CN102725395A - 来自应激诱导的光合生物的生物活性级分及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分离自应激诱导的光合生物的生物活性级分。本发明还涉及产生适合用于分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物的方法。本发明还涉及生物活性组合物、生物活性局部制剂及它们的使用方法。

Description

来自应激诱导的光合生物的生物活性级分及其制备和使用方法
相关申请的交叉参考
本申请要求2009年11月11日提交的美国临时专利申请系列号61/260,095的权益，该临时专利申请在此以其整体引入作为参考。
技术领域
本发明涉及分离自应激诱导的光合生物的生物活性级分、分离该生物活性级分的方法、使用该生物活性级分的方法及包含该生物活性级分的组合物和制剂。
背景技术
环境应激是植物发育、生长和生产力的主要限制因子。存在两种一般类型的可以产生植物应答的应激因子：(1)由环境中的过量或不足引起的非生物性应激；(2)由其他生物强加的生物性应激。
植物对应激因子的应答触发细胞代谢的调节，改变的基因表达，生长速率、植物量产率和繁殖能力的改变。以下条件引起植物应激：水涝和淹没、干旱、高温或低温、高土壤盐度或低土壤盐度、土壤中矿物质不足、光照太多或太少、暴露于高浓度臭氧及紫外线照射不足或照射过度等。
光合生物对应激的抗性或敏感性取决于物种、基因型和发育年龄。存在三种主要的应激抗性机制：(1)防止暴露于应激的逃避机制；(2)允许植物经受住应激的耐受机制；和(3)顺应，即响应应激的植物生理学改变。
植物在细胞水平识别应激，然后应激识别激活在个体细胞和整株植物内传递信息的信号转导途径时起始应激反应。植物应激反应的调节物包括但不限于脱落酸和茉莉酮酸、渗透调节因子、渗透蛋白、蛋白质稳定因子、热休克蛋白、特异性mRNA、Ca2+离子和防御相关次生代谢物。
植物给人深刻印象的承受高水平的多种应激的能力表明，防御机制在自然界中非常复杂，且涉及细胞适应的多种机制和许多代谢途径。虽然尚未完全了解此全面而强大的防御系统，但它的成分及其相互作用的利用可以非常有益。
美国专利申请公开号2009/0031446公开了应激相关多肽及在植物中使用的方法：用编码SLSRP的核酸转化的转基因植物，其中，与该植物的野生型变种相比，该核酸序列在该植物中的表达导致增加的在水分限制条件下的生长和/或提高的对环境应激的耐受性。
已显示芸香苷(荞麦草本中的抗氧化性黄酮类化合物)的合成受不同UV-B辐射水平影响：在对应于17％臭氧耗竭的UV-B水平下生长的植物中，芸香苷含量较低。所应用的UV-B辐射剂量施加应激状态，其中超出了耐受极限，适应能力负担过重，可能导致芸香苷合成的紊乱。测量结果表明，与降低的UV-B水平相比，环境UV-B辐射水平刺激芸香苷在荞麦植物中的累积。该作用在叶中比在花中更明显。增强的UV-B辐射妨碍芸香苷累积(Samo Kreft等，Journal of Experimental Botany，53卷，375期，1801-1804页，2002年8月)。
应激诱导的复合体和化合物的广泛的物理化学多样性及通用的特异性“标记”的缺乏表明，不可能在单一提取物中捕获应激诱导的具有生物活性的所有复合体和化合物。
因此，存在对用于在光合植物中产生和分离应激诱导的生物活性级分的方法和系统的需要。本发明涉及克服本领域的这些及其他不足。
发明概述
本发明广泛涉及获自应激诱导的光合生物的具有生物活性的级分(该具有生物活性的级分在本文中称为“BAFSI”)。本发明的BAFSI具有通过天然防御机制产生的具有希望的靶活性的复合体和化合物。该BAFSI可以经新鲜植物分级分离技术捕获和分离，且良好地适合于它们在皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和应用中的利用，该制剂和应用包含至少一种BAFSI及其他可化妆品用成分和活性物。
一方面，本发明涉及用于产生用于分离改变的生物活性级分(即BAFSI)的应激诱导的光合生物的方法。此方法涉及：(i)提供光合生物；和(ii)在对产生适合用于从其分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物有效的诱导应激的培养条件下培养该光合生物。适宜的诱导应激的培养条件非限制性地包括使该光合生物经受应激因子或多个应激因子。该应激因子或多个应激因子可以非限制性地包括诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压和/或其组合的应激因子。与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，用于此方法中的应激因子或多个应激因子对改变分离自应激诱导的光合生物的至少一种生物活性级分的至少一种特征有效。本发明还涉及通过此方法产生的应激诱导的光合生物。
另一方面，本发明涉及用于从应激诱导的光合生物分离改变的生物活性级分的方法。此方法涉及：(i)提供按照本发明产生的应激诱导的光合生物；(ii)将该应激诱导的光合生物分为细胞液(cell juice)和细胞壁成分；(iii)在对产生生物活性级分有效的条件下处理该细胞液，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素(cell serum)级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分；和(iv)从该处理的细胞液分离该生物活性级分。与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该分离的生物活性级分具有至少一种改变的特征。本发明还涉及按照此方法分离的改变的生物活性级分。
另一方面，本发明涉及包含分离的衍生自应激诱导的光合生物的生物活性级分的生物活性组合物，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
