysuprótein trefjar; kolefni nanórör; kolefni nanó-laukur; samsett efni; samskipti.

1. Inngangur

Mysuprótein er algengt og fæst auðveldlega úr nautgripamjólk. Það var hagkvæmt að útbúa mysuprótein einangrað (WPI) trefjar. Nú á dögum eru sjálfsamsettar damyloid fibrils byggðar á mysuhlutum mikilvægt rannsóknarsvið [1–3].

Almennt eru amyloid fibrils fengnar af tengslum við amyloidosis. Til dæmis er isletamyloid peptíð tengt sykursýki og -amyloid prótein er tengt við Alzheimerssjúkdóm [4].

Einnig er hægt að búa til prótein trefjar in vitro. Að auki getur laktóglóbúlín (-lg) sett saman fibrilla prótein sjálf [5,6]. -lg er kúlulaga prótein með mólmassa 18.400 g·mól−1 og um 2 nm radíus [7].

Það getur framkallað myndun trefja við langvarandi upphitun (6–24 klst.) við 80 ◦C og hefur pH 2 og lítinn jónastyrk [8]. Meðallengd fibrilanna er 1–8 µm, með þvermál um 4 nm [9].

Próteinkennda efnið í þessum treflum er haldið saman af millisameindablöðum [10]. Við myndun bandvefja eykst magn -laga. Kolefni nanórör (CNT) eru holar rör úr marglaga grafítplötum sem snúast og krullast um sama ás í ákveðnu horni [11].

Þvermál þeirra eru á bilinu 0.4 (SWCNTs) til 100 nm (MWCNTs); lengd þeirra getur náð nokkrum míkronum; og þeir hafa yfirburða vélræna eiginleika, efnafræðilegan stöðugleika og stórt sérstakt yfirborð [12]. Kolefni nanórör eru oft notuð sem fyllingarefni til að búa til nanósamsett til að bæta vélrænni hegðun fylkisefna.

Líffræðileg notkun kolefnis nanóröra hefur einnig verið mikið rannsökuð, svo sem í lífskynjara, lyfja- og bólusetningargjöf, vefjaverkfræði [13] og ný lífefni [14]. Hins vegar hafa óspilltur CNT lélegan leysni og hugsanlega frumueiturhrif [15]. Meðfylgjandi lífmakrósameindir eins og prótein, DNA og RNA geta stuðlað að dreifingu CNTs [16].

Líkamleg víxlverkanir við líffjöldasameindir gætu breytt líffræðilegri virkni þeirra in vivo [17]. Eftir virkni og breytingar geta CNTs hlaðið mismunandi gerðir af lyfjum í markvissa tilgangi [18]. Lífsamhæfð CNT-undirstaða kerfi geta hlaðið mörgum lækninga-, miðunar- og rannsakandi efnum fyrir krabbameinsmeðferð.

Það hefur verið sannað að starfhæfðir CNTs geta farið yfir plasmahimnuna með mismunandi aðferðum, einkum með innfrumumyndun [19-21]. Kolefni nanó-laukar (CNOs) samanstanda af mörgum sammiðja skeljum af fullerenum.

Búr innan búrs búa til einstaka eðlisefnafræðilega eiginleika. Ólíkt öðrum koltvísýringum [22,23] eru CNOs jafn mikilvægir og CNT og fullerenes, sem eru tilvalin fyrir lyfjagjöf vegna getu þeirra til að vera áfram í almennri blóðrás í marga klukkutíma, sem eykur líkurnar á að fá aðgang að marksvæðinu [24-28].

Í vefjaverkfræði sýna breyttir CNO vinnupallar endurnýjun vefja [28]. Langrauð flúrljómandi CNO hafa verið þróuð fyrir frumumyndatöku [29].

