从哥伦比亚加勒比海褐藻中探寻光保护活性:创新筛选与成分解析

【字体: 时间:2025年05月10日 来源:Scientific Reports 3.8

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  合成 UV 滤镜用于皮肤光保护时引发环境与健康担忧,研究人员开展从褐藻中筛选光保护活性提取物的研究。他们整合多种方法,发现 Canistrocarpus cervicornis 和 Stypopodium zonale 提取物活性佳,鉴定出关键化合物,为开发新光保护产品提供依据。

  在阳光灿烂的日子里,人们尽情享受日光的同时,皮肤却时刻遭受着紫外线(UV)的威胁。UV 辐射不仅会导致晒伤、皮肤色素沉着过度,还与皮肤免疫系统抑制、黑色素瘤和非黑色素瘤皮肤癌的发生紧密相关。目前,合成 UV 滤镜虽广泛用于皮肤光保护,但它对人体健康和环境存在诸多不良影响,比如在皮肤方面可引发光敏感、光毒性、皮炎等问题,在水生生态系统中会造成水污染、珊瑚礁白化等危害。这些问题促使科研人员积极寻找新的、安全有效的皮肤光保护产品。
在此背景下,来自哥伦比亚国立大学(Universidad Nacional de Colombia)和波哥大豪尔赫?塔德奥?洛萨诺大学(Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano)的研究人员开展了一项重要研究。他们致力于从褐藻中筛选具有潜在光保护活性的提取物,相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,对藻类样本进行采集和预处理,从哥伦比亚普罗维登西亚岛收集了 17 种褐藻样本,经清洗、冻干后备用。接着,通过特定的提取方法获得多种提取物,如极性粗提物、丁醇提取物、甲醇提取物、水提取物和有机提取物等。然后,利用体外光保护活性测定(包括计算防晒系数(SPF)、UVA 比率(UVAr)和临界波长(λc))、抗氧化生物自显影 DPPH 测定以及代谢 HPLC-DAD 分析(结合 MCR-ALS 算法和多元数据分析工具)等手段,对提取物的光保护活性和化学组成进行全面评估。

研究结果如下:

  • 提取物的 UV-vis 吸收光谱差异:不同提取物的 UV-vis 吸收光谱存在明显差异。FO 提取物吸光度最高,且来自 Dictyota 和 Canistrocarpus 属的样本在 350 - 480nm 区域有典型 UVA 吸收带,Stypopodium 等属的样本在 290 - 295nm 和 415 - 445nm 有两个吸收峰。
  • 体外光保护和抗氧化活性分析:通过热图分析体外光保护和抗氧化活性测定结果,发现提取物可按极性分为七个簇。5 - 7 簇的 FO 提取物光保护活性最佳,1 簇的 FM 和 FB 提取物活性最差。据此筛选出 17 种 FO 和 1 种 FB 提取物进行后续分析。
  • 化学组成鉴定:对 Canistrocarpus cervicornis(CCe)和 Stypopodium zonale(SS)的提取物进一步分析,鉴定出多种化合物。CCe - FO 提取物中含有岩藻黄质(fucoxanthin)、脱镁叶绿素 a(pheophytin a)等,SS 提取物中含有 2,5,7 - 三羟基 - 2 - 十五烷基苯并二氢吡喃 - 4 - 酮(2,5,7 - trihydroxy - 2 - pentadecylchroman - 4 - one)、褐藻甾醇(fucosterol)等。这些化合物在光保护过程中发挥着重要作用,且不同化合物的光保护特性有所差异,如 2,5,7 - 三羟基 - 2 - 十五烷基苯并二氢吡喃 - 4 - 酮在 UVB 过滤方面表现出潜力,而岩藻黄质等对 UVA 光保护效果较好。

研究结论和讨论部分表明,该研究成功实施了一种新的筛选褐藻光保护活性提取物的方法,该方法整合了体外光保护评估、抗氧化 TLC 活性测定和 HPLC - DAD 代谢谱分析。研究筛选出了具有良好光保护活性和独特代谢谱的藻类样本,并鉴定出关键活性化合物。这不仅为开发新的皮肤光保护产品提供了有价值的资源,也为后续深入研究藻类光保护机制奠定了基础,对推动天然产物在化妆品和医药领域的应用具有重要意义 。

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