另一方面，本发明涉及适合于局部应用于哺乳动物的生物活性局部制剂，其中该生物活性局部制剂包含：(i)局部有效量的本发明的生物活性组合物；和(ii)可局部用载体。
另一方面，本发明涉及用于抑制哺乳动物的皮肤组织中的炎症活性的方法。此方法涉及：(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对抑制皮肤组织中的炎症活性有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。
另一方面，本发明涉及保护哺乳动物的皮肤组织免受紫外线诱导的损伤的方法。此方法涉及：(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对减少紫外线诱导的皮肤组织的损伤和防止皮肤组织的氧化损伤有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。
另一方面，本发明涉及用于正常化哺乳动物的皮肤组织中的皮肤障碍的方法。此方法涉及：(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对正常化皮肤组织中的细胞障碍有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。
另一方面，本发明涉及用于培养应激诱导的光合生物的系统。此系统包括：(i)用于培养光合生物的生物反应器；和(ii)用于控制该反应器中的培养条件的培养控制系统。该培养控制系统配置为将应激因子或两个或多个应激因子的组合引入该生物反应器中，并配置为调节生物反应器中的应激因子或两个或多个应激因子的组合的强度、持续时间和/或浓度。该应激因子或两个或多个应激因子的组合包括但不限于诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
经新鲜植物分级分离技术分离的应激诱导的具有生物活性的复合体和化合物(“SIBAC”)还可以准确地描述为来自应激诱导的光合生物的具有生物活性的级分(本文中缩写为“BAFSI”)。本文所用的术语“具有生物活性的”和“生物活性的”可互换使用。
BAFSI包含通过天然防御机制产生的复合体和化合物，该天然防御机制保护光合生物(植物、海洋生物)免受多种应激，并提供随后对所有这些复合体和化合物的接近及对它们进行评价的基础。
令人惊奇和意外地发现，多种应激因子、它们的强度和它们的持续时间对BAFSI的多种特征产生调节作用(提高、降低或改变)，这些特征包括但不限于物理化学特性(干物质含量、重量摩尔渗透压浓度、表面张力、表面修饰能力)和生物活性(包括但不限于酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除)。
还意外地发现，应用于不同光合生物的相似的应激因子可以对获自这些植物的BAFSI的特征产生不同的影响。
应用于培养的光合生物的多种应激诱导具有希望的生物活性和物理化学特性的BAFSI的产生，该BAFSI还可以用于皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物和应用。例如，本发明的BAFSI可以用作调节某些在人皮肤代谢中发挥重要作用的酶(胰蛋白酶、弹性蛋白酶等)的活性的成分，以及具有抗氧化剂活性和自由基清除活性的成分。具有有用的物理化学特性和生物活性(包括但不限于抗氧化剂活性和自由基清除活性、与皮肤老化和环境损伤相关的酶的抑制、皮肤保护和人组织的修复)的最佳组合的各BAFSI的分离和筛选可以为研发用于皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理市场的新的多功能成分创造基础。
本发明还涉及包括以下的方法：在培养多种光合生物(包括海洋生物)期间诱导应激；从应激的植物收集新鲜植物材料；对它进行分级分离来分离富含应激诱导的具有生物活性的复合体和化合物的核心BAFSI；鉴定具有希望的靶活性的BAFSI；将它们用于皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和应用中。
在本发明的多种实施方案中，通过不同的应激因子来起始BAFSI的产生，该应激因子包括但不限于紫外线(UV)、臭氧(O3)、渗透压和最初培养条件(例如流体静力压)的显著变化。基础输入应激信号包括但不限于脉冲函数(f(t)＝δ(t))、单位阶跃函数(f(t)＝u(t))和斜坡函数(f(t)＝t)。
本发明的光合生物包括但不限于水生光合生物，该水生光合生物是具有多种生物活性的成分的有价值的来源。
附图简述
为了说明本发明的目的，在附图中描述本发明的某些实施方案。但是，本发明不限于附图中所述实施方案的精确排列和实施。
图1是示意图，说明用于应用本发明的多种实施方案的应激(即应激因子)的多种函数。
图2是示意图，显示描述应用于本发明的多种实施方案的水生生物的应激的函数。在大型褐藻(巨藻(Macrocystis pyrifera))的情况下，存在流体静力应激的附加因子，因为在水族箱中培养提供了比该物种的天然生长条件中常见的水压低的水压。流体静力应激在将巨藻从其正常环境取出时起始，在实验结束时终止。它是同等地应用于实验中的所有巨藻的因子，因此未显示。
图3是显示本发明的分离自巨藻的多种生物活性级分的干物质含量(按重量计的百分比干物质)的图表。
图4是以毫渗透压摩尔每千克(mOsm/kg)显示本发明的多种巨藻样品的重量摩尔渗透压浓度值的图表。
图5是显示由本发明的多种巨藻样品的每个百分比干重含量产生的重量摩尔渗透压浓度(mOsm/kg)的图表。
图6是显示本发明的多种巨藻样品的表示为毫牛顿每米(mN/m)的表面张力值的图表。
图7是显示去离子水在通过本发明的多种巨藻样品修饰的Vitro Skin基底上的表示为度的接触角的图表。