Þrátt fyrir þessa gríðarlegu möguleika virðist sem hlutverk þessa nýja nanókerfis á lífeðlisfræðilegu sviði hafi verið gleymt í mörg ár. Rannsóknir á próteintrefjum-kolefnisnanóefnakerfum munu hafa mikla þýðingu við að meðhöndla sjúkdóma í mönnum, draga úr frumueiturhrifum kolefnisnanoefna og þróa nýja tækni.

Myndun amyloid fibrils in vivo gæti leitt til margvíslegra sjúkdóma, svo sem Alzheimers og Parkinsons taugahrörnunarsjúkdóma. Vísindamenn eru að leita að efnum sem geta hamlað amyloid fibrosis eða eyðilagt amyloid fibrils [30,31]. Tafla 1 dregur saman nokkrar af rannsóknunum á samspili nanóefna kolefnis við amyloid fibrils [32].

Sumar rannsóknir hafa sýnt að kolefnisnanoefni geta haft samskipti við ýmis líffræðileg prótein [33]. CNTs eru þakin aðsoguðum líffræðilegum stórsameindum í líffræðilegu lausninni vegna mikils sérstakrar yfirborðs og vatnsfælna yfirborðs [34].

Aðsoguðu próteinin safnast saman á yfirborði kolefnis nanóefna til að mynda „próteinkórónu“ [34]. Samspil CNTs og próteina gegnir einnig mikilvægu hlutverki í myndun -blaða.

Ghule o.fl. komist að því að multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) útveguðu víxlverkunaryfirborð fyrir próteinaðsog eða hjúpun. Þetta gæti hindrað getu óskautaðs yfirborðs próteina til að binda próteintrefjar og því komið í veg fyrir að próteinið komi í veg fyrir frekari bandvef [35].

Jana og Sengupta [36] og Wei o.fl. [37] rannsakað sjálfsamsetningu A-peptíðs í nærveru einveggja kolefnis nanórör (SWCNT) með því að nota sameindavirkni (MD) uppgerð. A-peptíðið er stutt amfífískt peptíð og samsöfnun þess er nátengd meingerð Alzheimerssjúkdóms [38]. Sterk vatnsfælin áhrif CNTs geta hjálpað til við að staðsetja peptíð á yfirborði SWCNTs.

Þetta kemur í veg fyrir dreifingu og hindrar trefjamyndun peptíða. Prótein eins og insúlín, lysósím, -laktoglóbúlín og cýtókróm c geta mynstur á grafít [39,40]. Þetta nanómynstraða grafít er fær um að leiðbeina sniðmátum við aðlögun amyloid fibrils [39]. Samspil fullerena og próteinefna hefur einnig verið rannsakað.

Með ThT flúrljómunarmælingum komust Kim og Lee að því að fulleren gæti hamlað trefjamyndun próteina. Fulleren gæti bundist miðlæga vatnsfælna mótífinu KLVFF og hindrað þannig samsöfnun A-peptíðs [41].

Það kom í ljós að vökvuð fullerenes gætu ekki aðeins eytt þroskuðum þráðum heldur einnig komið í veg fyrir myndun nýrra þráða [42]. Podolski o.fl. komst að því að vökvat fullerenes gætu í raun hindrað söfnun A 25-35 [43].

Það eru fáar rannsóknir á samspili CNO og amyloid fibrils. CNOs eru ný allotrope með litla eiturhrif og góða lífsamrýmanleika. Rannsókn á samspili CNOs og amyloid fibrils er æskilegt.

Á hinn bóginn hafa sum kolefnis nanóefni verið sameinuð með líffræðilegum stórsameindum til að búa til blendinga nanósamsetningar fyrir vefjaverkfræði eða lyfjagjöf vegna vélrænna og rafmagnslegra kosta þeirra [55-57].

Amyloid fibrils hafa einnig ákveðna vélræna hegðun og amínósýruyfirborð, sem eru notuð til að undirbúa nanowires [58], hydrogel [59], trefjafrumu vinnupalla [60,61] og solid starfrænar lífrænar filmur [62]. Próteinin eru fest við yfirborð CNTs í formi einliða ómhverfa [63,64], til að bæta vatnsleysni þeirra og draga úr frumueiturhrifum þeirra.

