Человеческая структура волос изучалась экстенсивно больше 70 лет, но полная картина ее местной структуры оказалась неуловимой.Но теперь, объединяя луч рентгена подмикрона с геометрией поперечного сечения, команда исследователей в Бразилии и Нью-Йорке обнаружила новые структурные особенности человеческих волос. Во время Встречи American Crystallographic Association (ACA) 2015 года, которая будет проведена в Филадельфии с 25-29 июля, Vesna Stanic, ученый, работающий в бразильском Источнике света Синхротрона, представит резюме, «Местная и средняя структура человеческих волос», описывая их открытие и методы.
Если Вы услышали о «кератине», Вы можете уже знать, что человеческие волосы состоят, прежде всего, из молекул кератина, устроенных в иерархическом виде структуры, в которой фундаментальный стандартный блок известен как «промежуточная нить».Изучая материалы, используемые для лечения волос, Stanic задался вопросом, какой эффект это лечение имело на образец дифракции волос. Образцы дифракции рентгена данного материала могут показать местное расположение молекулярного и строения атома.
Хотя образцы дифракции исследовали и сообщили в нескольких публикациях в прошлом, они включили связки волокон волос или микродифракции на единственных волокнах волос – и, наиболее значительно, луч рентгена всегда ориентировался на перпендикуляр на ось волокна волос.Таким образом, Стэник решил бросить более близкий взгляд на образец дифракции волос, измерив его с лучом рентгена нацеленная параллель – а не перпендикуляр – к оси волос. «Я хотел использовать луч рентгена подмикрона, таким образом, я попросил, чтобы коллега Кеннет Эванс-Латтеродт выполнил эксперимент на микродифракции beamline в Брукхевенской Национальной лаборатории», добавила она.Используя луч рентгена подмикрона и микроскопию электрона передачи, они смогли пространственно решить местную структуру трех главных областей человеческих волос: продолговатый мозг, кора и кутикула.
«Мы выполнили полную карту дифракции от поперечного сечения 30 микронов толщиной волос, с лучом инцидента, параллельным оси волос, и затем выдержали сравнение, это к дифракции наносит на карту с перпендикуляром луча к оси волос», отметил Стэник.Что они нашлиИсследователи нашли дополнительное, ранее ненаблюдаемый структурный регион в коре около границы кутикулы. «Мы также обнаружили, что в кутикуле ключевая особенность дифракции альфа-кератина отсутствует – указание на присутствие бета кератина вместо альфа-фазы кератина», сказал Стэник. До сих пор считалось, что у кератина в целых волосах было только альфа-структура, объяснила она.
Работа «представляет неопровержимые экспериментальные свидетельства изменения фазы волос через три главных области волос и является важным шагом к получению лучшего понимания иерархического заказа промежуточных нитей кератина», сказала она. «Это также подчеркивает важность использования луча рентгена подмикрона, чтобы распутать структуры плохо заказанных, многофазных систем, такие как волосы».Команда полагает, что косметическая промышленность извлечет выгоду из их результатов. «Если цель косметической промышленности состоит в том, чтобы сделать новые и лучшие продукты для волос, то абсолютно очень важно для них понять местную структуру волос и эффектов, которые их продукты имеют на молекулярном уровне», добавил Стэник.