图8是显示本发明的多种巨藻样品的自由基淬灭功效的图表，该功效表示为完全淬灭1单位重量的DPPH所需的样品干物质的单位重量。越低的值代表越高的淬灭DPPH的功效。
图9是显示弹性蛋白酶IC50值的图表，该IC50值显示为本发明的多种巨藻样品的毫克干物质每毫升反应体积。
图10是显示胰蛋白酶IC50值的图表，该IC50值显示为本发明的多种巨藻样品的毫克干物质每毫升反应体积。
图11是显示来自硬毛藻属(Chaetomorpha)的BAFSI对对照的干物质含量变化的图表。测试物品显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。
图12是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的重量摩尔渗透压浓度变化的图表。测试物品显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。
图13是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的每个百分比干物质的重量摩尔渗透压浓度变化的图表。测试物品显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。
图14是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的弹性蛋白酶抑制的变化的图表，该变化显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。该流程提供针对测试物品的干物质计算的IC50结果。越低的IC50值代表越高的抑制，负值变化在此图表上显示为更高。
图15是显示来自硬毛藻属对对照的BAFSI的表面张力变化的图表，该变化表示为与在同一天取的对照样品的百分比差异。
图16是显示来自硬毛藻属的BAFSI对对照的氧自由基吸收能力(ORAC)的变化的图表，该变化表示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异。所用测试流程提供反(R)-Trolox甲醚重量当量结果(即X单位的干物质测试物品来达到与1单位重量的(R)-Trolox甲醚相同的抗氧化作用)。因此，越小的值代表越高的功效，负值变化在此图表上显示为更高。
图17是本发明的系统的一个实施方案的照片。该系统显示对在受控条件下培养水生光合生物和应用多种应激因子有效。
发明详述
本发明广泛涉及来自应激诱导的光合生物的具有生物活性的级分，本文中用缩写词“BAFSI”来指本发明的生物活性级分。本发明的BAFSI包含复合体和化合物，该复合体和化合物具有靶生物活性，通过光合生物的天然防御机制产生，经新鲜植物分级分离技术捕获和分离。BAFSI良好地适合于它们在皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和应用中的利用。
本发明还涉及皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物，其包含(a)至少一种BAFSI；和(b)其他可化妆品用成分和活性物。
本发明还涉及良好地适用于人皮肤和/或头发的UV防护的可局部应用的化妆品组合物或皮肤病组合物，其包含UV防护有效量的：(a)至少一种UV遮蔽剂；(b)至少一种BAFSI；和(c)其他可化妆品用成分和功能聚合物。
下文提供本发明的其他方面，包括适于本领域普通技术人员产生和使用本发明的这些方面的其他细节。
本发明涉及用于产生用于分离改变的生物活性级分(即BAFSI)的应激诱导的光合生物的方法。此方法涉及：(i)提供光合生物；和(ii)在对产生适合用于从其分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物有效的诱导应激的培养条件下培养该光合生物。
如本文所使用，本发明的改变的生物活性级分指分离自应激诱导的光合生物的生物活性级分，其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该生物活性级分具有至少一种改变的特征。本文所述改变的特征非限制性地包括改变的物理化学特性、改变的表面修饰特性、改变的保湿特性、改变的抗炎症活性和/或改变的抗老化活性。在具体实施方案中，与对应的来自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，改变的特征改善了本发明的生物活性级分的生物活性或特性。在另一实施方案中，该至少一种改变的特征是指，与对应的来自非应激诱导的光合生物的生物活性级分的生物活性或特性相比，本发明的生物活性级分的一种或多种生物活性或特性的改变。
适宜的诱导应激的培养条件如本文所述，且可以非限制性地包括使该光合生物经受应激因子或多个应激因子。如本文所示，该应激因子或多个应激因子可以非限制性地包括诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压和/或其组合的应激因子。如本文所示，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该应激因子或多个应激因子对改变分离自应激诱导的光合生物的至少一种生物活性级分的至少一种特征有效。
本发明用于产生应激诱导的光合生物的方法对改变本发明的生物活性级分的至少一种特征有效，该至少一种特征非限制性地包括诸如物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和/或抗老化活性的特征。
如本文所使用，该物理化学特性包括但不限于诸如表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性。
如本文所使用，该抗炎症活性和/或抗老化活性包括但不限于诸如弹性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性。