CNT breytir byggingareiginleikum próteintrefja með blendingum og endursamsetningu til að miða á afhendingu lækningalyfja in vivo og eyða krabbameinsfrumum [64,65].Hendler o.fl. notaði "samsetningu" aðferðina til að mynda blendinga amyloid-fullerene samsetta trefja [66], sem eru notuð til að útbúa litaaðskilnað nanómerkja, greiningarefni og sjónræn tæki.

Sérstakir eiginleikar próteintrefja og kolefnisnanóefna (eins og vélrænni og rafsegulfræðilegir eiginleikar kolefnisnanóefna og líffræðilegir eiginleikar próteinefna) geta gagnast hver öðrum og samsetning þeirra mun víkka verulega notkunarsvið þessara tveggja tegunda nanóefna.

Hins vegar er enn langt í land með að skilja að fullu samspil próteintrefja og kolefnisnanóefna. Í þessari rannsókn rannsökuðum við samspil WPI fibrils við CNTs (eða CNOs) og einkenndum samsetningar WPI fibril-CNTs (eða CNOs) með SEM, TEM, XRD, Raman, FTIR og TG. WPI fibrils voru unnin með því að nota sýru vatnsrofs örvunarferli. WPI fibril-CNTs (eða CNO) samsett efni voru gerðar með því að nota vatnshitamyndun.

2. Efni og aðferðir

2.1. WPI fibril myndun

WPI-1 var keypt af Davisco Foods International Inc. (97,8% án lesitíns, NM, Bandaríkjunum) og WPI-2 var keypt frá Hilmar Ingredients (90,39% með lesitíni, Hilmar, CA, Bandaríkjunum).

Stofnlausn (um 6 wt.%) var gerð með því að leysa WPI upp í Millipore vatni. pH lausnarinnar var síðan stillt á 4,75 með því að bæta við 1 M HCl, fylgt eftir með skilvindu (10,000 rpm, 60 mín, 4 ◦C) og síun á flotinu (FP 030/ 0,45 µm, Schleicher og Schuell). Eftir síun var pH síuðu lausnarinnar stillt á 2 með því að nota 6 M HCl.

Próteinstyrkur stofnlausnarinnar var ákvarðaður með UV litrófsmæli (UV-1800PC, MAPADA, Shanghai, Kína) og kvörðunarferil þekkts WPI styrks við bylgjulengd 278 nm.

Stofnlausnin var þynnt í próteinstyrk upp á 2 wt.% með HCl lausn með pH 2. WPI lausnin var síðan hituð og hrærð (um 290 rpm) í 20 klst við 80 ◦C til að mynda trefjar.

2.2. CNTs og CNOs Undirbúningur

2.2.1. Undirbúningur CNT

Framleiðsla á La2NiO4 hvatanum: La(NO3)3·6H2O og Ni(NO3)2·6H2O (mólhlutfall La/Ni=2:1) voru leyst upp í afjónuðu vatni, síðan var sítrónusýru bætt við. Lausnin var hituð við 80 ◦C í 1 klst með hræringu og að lokum breyttist hún í kvoðaefni.

Kvoðaefnið var brennt í múffuofni (10 ◦C/mín í lofti; 300 ◦C í 1 klst, síðan 800 ◦C í 5 klst). bedgas-solid hvarfakljúfur var notaður fyrir metan CVD til að búa til CNT.

La2NiO4 hvatinn (0,5 g) var settur í kvarsbáta í pípulaga kvarsofni. Í fyrsta lagi var köfnunarefni (30 ml/mín.) notað til að skola reactor í 30 mínútur og síðan var vetni (10 ml/mín) notað til að draga úr La2NiO4 við 600 ◦C í 1 klst.

