头发表面半胱氨酸分析方法研究

发布时间：2020-07-17 05:08

【摘要】： 各种环境和物理化学因素对头发的损伤多从毛小皮结构中高硫蛋白组分的破坏开始,并进一步引发头发整体抗拉、光泽度等性能的降低。有研究表明头发表面胱氨酸断裂转为半胱氨酸是头发损伤的物质基础,因此研究头发表面半胱氨酸,有助于对头发损伤机制的研究,为解决损伤头发的修复提供思路。在这个背景下,本文开展了如下工作: 1.参照文献研究了溶液体系中pH、L-半胱氨酸(L-Cys)与4-氯-7-硝基-2,1,3-苯并VA二唑(NBD-Cl)的摩尔比、温度及反应时间等因素对NBD-Cl与半胱氨酸反应的影响,并探讨了NBD-Cl衍生物的稳定性。结果表明,半胱氨酸与NBD-Cl之间的亲核取代反应位点受溶液pH影响;pH3.0时,反应生成了单一的NBD-S-Cys衍生物。L-Cys与NBD-Cl摩尔比为1:1~1:8时衍生物为NBD-S-Cys。实验结果表明反应时间越长,温度越高,溶液吸光度就越大。本文选择温度70℃反应时间70 min作为反应条件。光照可使NBD-S-Cys发生进一步变化,而氧对该衍生物的影响较小。NBD-S-Cys衍生物至少能稳定一周。 2.研究头发表面半胱氨酸残基与NBD-Cl的相互作用。采用荧光光度计对NBD-Cl处理冷烫头发表面进行荧光发射光谱扫描,结果表明荧光最大发射波长受NBD-Cl溶液介质pH的影响,pH3、pH4时头发表面荧光光谱λem-max分别为516nm和521nm;且荧光发射峰强度在pH3时最大。结合溶液体系半胱氨酸与NBD-Cl反应的特点,推测pH3时NBD-Cl取代位点可能为头发表面半胱氨酸残基上巯基,衍生物结构可示为NBD-SK。采用衰减式全反射傅立叶红外光谱法(ATR FT-IR)对NBD-Cl处理冷烫头发表面进行红外光谱扫描,结果显示介质pH3处理的发样红外光谱出现硝基对称伸缩振动峰,进一步支持pH3时NBD-Cl与头发表面半胱氨酸发生特异性结合的结论。NBD-Cl浓度改变对NBD-Cl与头发表面基团(巯基或胺基)反应的选择性无影响。 3.研究头发冷烫试剂巯基乙酸浓度与相应头发表面产生的半胱氨酸量之间的关系。本文采用比浊法测定NBD-Cl与头发表面半胱氨酸释出的氯离子,间接测定头发表面半胱氨酸的含量。发现在1%~5%wt巯基乙酸浓度范围内,头发表面由胱氨酸转化生成的半胱氨酸的量呈正相关,相关系数R2=0.94。本文测得未受损发样表面半胱氨酸的含量为19.39±1.69μmol/(gn=3),5%冷烫发样表面半胱氨酸的含量为63.32±6.59μmol/(gn=3)。 4.研究环境因素对头发表面半胱氨酸残基影响。本文对冷烫后空气中放置不同时间的发样以NBD-Cl溶液处理,头发表面的红外光谱以ATR-FT-IR表征。与未受损发样以及冷烫后氮气保护发样比较,空气中放置冷烫发样出现胱氨酸单氧化物(R-SOS-R)反射峰,表明头发表面半胱氨酸残基发生进一步氧化。研究表明头发表面半胱氨酸氧化反应动力学符合二级反应动力学,回归方程1/C = 0.1244+0.000105t (R2= 0.88),速率常数k=0.000105 (μmol·g-1)-1·s-1。以头发表面SO键吸收强度(ISO)与NO2对称伸缩振动吸收强度(INO2)之比值作为头发表面氧化程度的简单指标,研究UVB辐射对冷烫头发的氧化的协同作用,结果表明UVB辐射显著地加速了氧化转化率。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R758.71
【图文】：

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图 1-1 头发纤维的示意图Fig.1 Schematic of hair fiber structure纤维的主要成分为角质蛋白(约占头发湿重的 65~95%)、非角质蛋白、微量元素和多糖类物质。构成角蛋白多肽链含量最多也最重要的组胱氨酸单元都是由 2 个相邻的半胱氨酸通过二硫键连接组成的，不同的量很大程度上影响着头发的物理性能。胱氨酸含量高意味着含有丰头发具有很高的机械性能。表 1-1[2,5,8]列出了毛小皮中各亚结构，及。表1-1 胱氨酸在表皮层中存在的位置及含量Tab. 1-1Various layers of the cuticle and their detailsCuticle layer Cystine component DetailsEpicuticle ~12% 18-MEA lipid layer attached to outeepicuticle contributes to lubricity ofthe hairA-layer ~30%Exocuticle ~15%High cross-linked Mechanically touChemically resilientEndocuticle ~3%Inner layer -

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