可以从应激诱导的光合生物分离的生物活性级分可以非限制性地包括细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
本发明还涉及通过此方法产生的应激诱导的光合生物。
如本文所使用，光合生物包括水生光合生物和陆地非水生光合生物。可以将具有光合活性的任意生物用于本发明。
本发明的水生光合生物包括但不限于褐藻纲(Phaeophyceae)和绿藻纲(Chlorophyceae)的水生光合生物。具体而言，水生光合生物可以非限制性地包括巨藻属(Macrocystis)和硬毛藻属(Chaetomorpha)的物种。适宜的巨藻属物种可以非限制性地包括Macrocystis angustifolia、Macrocystis integrifolia、Macrocystis laevis和巨藻。适宜的硬毛藻属物种可以非限制性地包括气生硬毛藻(Chaetomorpha aerea)、Chaetomorphaantennina、绿藻基根硬毛藻(Chaetomorpha basiretorsa)、短节硬毛藻(Chaetomorpha brachygona)、Chaetomorpha californica、Chaetomorphacannabina、粗硬毛藻(Chaetomorpha crassa)、Chaetomorpha gracilis、先线形硬毛藻(Chaetomorpha linum)、黑绿硬毛藻(Chaetomorphamelagonium)、Chaetomorpha natalensis和螺旋硬毛藻(Chaetomorphaspiralis)。
本发明还涉及用于从应激诱导的光合生物分离改变的生物活性级分的方法。此方法涉及：(i)提供按照本发明产生的应激诱导的光合生物；(ii)将该应激诱导的光合生物分为细胞液和细胞壁成分；(iii)在对产生生物活性级分有效的条件下处理该细胞液，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分；和(iv)从该处理的细胞液分离该生物活性级分。
在一个实施方案中，可以经新鲜植物分级分离技术捕获和分离本发明的应激诱导的光合生物中的生物活性级分及应激诱导的复合体和化合物，该分级分离技术描述于以下美国专利和公开的专利申请中：美国专利号7,537,791、7,442,391和7,473,435，美国专利申请公开号US2007/0196523、US2009/0186109、US2009/0185990和US2009/0017144，其公开内容在此以其整体引入作为参考。
鉴于本文所述分离技术，且鉴于以上美国专利和公开的专利申请中所教导的新鲜植物分级分离技术，本领域普通技术人员可以容易地确定如何产生本发明的分离的生物活性级分。为了参考的目的，以下是上文引用的美国专利和公开的专利申请中每一个的教导的简要概述。
美国专利号7,537,791公开了来自小白菊(短舌匹菊(Tanacetumparthenium))的不含小白菊内酯的生物活性成分及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
美国专利号7,442,391公开了生物活性植物化妆品组合物及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
美国专利号7,473,435公开了来自山茶科(Theacea)植物的生物活性组合物及它们的产生和使用方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2007/0196523公开了来自小白菊(短舌匹菊)的不含小白菊内酯的生物活性成分及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2009/0186109公开了来自小白菊(短舌匹菊)的不含小白菊内酯的生物活性成分及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2009/0185990公开了来自山茶科植物的生物活性组合物及它们的产生和使用方法，其在此引用作为参考。
美国申请公开号2009/0017144公开了生物活性植物化妆品组合物及它们的产生方法，其在此引用作为参考。
如本领域普通技术人员可以理解，这些分级分离和分离技术提供了完全捕获所有胞内物质并将其所有成分分布在核心级分中的手段，该核心级分分离自新鲜植物材料而不含任何外部溶剂或化学药品，且无胞内渗透压稳态的损伤。因此，可以完全保留经受了多种应激因子的光合生物的所有细胞器和胞质成分的完整性，并分离在多种级分中。
与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，通过本发明的分离方法产生的分离的生物活性级分具有至少一种改变的特征。如本文所指出，分离的生物活性级分中可以改变的特征的实例可以非限制性地包括物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性。
本发明还涉及包含分离的衍生自应激诱导的光合生物的生物活性级分的生物活性组合物，其中该生物活性级分包括但不限于细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
用于该生物活性组合物中的生物活性级分分离自应激诱导的光合生物，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，该光合生物已在对改变该分离的生物活性级分的至少一种特征有效的条件下经受了应激因子或多个应激因子。该改变的特征和多种应激因子如本文所提供。
在一个实施方案中，该生物活性组合物还可以包含稳定剂。适合用于本发明的生物活性组合物的稳定剂为本领域公知。适宜的稳定剂的实例包括但不限于乳化剂、防腐剂、抗氧化剂、聚合物基质及其混合物。