Síðan var gasinu skipt yfir í metan (60 ml/mín.) fyrir hvata CVD við 800 ◦C í 8 klst til að mynda CNTs. Hreinsun CNTs: CNTs blandað með hvata voru hreinsaðir í 0,1 M saltpéturssýru við 80 ◦C með hræringu í 5 klst.

Það var síað og þvegið með afjónuðu vatni fimm sinnum. Að lokum var sýnið þurrkað við 120 ◦C í 6 klst.

2.2.2. Undirbúningur CNOs

Formeðferð á ryðfríu stáli möskva burðarefni: SS316 ryðfríu stáli möskva sem mælist 20 mm × 20 mm voru hreinsuð með hljóði í 30 mínútur í 0,1 M HCl lausn. Síðan voru þemu sett í pípulaga kvars reactor.

Vatnsgufa sem flytur köfnunarefnisgas (90 ◦Cvatnsgufa) var sett inn í kvarsrörið. Kvarsrörið var hitað í 300 ◦C í 1 klst. Yfirborð ryðfría stálsins var notað sem hvataburðarefni eftir slíka meðferð.

Hleðsla á hvata: Ofangreind formeðhöndluð ryðfrítt stálnet var sökkt í nikkeloxalatlausn. Sítrónusýru var bætt við með hræringu í 1 klst. Lausnin var hituð við 80 ◦C og loks breytt í kolloid. Kvoða- og ryðfrítt stálnetin voru sett í deiglu og brennd í múffuofni (Zhonghuan, Tianjin, Kína) við 900 ◦C (10 ◦C/mín, í lofti) í 3 klst.

Að lokum fékkst ryðfrítt stálnet sem var hlaðið hvata. Hvatandi CVD af metani til að búa til CNOs [67]: Gas-fast reactor (Zhonghuan, Tianjin, Kína) var einnig notaður. Ryðfrítt stál möskva hvatinn var settur í kvars rör.

Köfnunarefni (30 mL/mín.) var notað til að hreinsa reactor við stofuhita í 1 klst, síðan var hitastigið hækkað í hvarfhitastigið 900 ◦C og köfnunarefninu skipt yfir í metan (30 mL/mín.) í 8 klst. .

Að lokum var metaninu skipt aftur í köfnunarefnisgas og kjarnaofninn kældur niður í stofuhita. Að lokum var ryðfríu stálnets hvatinn og CNO tekin út. Hreinsun CNOs: CNO sýni var fyrst sigtað til að fjarlægja frjálsu hvataagnirnar.

Því næst var blandað saman við óblandaðan HNO3 og bakflæði við 90 ◦C í 40 klst. Eftir þynningu og kælingu var það skilið í skilvindu við 4000 rpm í 10 mínútur og sýrulausnin fjarlægð.

Eftirstöðvar CNO voru skolaðar vandlega með eimuðu vatni nokkrum sinnum þar til hlutlaust pH var náð. Að lokum voru hreinsuðu CNO-efnin þurrkuð.

2.3. Undirbúningur WPI Fibril-CNTs (eða CNOs)

WPI fibril-CNTs (eða CNOs) voru mynduð með því að nota vatnshitaaðferðina. TheCNTs (eða CNOs) með styrkleika {{0}}.05 wt.%, 0.10 wt.%, og 0.15 wt.% var blandað saman í afjónuðu vatni og meðhöndluð með úthljóði í 30 mínútur til að dreifa eins vel og hægt er.

Sama rúmmáli af WPI fibril lausn var bætt við og blandað með segulhræringu í 30 mín. Blandan var síðan hellt í autoclave reactor (Hongchen, Xi'an, Kína) fyrir vatnshita hvarf (80 ◦C, 20 klst.).

Eftir það var afurðin kæld niður í stofuhita, autoclave var opnað og blandan tekin út. Varan var þurrkuð í ofni (60 ◦C) í 48 klst.

For more information:1950477648nn@gmail.com