头发UV光老化的发生机制和天然植物染发成分的光稳定性研究

批准号:
51403006
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
唐颖
依托单位:
学科分类:
E0306.高分子材料与环境
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵华、Gerald James Smith、何一凡、邓影妹、王楠
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中文摘要
随着消费者健康意识的提高,天然环保的植物染发剂已成为市场的发展趋势。然而,与化学染发剂相比,植物染发剂普遍存在色稳定性差的问题。染色后的头发在光照下容易出现光褪色等退行性变化。目前国内外对染发的光稳定性研究尚停留在物理表型的描述阶段,缺乏对其光老化机制的深入系统研究。因此,对于如何科学评价染发的光老化程度以及如何采取合适的防护手段,仍存在不少争议。生活中,日光中的紫外辐射是导致头发颜色改变的最主要环境因素之一。本项目拟以紫外光敏化产生活性氧为切入点,通过人工染发光老化模型的建立和活性氧的定量分析,结合对头发中特征光降解产物(色素、角蛋白成分的变化)与物理表征(颜色、微观形态、机械张力)的综合分析,探讨散沫花醌和苏木精等植物染发成分在头发光老化中的作用机制,并通过比较不同配方及媒染剂对染发光化学稳定性的影响,为未来天然染护发产品的优化研发提供重要的实验基准数据。
英文摘要
With increasing health concerns regarding the use of synthetic hair dyes, natural and environment-friendly botanical colorants from plant sources are favored by consumers. However, comparing with the artificial colors, hairs treated with natural dyes are poor in colorfastness and are subject to photofading over extended exposure to light. Current scientific reports on the photoageing and photostability of dyed human hairs are mainly physical descriptions without interpretation of the underlying mechanisms. Controversies are arising on how to evaluate the photodamage of dyed human hairs scientifically during photoageing as well as the appropriate preventions. Since the ultraviolet radiation is one of the major environmental factors that affect hair color, the proposed project is committed to elucidate the role and mechanism of botanical hair dyeing colorants such as lawsone and hematoxylin in the photoageing process of dyed human hairs. To achieve this goal, an artificial photoaging model for dyed human hairs is constructed, in which the UV-sensitized generation of reactive oxygen species can be quantified, together with a comprehensive analysis of photoproducts of hair protein and colorants as well as the physical characterizations (including changes of color, morphology and mechanical tension). The effects of different dye formula and mordanting agents on the photochemical stability of human hairs are also assessed to provide important experimental basis for the optimized R&D of future natural hair dyes and after-dye products.
从2000年起,我国步入老龄化社会,银发阶层的不断扩大,为染发产品尤其是植物染发剂带来了巨大的市场。然而,与化学染发剂相比,植物染发剂普遍存在色稳定性差的问题。染色后的头发在光照下容易出现光褪色等退行性变化。目前国内外对染发的光稳定性研究尚停留在物理表型的描述阶段,缺乏对其光老化机制的深入系统研究。本项目以紫外光敏化氧化产生活性氧为切入点,通过人工染发光老化模型的建立和活性氧的定量分析(Xylenol orange比色法、荧光探针法和电子自旋共振法),结合对头发角蛋白中光敏感氨基酸基团(3D-荧光光谱和ESI-MS/MS蛋白质组学方法)与头发颜色、微观形态的物理表征(漫反射光谱、CIE L*a*b*和SEM-EDS),探讨植物染发成分在头发光老化中的作用机制。研究的主要发现有:1)以中国人的离体白发或灰发为底物,经非氧化型植物染发剂(以从中草药中提取的色素为主要成分)人工染黑处理后,使用紫外灯进行人工光老化,构建了我国首个人工染发的光老化模型;2)基本阐明了头发光老化中的作用机制和染发剂的作用:UVA辐照可通过Ⅱ型电子转移机制诱导头发中的光敏基团(包括天然黑色素和染料分子)产生包括过氧化氢和羟自由基的活性氧簇(ROS),导致头发角蛋白和色素的光氧化降解;3)考察了不同酸碱度(pH3-11)、植物色素浓度(1%、2%、4%、6%)、媒染剂类型和浓度(Al3+、Cu2+、Fe3+、Fe2+)、媒染方式(前染后媒、前媒后染、同浴媒染)对染发光稳定性的影响,获得了四种单一植物色素染发剂(散沫花、胡桃、苏木和五倍子)的优化配方和染发工艺。本项目为未来天然染护发产品的优化研发提供重要的实验基准数据。此外,项目组还开展了基于体外毒理学的对天然染发剂的安全性评价研究,为将来天然植物染发剂的安全应用开拓了新的研究方向。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.13218/j.cnki.csdc.2017.04.010
发表时间:2017
期刊:日用化学工业
影响因子:--
作者:孔雪;赵华;唐颖
通讯作者:唐颖
DOI:--
发表时间:2015
期刊:日用化学工业
影响因子:--
作者:吴艳苹;唐颖;宋文婷;曹蕊;刘洋
通讯作者:刘洋
Trace metal ions in hair from frequent hair dyers in China and the associated effects on photo-oxidative damage
中国经常染发的头发中的微量金属离子及其对光氧化损伤的影响
DOI:10.1016/j.jphotobiol.2016.01.010
发表时间:2016
期刊:Journal of Photochemistry and Photobiology B-Biology
影响因子:5.4
作者:Tang Ying;Dyer Jolon M.;Deb-Choudhury Santanu;Li Qiao
通讯作者:Li Qiao
Chinese handmade mulberry paper: Generation of reactive oxygen species and sensitivity to photodegradation
中国手工桑皮纸:活性氧的产生和光降解敏感性
DOI:10.1016/j.culher.2017.06.004
发表时间:2017-11-01
期刊:JOURNAL OF CULTURAL HERITAGE
影响因子:3.1
作者:Tang, Ying;Smith, Gerald J.;Kong, Xue
通讯作者:Kong, Xue
Spectroscopic Investigation of Human Hair from Chinese Subjects During UVA Photoageing
UVA 光老化过程中中国受试者头发的光谱研究
DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2016)06-1783-06
发表时间:2016
期刊:SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
影响因子:0.7
作者:Tang Ying;Smith Gerald J.
通讯作者:Smith Gerald J.
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