在一个实施方案中，该生物活性级分基本不含包括但不限于蛋白质的不希望的成分。蛋白质的缺乏很重要，因为残留的蛋白质可以引起接触性皮炎(V.Janssens等，“Protein contact dermatitis：myth or reality？”，BritishJournal of Dermatology 1995；132：1-6)。此外，就成品的配制而言，蛋白质的存在可以产生稳定性和相容性问题。
本发明还涉及适合于局部应用于哺乳动物的生物活性局部制剂，其中该生物活性局部制剂包含：(i)局部有效量的本发明的生物活性组合物；和(ii)可局部用载体。
适合用于本发明的生物活性组合物的可局部用载体为本领域公知。适宜的可局部用载体可以包括但不限于亲水性膏基、亲水性洗剂基、亲水性表面活性剂基、亲水性凝胶基、亲水性溶液基、疏水性膏基、疏水性洗剂基、疏水性表面活性剂基、疏水性凝胶基和疏水性溶液基。
在多种实施方案中，本发明的生物活性级分、组合物和制剂是“可化妆品用的”。本文所用的术语“可化妆品用的”指生物活性级分、组合物、成分、制剂、化妆品活性剂或惰性成分，其适合用于与哺乳动物组织(例如人类皮肤)接触而无异常毒性、不相容性、不稳定性、刺激、变应性反应等，具有合理的利益/风险比。
在多种实施方案中，本发明的生物活性级分、组合物和制剂用于局部应用于人类，且可以以“安全而有效的量”应用。本文所用的术语“安全而有效的量”指生物活性级分、组合物、成分或制剂的量，其足以在待调节或治疗的病症中显著诱导积极的改变，但足够低，以避免严重的副作用。包含生物活性级分的生物活性组合物、成分或制剂的安全而有效的量将随所治疗的具体病症、最终使用者的年龄和身体条件、所治疗/预防的病症的严重度、治疗持续时间、并行治疗的性质、所利用的具体生物活性成分或制剂、所利用的具体的可化妆品用局部载体等因素而变。
可以用普通技术人员公知的方法来制备包含本发明的生物活性级分或组合物的制剂。
可以这样配制生物活性局部制剂，使得生物活性组合物以该生物活性局部制剂总重量的约0.01％至约98.0％之间的量存在。本发明考虑具有落在所述0.01％至98.0％的范围内(包括终点(即0.01％和98.0％))的生物活性组合物浓度的生物活性局部制剂。本领域普通技术人员可以容易地确定适合用于具体局部制剂中的生物活性组合物的浓度。
本发明的生物活性局部制剂适合用于多种应用，包括例如皮肤护理应用、防晒护理应用、头发护理应用和个人护理应用。本领域普通技术人员可以容易地确定该生物活性局部制剂在其他应用中的用途。
本发明的生物活性局部制剂适合用作洗剂，其非限制性地包括皮肤洗剂、防晒凝胶、保湿洗剂、防晒洗剂、面部凝胶洗剂、面部调色洗剂和抗老化洗剂。本领域普通技术人员可以容易地确定可以掺入本发明的生物活性局部制剂的其他洗剂。
本发明还涉及用于抑制哺乳动物的皮肤组织中的炎症活性的方法。此方法涉及：(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对抑制皮肤组织中的炎症活性有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。本领域普通技术人员可以容易地确定按照此方法提供和应用本发明的生物活性组合物的参数和其他具体流程。
本发明还涉及保护哺乳动物的皮肤组织免受紫外线诱导的损伤的方法。此方法涉及：(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对减少紫外线诱导的皮肤组织的损伤和防止皮肤组织的氧化损伤有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。本领域普通技术人员可以容易地确定按照此方法提供和应用本发明的生物活性组合物的参数和其他具体流程。
本发明还涉及用于正常化哺乳动物的皮肤组织中的皮肤障碍的方法。此方法涉及：(i)提供本发明的生物活性组合物；和(ii)以对正常化皮肤组织中的细胞障碍有效的量将该生物活性组合物应用于皮肤组织。皮肤组织中的细胞障碍为本领域公知。本领域普通技术人员可以容易地确定按照此方法提供和应用本发明的生物活性组合物的参数和其他具体流程。
本文所用的术语“哺乳动物”包括但不限于人类。
本发明还涉及用于培养应激诱导的光合生物的系统。此系统包括：(i)用于培养光合生物的生物反应器；和(ii)用于控制该生物反应器中的培养条件的培养控制系统。该培养控制系统配置为将应激因子或两个或多个应激因子的组合引入该生物反应器中，并配置为调节该生物反应器中的应激因子或两个或多个应激因子的组合的强度、持续时间和/或浓度。该应激因子或两个或多个应激因子的组合包括但不限于诸如紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
在一个实施方案中，用本发明的系统来培养水生光合生物，其中配置该生物反应器来在液体培养基中培养该水生光合生物。图17中说明了用于水生光合生物的系统的适宜的配置的实例。在具体实施方案中，该生物反应器可以非限制性地是水族箱。表1(下文)中显示了本发明的系统的一个实施方案的多种组件。鉴于本文的教导，本领域普通技术人员可以容易地确定适合用于本发明的系统的其他一般组件或特殊组件，因此，本发明考虑这类其他一般组件或特殊组件。
下文显示关于本发明的多种方面和实施方案的其他细节。
在一个实施方案中，由于其快的生长速率和在极端条件(尤其是高压和相对低的温度)下存活的能力而选择了大型褐藻(巨藻)。它见于全世界几大洲的海岸，例如北美西岸，从南阿拉斯加至下加利福尼亚；南美、南非和南澳洲海岸。为了使巨藻在特定环境中繁盛，必须具有用于附着的硬表面、高养分浓度、中度水流及清澈和干净的海水。巨藻属偏好外海岸水中良好混合的盐水(Connor J，Baxter C，Kelp Forest.Monterey BayAquarium Foundation，Monterey：1989)。大型褐藻是碘、钙和硫的富集来源，铁、磷、钠、钾、镁及维生素A、维生素D、维生素E、维生素K和复合维生素B的良好来源。巨藻的主要成分是黏多糖、藻酸盐、酚类化合物、极性脂质和糖基甘油二酯，以及蛋白质、糖类、必需脂肪酸、氨基酸和约30种矿物质、叶绿素a和c，以及胡萝卜素和叶黄素(Wurges，J.和R.J.Frey.2005.In J.L.Longe，The Gale Encyclopedia of AlternativeMedicine，Farmington Hills，Mich：Thomson/Gale.ISBN 0787693960)。细胞壁由以多糖(如有价值的藻酸)分层的纤维素组成。
