직접 또는 모던 기반 머리 염색에 대한 공장 페놀 유래 고분자 염료의 합성

Summary

Here, we present a protocol to use pre-synthesized polymeric products derived from fungal laccase-catalyzed polymerization of plant phenols, either with or without mordant agents (e.g., FeSO₄), to induce detergent-resistant keratin hair dyeing within 2.5 hours.

Abstract

식물 페놀의 곰팡이 락카 – 촉매 중합의 제품과 각질 머리의 현장 배양에 통해 효과적인 머리 염색은 이전에 증명되었다. 그러나, 염색 처리는 모발 염색 상용 제품에 비해 완료하는 데 오랜 시간이 걸린다. 이러한 병목 현상을 극복하기 위해, 또는 매염제 제제 (예를 들면, 다음날에 _FeSO4), 여기에서 다양한 색상 및 색조 영구 케라틴 모발 염색을 달성하기 위해 사용 하였다없이 어느 카테킨 및 카테 콜의 락카 베르 Trametes의 산화 반응의 중합체 제품, 중고 합성 . 산성 아세트산 나트륨 완충액에서 락카 동작 식물 페놀과 반응 후 결합 깊은 흑색 착색되었다. 착색 염료 제품은 탈염 및 한외 여과로 농축시켰다. 또는 매염제 에이전트없이 염료, 회색 머리카락 위스콘신 ΔE 값 (즉, 색차 값)의 상당한 증가를 야기얇은 2.5 시간. 또한, 다른 케라틴 색상 및 색조가 매염하여 pH 변화에 따라 유도 하였다. 염색 머리는 또한 우리의 방법은 영원한 머리 염색을 야기 할 수 있음을 나타냅니다, 세제 처리에 강한 저항성을 나타냈다. 전반적으로, 우리의 작업은 상업 독성 디아민 계 염료에 대한 대안으로 환경 친화적 인 헤어 염색 방법을 개발에 새로운 통찰력을 제공하고있다 .

Introduction

Laccases는 페놀과 폴리 페놀 화합물 대한 활성 옥시 다제이다. 그들은 식물, 균류, 곤충, 박테리아 등 다양한 생물에서 발견되었습니다. 그들의 효소 활동은 여러 형태 발생 현상 ^일에 기여한다. 효소는 또한 작은 유기물을 고체 표면에 결합되는 라디칼의 형성의 결과로, 기판의 단 전자 산화 촉매. 이러한 커플 링 프로세스는 올리고머 및 폴리머의 합성으로 이어질 및 락카 기판은 식물 페놀과 같은 천연 소스에서 경우 ^3., 효소 반응이 녹색 화학에 대해 큰 관심의 관능 ^2, 표면. 여기, 두 반응물과 촉매는 천연 자원으로부터 있습니다. 또한, 얻어진 제품은 전체 반응은 천연 페놀의 생체 내 합성 모방 때문에 식물 리그닌, 폴리 (flavono 중합체를 포함한 상기 천연물 유사한ID)와 상기 부식 – 작은 식물 페놀 화합물 고도로 가교 다제 – 유도 라디칼 커플 ^4이다.

식물 유래의 페놀 락카 – 촉매 커플 링 반응에서 파생 된 제품은 현장에서 배양 백발을 통해 염색하는데 사용될 수 있고 대안으로 시판 ^한 염료로 개발 될 수있다. 상업적 헤어 염색 에이전트 피의 -phenylenediamine (PPD)에 기초하기 때문에 이러한 대안은 중요 PPD 관련 디아민 화합물, 수소, 유독성 발암 것으로 나타났다 옥사이드, 인간 ^{5, 6} 알러지.에서 락카 – 촉매 커플 링 반응은 laccases 식물 페놀 기능적 각각 과산화수소 및 P의 -phenylenediamine ⁷ 대체. 그러나, 락카 기반 시스템의 염색 속도가 상업용 하나보다 훨씬 느리다. 일반적으로, PPD 계 염색 제제는 달성 한 시간 미만을 필요각질 머리에 효과적인 색상 변경은 락카 기반 반응이 하룻밤 배양 ^(7)를 필요로한다. 느린 동역학 염색은 두 가지 현상을 설명 할 수있다. 첫째, 낮은 pH 완충의 사용 (예를 들어, pH가 5) 락카 제 활성을 최대화하기 위해, 따라서 매트릭스에 염료의 깊은 침투를 억제 케라틴 매트릭스 부종의 정도를 감소하는 것으로 관찰되었다. 실제로, pH가 높은 상태에서 진행 염색 반응을 허용 화제는 상업적 모발 염색 제품 ^(8)에 통합 될 것으로 나타났다. 둘째, 중합 반응 동안 케라틴 표면에 강한 흡수를 나타내는 발색단 가능한 분자의 개수는 배양 시간 (중합 예 정도)에 비례하는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 도파민 polydopamine로의 변환은 흑색 ^(9)의 형성에 수반되었다 많은 표면에 강한 접착을 유도하는 것으로 나타났다. </ P>

