臭氧层被破坏导致照射到地球的紫外线越来越多。紫外线可引起皮肤晒伤、红斑、皮肤老化甚至皮肤癌。需要采取各种防紫外线措施,例如推荐每天使用防晒化妆品。目前市场上的UVA防晒成分如阿伏苯宗等,在紫外线照射下会发生光降解生成有害的副产物。偶氮苯衍生物作为光响应化合物已经广泛应用于光控药物释放、人工离子通道、DNA光控开关等领域。其特点是通过吸收紫外光结构发生顺反异构但不降解。我们课题组之前自主合成了两种偶氮苯衍生物,4-cholesterocarbonyl-4’-(N,N,N-triethylaminebutyloxyl bromide)azobenzene(CAB)和4-cholesterocarbonyl-4’-(N,N-diethylaminebutyloxyl)azobenzene(ACB)。其中CAB带正电荷,ACB不带电荷,在360 nm附近均具有较好的吸收能力。本课题使用这两种偶氮苯类化合物,通过体内外实验对其生物安全性和紫外防护能力进行评估,研究其在防晒化妆品领域的应用可能性。研究内容分为两大部分:这两种偶氮苯化合物的安全性评估和紫外防护能力评估。在第一部分安全性评估章节中,两种偶氮苯化合物在UVA区域均具有较高的摩尔吸光系数和可逆的光致异构过程,可实现对UVA波的反复吸收,为开发可重复使用的防晒剂提供了结构基础。利用MTT比色法检测两种偶氮苯化合物顺式结构下的细胞毒性,结果显示:细胞存活率均大于95%,说明cis-ACB与cis-CAB均无细胞毒性。利用琼脂糖凝胶电泳法和TUNEL染色法评价两种偶氮化合物对细胞DNA的影响和诱导细胞凋亡的情况。发现即使浓度增加至100μg/mL,连续作用24小时,ACB和CAB均未造成细胞DNA断裂,也不会诱导细胞凋亡。根据中性红摄取光毒性的细胞实验结果,CAB没有显示细胞光毒性。与此相比,ACB存在一定的细胞光毒性。但动物皮肤光毒性试验结果显示两种偶氮苯化合物均无光毒性。在第二部分紫外防护能力评估章节中,用DCFH-DA荧光探针检测了紫外线诱导细胞产生的活性氧、通过组织切片评价了小鼠皮肤损伤。利用L-012化学发光探针研究对比了两种偶氮苯化合物在UVA诱导ROS产生过程中的防护作用。NIH 3T3细胞实验结果表明,UVA照射剂量越大,诱导细胞产生ROS的能力越强,对细胞造成的损伤越严重。在细胞培养液中添加两种偶氮苯化合物可有效吸收紫外线,进而抑制ROS的产生,达到保护细胞的目的。紫外照射导致角质层脱落,表皮层及真皮层明显增厚,纤维细胞排列紊乱等。化学发光探针L-012可实现UVA诱导的小鼠皮肤ROS活体实时成像,用此方法证实:经过两轮紫外线照射后,配合了面霜的两种偶氮苯化合物仍显示出可反复使用的防晒效果。综上所述,课题组合成的两种偶氮苯化合物CAB/ACB有望成为可持续提供紫外防护的新型防晒剂。