巨藻菌柄类似于陆生植物的茎。光合作用中产生的必需糖类用于满足它们自身的代谢需要，以及转运至藻类的其他部分，包括固着器、产孢子的叶片及新藻体。
大型褐藻叶片是捕获大部分阳光能量并通过光合作用转化为糖类的部位；然后藻类将所产生的糖类用于能量。大型褐藻气胞是充气的气囊，其作为浮子来升高叶片，使其更接近可以发生光合作用的表面(Bold HC，Wynne M J.Introdu ction to the Algae.Prentice Hall，Englewood Cliffs：1978)。
巨藻固着器外观看起来类似于根。但是，这些根不像陆生植物那样吸收养分和水。固着器维持巨藻的位置。巨藻的固着器是多年生的，可持续一至七年(Connor J，Baxter C，Kelp Forest.Monterey Bay AquariumFoundation，Monterey：1989)。
在另一实施方案中，由于其快的生长速率、其在相对高的温度下存活的能力及其相对于巨藻的高水平光合活性而选择了绿藻(线形硬毛藻)。线形硬毛藻见于相对浅的亚热带至热带太平洋岛礁。它是以不附着于任何基底的丝状簇生长的浮游藻类。常在水中培养线形硬毛藻来用作去除杂质(尤其是硝酸盐)的天然滤器。
在另一实施方案中，通过不同的应激因子来起始BAFSI的产生，该应激因子包括但不限于紫外线(UV)、臭氧(O3)、渗透压(Biological ControlSystems Analysis.John H.Milsum-McGraw-Hill Book Company NY，1966)和最初培养条件(例如流体静力压)的显著变化。
在一个实施方案中，图1中所示的基础输入应激信号包括但不限于脉冲函数(f(t)＝δ(t))、单位阶跃函数(f(t)＝u(t))和斜坡函数(f(t)＝t)。图2中显示描述应用于藻类的应激的函数。
在另一实施方案中，在巨藻的情况下，存在流体静力应激的附加因子，因为在水族箱中培养提供了比该物种的天然生长条件中常见的水压低的水压。流体静力应激在将巨藻从它的正常环境取出时开始，在实验结束时终止。它是同等地应用于实验中的所有巨藻的因子，因此未显示。
培养条件和参数
在本发明的一个实施方案中，用35g/l人工海盐使4个相同的150升水族箱循环14天。然后向每个水族箱中加入Proline F/2藻类食物，并通过在培养过程中监测硝酸盐水平来维持。表1中显示与此实施方案的设备组件相关的详细信息。
表1
培养设备和控制系统组件的描述
Figure BDA00001874211200161
所利用的紧凑型荧光光照系统在表面和亚表面条件下模拟天然日光的特性。UV源模拟UVB区的辐射。造波器提供水流和湍流来模拟天然环境条件。控制系统监测pH、氧化还原电势、电导率、臭氧浓度和温度。此外，计时器控制光照、UV和臭氧系统。还监测了重量摩尔渗透压浓度、折射率和比重，连同氨、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、钙和碳酸盐硬度(KH)的水平。始终用一个水族箱作为对照，另外三个水族箱用来引入：(a)三个不同水平的所选择的应激因子；或(b)三种不同类型的应激因子。
图17中显示具有培养的大型褐藻(巨藻)的这些水族箱。
在一个实施方案中，用外部UVB灯来应用水族箱中的UVB应激。在水族箱上方安装两盏30Watt UVB灯光设备，并用UVX放射计测量UVB的强度。通过用表1中所述的系统将臭氧注入水族箱中来引入水族箱中的臭氧应激。无臭氧产生的水族箱也安装了相同的臭氧注入系统，以消除气流和水流的差异。用Aquasensors臭氧传感器和分析器测量溶解的臭氧浓度。通过调节盐水浓度来引入水族箱中的渗透应激。用Model 3250冰点降低渗透压计(Advanced Instruments，Inc.，MA)测量重量摩尔渗透压浓度。水族箱中的流体静力应激(降低的流体静力压条件)实际上作用于通常生长在更深的水中(10ft或更深)的大型褐藻。表2中显示用于对照的培养参数的范围及应激系统应激因子和它们的参数。
表2
用于对照水族箱和应激水族箱的培养参数的范围
注释：
＊)温度取决于物种(对于巨藻，T＝12.5℃；对于绿藻类，T＝25℃)
＊＊)光照周期可以从0至24小时/天变化。对于日光周期，通常为12小时/天。对于UVB光照，从3小时/天至12小时/天。
＊＊＊)转移通常生长在更深的水中(10ft或更深)的藻类(例如大型褐藻(巨藻))，然后培养在与最初的条件中的流体静力压相比具有降低的流体静力压的更浅的水池(水族箱)中时，发生流体静力应激。
在一个实施方案中，用于具有大型褐藻(巨藻)的对照系统和应激系统的培养参数的范围如下：培养时间为72小时(3天)或96小时(4天)。对照(无应激)：从最初的更深的水中的培养条件收获大型褐藻(巨藻)，并进行处理而不转入水族箱；在各培养时间期间仅进行流体静力压应激；转移通常生长在更深的水中(10ft或更深)的藻类(例如大型褐藻(巨藻))，然后培养在与最初的培养条件中存在的流体静力压相比具有降低的流体静力压的更浅的水池(水族箱)中时，发生流体静力应激；流体静力应激+UVB应激＝2mW/cm2UVB 3-12小时/天；流体静力应激+臭氧应激＝100mg/小时连续注入；流体静力压应激+渗透应激-培养基的重量摩尔渗透压浓度＝对照的75％。培养时间：72小时(3天)或96小时(4天)。