현재의 연구에서, T.에서 얻은 고분자 제품을 미리은 합성 카테킨과 카테 콜 락카 – 촉매 산화 베르 염색 각질 머리를 치료하는 데 사용되었다. 우리는 중합체의 흡착 능력은 모노머 식물 페놀보다 훨씬 더 강할 것이라는 그들은 초기에 저 분자량 올리고머를 형성하는 것으로 가정 하였다. 결과는 프리 – 합성 폴리머를 사용하는 경우, 효소 산화력이 더 이상 필요했던 것을 입증 없다. 이것은 pH가 조절 될 수 있고 그 금속 이온은 효소 활성에 관계없이, 헤어 염색 치료에 사용될 수 있음을 나타낸다. 이 프로토콜은 친환경 및 신 재생 식물 유래 페놀 (그림 1)을 사용하는 동안 색상의 다양 한 음영에서 각질 머리를 염색하는 간단하고 빠른 방법을 제공한다.

Protocol

공장 페놀 유래 고분자 염료의 1. 준비 100 mM의 아세트산 나트륨 완충액 (pH 5.0) 및 무수 에탄올 8 ㎖를 32 ㎖의 카테킨 수화물 (0.1 g) – 카테 콜 (0.1 g) 및 (+) 녹인다. T. 10 mg을 추가 catechol-과 카테킨 함유 버퍼에 베르의 락카. 격렬하게 혼합 사각형 페트리 접시에 솔루션을 붓는다. 24 시간 동안 진탕 배양기 (25 회전)에 실온에서 접시를 품어. 짙은 검정색 투명의 용액의 색상?…

Representative Results

우선, 중합체 염료의 염색 능력은 식물 유래의 단량체 (예, 카테킨, 및 카테 콜)의 것과 비교 하였다. 모발의 타고난 그레이 색 (데이터 미도시) 식물 단량체 매우 안정적으로 유지하면서 고분자 염료 회색 모발 케라틴 (도 2a 및도 3)의 색상에 큰 변화를 야기. 고분자 제품의 염색 능력에 에이전트를 매염의 효과는 다음 평가 하였…

Discussion

흥미롭게도, 우리의 방법은 천연 페놀의 산화제에 의한 중합와 각질 머리를 염색하는 데 걸린 시간을 감소시켰다. 그것은 또한 pH를 변경하고 매염제인가와 중합체 염료의 간단한 조작을 통해 머리에 다양한 색상을 유도.

식물 페놀의 락카 – 촉매 산화와 각질 머리의 현장 배양에 효과적인 염색 ^(7)를 달성하기 위해 지나치게 긴 배양 시간이 필요합니다. 느린 ?…

Materials

Sodium dodecyl Sulfate	Promega	H5114
Laccase from Trametes versicolor	Sigma	38429-1G	Enzyme activity is denoted as 0.53 U/mg
(+)-catechin hydrate	Sigma	C1251-5G
1,2-dihydroxybenzene (catechol)	Sigma	135011-5G
Ammonia water	Duksan	701	Ammonia contents is denoted as 25 ~ 30%
Acetic acid, glacial	Duksan	448
Iron (II) sulfate heptahydrate	JUNSEI	83380-1250
Ultracell 5kDa	Amicon	PLCC06210
Stirred ultrafiltration cells	Millipore	Model 8200
Human gray hair	PheonixKorea	Not available
Colorimeter	SPEC	JCS-10
Square dish	SPL	10125	125 * 125 * 20 (mm)