一种受章鱼、鱿鱼和墨鱼皮肤色素启发的独特材料,已被用于增强防晒霜中的皮肤保护活性成分,并提供防止皮肤损伤的保护。它不但对人类有各种好处,包括抗氧化特性,而且它对环境无害,这不仅可以彻底改变防晒,还可以彻底改变护肤。
西北大学化学科学家莱拉·德拉维(Leila Deravi)和卡米尔·马丁(Camille Martin)在多年的研究中创造出了“黄色素(Xanthochrome)”,他们在研究的早期就意识到这是一件好事,并成立了受海洋启发的生物技术公司Seaspire。经过多年的研究,一项新的研究已经证实了它在广泛应用中的功效,因为它们接近终点线。
黄色素到底是什么?它的物理形态是一种棕色粉末,但它背后的科学要有趣得多。这是一种合成的黄质,黄质是一种重要的色素分子,存在于章鱼等头足类动物和昆虫的皮肤中。黄质也是一种关键的抗氧化剂,正如2019年一篇关于巨型鱿鱼(Dosidicus gigas)的论文所详述的那样。色素分子是头足类动物组成中至关重要的生物活性成分,它们还包含一个发色团区域,该区域控制光波长的吸收,并最终控制表面的颜色。(不要与色素细胞混淆,色素细胞是一种产生色素的细胞,在动物的伪装能力中与肌肉一起工作。)
“头足类动物独特颜色的秘密来自于它的多功能化合物,我们在东北大学的实验室里发现了这些化合物,”德拉维说,他是Seaspire的科学顾问,也是东北大学化学和化学生物学副教授。“卡米尔的博士工作首次表明,头足类动物皮肤内的这些小分子有助于动物的伪装,也具有非常有趣的抗氧化特性。”
“它们是自由基清除剂,对皮肤健康和皮肤屏障功能非常重要,”她补充说,在他们研究之前,没有人研究过黄色素的超强紫外线防护性能。“它们还具有非常重要的光学特性,可以防止暴露在阳光下,这是一些紫外线过滤器和防晒霜的主要功能。”
这就是它们对人类皮肤保护的适应性。在最新的研究中,科学家们展示了一种合成的黄质与氧化锌混合后,如何显著提高防晒霜的防护水平,而不会对珊瑚等海洋生物或人类产生任何负面影响。
德拉维说:“(传统)防晒霜中的紫外线过滤器有很多毒性。特别是一些化学紫外线过滤器,已知会产生活性氧,不仅对环境有害,还会渗入我们的皮肤,导致全身毒性。”
从他们的工作中,科学家们配制了黄色素,发现它可以将氧化锌的紫外线防护能力提高28%,并将阻挡可见光的潜力提高45%。当对珊瑚样本进行测试时,防晒霜所需量的五倍,它没有负面影响。该研究还表明,原始形态的黄色素是一种棕色的、有质感的粉末,它可以保护皮肤免受光老化,甚至可以恢复被太阳晒伤的皮肤质量。该团队认为这种受生物启发的产品是真正的下一代成分,可以添加到其他配方中,并作为矿物防晒霜的有效增强剂。
“我们并没有创造新的分子,”马丁说。“我们能够分离并表征在头足类动物体内发现的生物分子的特性,设计出一种天然材料的生物相同版本,并将黄色素定位为一种新的活性成分,提供广泛的护肤功效。”
2022年,Seaspire为研发筹集了400万美元的投资资金,马丁和德拉维说他们已经到了终点线。现在,他们的目标是建立新的合作伙伴关系,将“黄色素(Xanthochrome)”从实验室推向市场,目标不仅仅是成为一种独立的产品,而是成为其他制造商的关键成分。
马丁说:“我们正在创造能够真正被广泛用户应用和采用的产品。我们正在创造一种不仅对所有人都安全,而且对环境也安全的东西。”
德拉维补充说:“这是一个非常有趣的领域,一个分子可以有如此多的功能。你必须证明新的原材料对人类和海洋都是安全的,因为最终所有产品都会被冲进海洋。”
科学家们早些时候开发了一种贴片,使用相同的生物技术来测量佩戴者的阳光照射。黄色素也引起了研究变色涂料和其他材料的科学家的兴趣。
这项研究发表在《国际化妆品科学杂志》上。