在一个实施方案中，用于具有绿藻(线形硬毛藻)(通常生长在浅水中，因此未在实验中经历流体静力应激)的对照系统和应激系统的培养参数的范围如下：培养时间为24小时(1天)、96小时(4天)、288小时(12天)、456小时(19天)。对照(无应激)。UVB应激＝mW/cm2UVB 12小时/天；臭氧应激＝100mg/小时连续注入。渗透应激-培养基的重量摩尔渗透压浓度＝对照的85％。
定义和方法
下文显示可以针对本发明的生物活性级分测定的特征的多种定义，及用于测量或分析这些特征的相关方法。
表面张力
表面张力定义为沿单位长度的线的力，其中该力平行于表面，但垂直于线。以每单位长度的力来测量表面张力，它的SI单位是N/m(牛顿每米)(Pierre-Gilles de Gennes；
Figure BDA00001874211200181
Brochard-Wyart；David Quéré
Figure BDA00001874211200182
(2002).Capillary and Wetting Phenomena-Drops，Bubbles，Pearls，Waves.Springer.ISBN 0-387-00592-7；White，Harvey E.(1948).Modern CollegePhysics.van Nostrand.ISBN 0442294018)。
表面张力由液体分子间通过多种分子间力形成的吸引引起。在大部分液体中，各分子在每个方向上同等地受邻近液体分子牵拉，导致净力为零。在液体表面，分子被液体内部更深处的其他分子向内牵拉，而不以相同的强度受邻近介质(它是真空、空气或其他液体)中的分子吸引。因此，表面的所有分子承受分子吸引的内向力，其仅通过液体的压缩抗性来平衡，这意味着不存在净内向力。但是，存在减小表面积的驱动力。因此，液体自身挤压在一起，直至它具有可能的局部最小表面积。由于表面积最小化，表面将呈现它所能呈现的最光滑的形状。因为表面形状的任何弯曲都导致更大的表面积，也将导致更高的能量。因此，与推上坡的球将退回，以最小化其重力势能的方式大致相同，表面将退回任何弯曲。
用所附计算机运行的Krüss DSA1软件进行设备控制、图像获取和液滴形状图像分析，用Krüss EasyDrop液滴形状分析系统进行表面张力测量。用安装了1.8mm直径一次性给药针头的一次性2mL注射器来容纳和分配样品，每个不同的样品材料使用新的注射器和新的针头。用于进行测量的方法描述于随系统提供的Krüss Software for Drop Shape AnalysisDSA1v 1.91User Manual中。调节室内照明来消除强光和非漫射光，从而防止液滴表面上的反射。打开系统，将背景灯设为25％强度，放置注射器和针头，使针头图像占据～10％的画面。调节焦距，使得通过软件测定的锐度是可达到的最大值。用去离子水的悬滴确定目的区域。将液滴类型设为悬滴。根据针头直径读出图像大小。作为海平面上室温下的空气密度输入浸渍介质密度。用水进行最初的对照测量。对于水和各样品材料，输入样品密度，然后确定产生正确成形的悬滴所必需的体积。然后，在三个悬滴上测量表面张力，每次测量使用新鲜液滴。用Young-Laplace液滴轮廓拟合进行计算。将三次测量的平均值视为给定的样品材料的表面张力。
重量摩尔渗透压浓度
重量摩尔渗透压浓度是溶质浓度的测量，定义为每千克溶液的溶质的渗透压摩尔数。重量摩尔渗透压浓度测量每单位质量的溶液的溶质颗粒的渗透压摩尔数。重量摩尔渗透压浓度不同于体积摩尔浓度，因为它测量溶质颗粒的摩尔量而不是溶质的摩尔量。产生该差异是因为一些化合物可以在溶液中解离，而其他化合物不能解离。离子化合物(如盐)可以可以在溶液中解离为它们的组成离子，所以溶液的体积摩尔浓度和重量摩尔渗透压浓度之间不存在一对一的关系。例如，氯化钠(NaCl)解离为Na+和Cl-离子。因此，对于溶液中每1摩尔的NaCl，存在2渗透压摩尔的溶质颗粒(即1M NaCl溶液是2Osm NaCl溶液)。钠离子和氯离子都影响溶液的渗透压。非离子化合物不解离，每1摩尔溶质只形成1渗透压摩尔溶质。例如，1M葡萄糖溶液为1 Osm(Widmaier，Eric P.；Hershel Raff，KevinT.Strang(2008).Vander′s Human Physiology，第11版McGraw-Hill.108-112页)。用3250型渗透压计(Advanced Instruments，Inc)来测定BAFSI的重量摩尔渗透压浓度。此仪器利用冰点降低作为测量原理。冰点是依数性，其取决于溶解颗粒的存在和它们的数目，而不是它们的同一性。溶质是电介质(如多种盐)和非电解质(如糖类)时都发生冰点降低。
干物质
干物质反映BAFSI中非挥发性成分的浓度。通过将液体样品的重量与液体成分蒸发后残留的干物质的重量相比较来测定干物质水平。利用一次性铝质称量盘(VWR 25433-016)、Ohaus Explorer E00640天平(OhausCorporation)和设置在105℃的Shel Lab model 1400E烘箱(VWR)。按(“皮重+干重”-“皮重”)/(“皮重+湿重”-“皮重”)＊100计算干物质百分比。
应用BAFSI后的Vitro Skin(N-19)表面修饰
利用了用水的接触角测量结果来定量多种物质对皮肤替代基底的表面特性的影响的测试方法(Correlating Water Contact Angles andMoisturization/Sensory Claims.Olga V.Dueva-Koganov等，Cosmetics &Toiletries，2007年1月，122卷，1期，20-27页)。此文章中提供的数据显示，可以用接触角测量结果来定量和比较皮肤护理产品对此皮肤样基底的表面特性的影响。产生较低接触角(小于80度)的产品倾向于产生更多的与清爽和无油腻感及短期保湿相关的感觉断言，而产生相对高的接触角的产品倾向于产生更多的与长期保湿相关的断言。
