开发用于自然发色的合成黑色素染料

研究人员可以通过改变黑色素的浓度来实现颜色的排列。

研究人员创造了使用合成黑色素模拟自然头发色素沉着的新型染料。

长期以来，我们一直被警告在家中和沙龙中染发的风险。使用的产品可能引起过敏和皮肤刺激性-估计有1％的人对染料过敏。此外，重复使用某些染料与癌症有关。

但是对于越来越多的寻找染料和化妆品天然替代品的发廊和发色爱好者，可能很快就会有解决方案。

西北大学的研究人员已经开发出一种新方法，可以通过使用酶催化合成的黑色素来创建从金发到黑色不等的自然发色。

该研究成果将于今天（2020年10月30日）发表在材料化学杂志上。

黑色素是一种神秘且普遍存在的物质，通常以棕色或黑色颜料的形式出现。美国西北大学国际纳米技术研究所的负责人兼副主任内森·内安斯基（Nathan Gianneschi）表示，每种类型的生物都会产生黑色素，这使其容易在实验室中使用并且用途广泛。

Gianneschi说：“在人类中，它位于眼后以帮助视觉，它位于我们的皮肤中以帮助保护皮肤细胞免受紫外线伤害。”“但是鸟类也将其用作壮观的色彩展示-孔雀羽毛完全由黑色素制成。”

Gianneschi是西北温伯格艺术与科学学院的Jacob and Rosalind Cohn化学教授，还是麦考密克工程学院的材料科学，工程学和生物医学工程学教授。Gianneschi实验室的博士后研究员Claudia Battistella是该论文的第一作者。

在给头发上色的典型过程中，发型师使用漂白剂从头发上剥离黑色素，然后添加氨水和染料以打开并渗透头发的角质层，以保持持久的颜色。实验室其他部分中黑色素的研究激发了Battistella了解其如何用于染发剂的研究。

Battistella认为，通过代替黑色素而不是去除黑色素，并在头发表面而不是在头发内部沉积颜色，她可以创造出一种更可持续的方式来创造持久的颜色。在此过程中，研究人员通过将蘑菇酶与氨基酸结合来染发，从而模仿人体自然发生的反应。初步研究表明，有色层可能会通过多次洗涤而持续存在。

“从设计师的角度来看，染色过程是相似的，但是这些条件较为温和，因此需要更长的时间，”巴蒂斯泰拉说。“尽管可以与基料结合使用，但不必使用基料，也不需要化学颜料。因为我们体内已经有黑色素，所以我们相信不会对此产生过敏反应。”

由于黑色素也会由于日晒和衰老而在头发中褪色，因此研究人员还想知道太阳对染料的影响。除了比传统染料温和的过程外，用合成的黑色素涂覆头发还具有保护头发免受日晒伤害的潜力，因为日晒伤害可能导致美白。研究表明，与未经处理的头发相比，用黑色素色素处理的头发在暴露于紫外线时受到的伤害较小。

本文确定了使用合成黑色素代替传统染料的四个主要优势：

合成的黑色素避免使用氨作为基础层，黑色素处理头发的前体毒性较小，该过程使用更安全，可扩展的化学物质，未来合成黑色素的化妆品翻译潜力巨大。

考虑到该行业希望摆脱致癌物和其他有毒化学物质的影响，Giansanne认为他的实验室将能够突破监管行业。然后，研究小组希望找到一个愿意大规模开发这种染料的合作伙伴。从Gianneschi的角度来看，这项研究的主要动机不仅仅是对黑色素潜在的广泛商业用途感到兴奋。

Gianneschi说：“从生物医学的角度来看，染发过敏的人的市场很大。”“我们的第一个想法是，有一个解决方案来帮助那些人会很棒。”

参考：Claudia Battistella，Naneki C.McCallum，Bram Vanthournout，Christopher J.Forman，Qing Zhe Ni，James J.La Clair，Michael D.Burkart，Matthew D.Shawkey和Nathan C.Gianneschichi ，2020年10月30日，材料化学。DOI：
10.1021 / acs.chemmater.0c02790