用所附计算机运行的Krüss DSA1软件进行设备控制、图像获取和液滴形状图像分析，使用Krüss EasyDrop液滴形状分析系统，按照卧滴法测量接触角(www.kruss.de/en/products/contact-angle/easydrop.html)。
用去离子水作为探测溶液，用来自IMS，Inc.的Vitro Skin(N-19)作为基底。测试BAFSI的应用剂量为2mg/cm2，该剂量与用于多种体内皮肤研究的产品的局部应用剂量相似。
弹性蛋白酶抑制
弹性蛋白酶是能够降解包括弹性蛋白(皮肤中支持其结构框架的弹性物质)的许多蛋白质的酶。弹性蛋白酶涉及皮肤炎症、老化、光老化、皱纹形成等。通过修改用于来自Corning Incorporated(Corning，NY)的96孔微量滴定板(Corning 3641)和来自BioTek Instruments，Inc.(Winooski，VT)的Synergy 2酶标仪的动力学比色测定来测定弹性蛋白酶抑制活性。通过测量为410nm波长吸光度增加的黄颜色的生成来显示切割底物的酶活性。将阴性对照孔的吸光度增加的最大速率的平均值视为100％酶活性，将IC50计算为使酶活性降低至50％所必需的孔中样品浓度。越低的IC50显示越高的弹性蛋白酶抑制活性。N-甲氧基琥珀酰-Ala-Ala-Pro-Val-pNA底物(EPC FH237)和弹性蛋白酶(EPC SE563)获自EPC(Elastin ProductsCompany，Inc.，Owensville，MO)。各孔中的反应体积为200μl，弹性蛋白酶的浓度等于0.87单位/ml，底物等于363μM。此方法修改自来自ElastinProducts Company，Inc.Research Biochemicals Catalogue(2004，92页)第84页的标题为“Assay with N-MeO-Suc-Ala-Ala-Pro-Val-pNA(EPC No.FH237)as substrate”的方法。
胰蛋白酶抑制
胰蛋白酶是涉及体内表皮增殖和炎症的蛋白水解酶。通过设计用于96孔微量滴定板(微量培养板)和计算机控制酶标仪的动力学比色测定来测定胰蛋白酶抑制活性。通过测量为405nm波长吸光度增加的黄颜色的生成来显示切割底物的酶活性。将阴性对照孔吸光度增加的最大速率的平均值视为100％酶活性，将IC50计算为使酶活性降低至50％所必需的孔中样品浓度。越低的IC50值显示越高的胰蛋白酶抑制活性。L-BAPA(Nα-苯甲酰基-L-精氨酸4-硝基苯胺盐酸)底物、胰蛋白酶和溶剂试剂获自Sigma-Aldrich。用pH 8.2Tris-CaCl2缓冲液来配制胰蛋白酶和L-BAPA底物的工作溶液。用去离子水作为缓冲试剂的溶剂、作为阴性对照及作为配制样品的系列稀释的稀释剂。各孔中的反应体积为200μl，胰蛋白酶的浓度等于60nM，底物等于0.5mM。
抗氧化剂活性
抗氧化剂是减少由氧化引起的损伤的物质。使用来自BioTek的“Performing Oxygen Radical Absorbance Capacity(ORAC)Assays withSynergy HT Multi-Detection Microplate Reader”Application Note(可在www.biotek.com/resources/docs/ORAC_Assay_Application_Note.pdf上获得)中所述的用于来自BioTek Instruments Inc(Winooski，VT)的Synergy2酶标仪的方法的修改，通过ORAC测试来测定抗氧化剂活性。在此测定中，AAPH(2，2′-偶氮二2-氨基-丙烷)产生损伤荧光探针(荧光素钠)的活性氧类别。诸如(R)-Trolox甲醚的抗氧化剂防止或减慢此损伤，且可以通过荧光测量结果来定量它们的作用。将激发波长设置在485nm，发射波长设置在528nm来获取荧光读数，反应体积为200μl，AAPH浓度为55mM，荧光素钠浓度为1.33μM，(R)-Trolox甲醚浓度在80μM至2μM之间。荧光素钠(Fluka 46960)、AAPH(Sigma 440914)和(R)-Trolox甲醚(Fluka 93509)获自Sigma-Aldrich(St.Louis，MO)。将AUC(曲线下面积)值计算为比例(孔当前的荧光读数除以该孔的第一荧光读数)的总和。从含有(R)-Trolox甲醚的孔和含有测试物品的孔的AUC减去含有去离子水的孔的AUC值的平均值来获得对应于抗氧化剂保留的荧光的AUC。作为孔的抗氧化剂相关AUC的函数产生校准曲线，该AUC显示(R)-Trolox甲醚当量的ORAC活性。然后将测试物品的ORAC活性计算为达到与1单位重量(R)-Trolox甲醚产生的抗氧化剂作用相等的抗氧化剂作用所必需的单位重量测试物品，越低的数值显示越高的ORAC活性。
DPPH(2，2-二苯基-1-苦基偕腙肼)自由基清除活性
自由基清除剂是与生物系统中的自由基反应、减少自由基诱导的损伤和保护免受自由基作用的成分。通过修改用于来自SUN-SRi(Rockwood，TN)的玻璃包被的聚丙烯96孔微量滴定板(目录号400062)和来自BioTekInstruments Inc(Winooski，VT)的Synergy 2酶标仪的动力学比色测定来测定自由基清除活性，即DPPH(2，2-二苯基-1-苦基偕腙肼)自由基清除活性。在515nm波长测量吸光度。各微量培养板孔中的反应体积为200μl，DPPH的初始浓度等于114μM。用L-抗坏血酸作为阳性对照。DPPH(Sigma D9132)和USP L-抗坏血酸(Sigma A-2218)获自Sigma-Aldrich(St.Louis，MO)。计算反应的化学计量，并表示为淬灭1单位重量DPPH所必需的单位重量测试物品，越低的数值显示越高的活性。此方法修改自发表在LWT-Food Science and Technology，28卷，1期，1995，25-30页中的Brand-Williams等的“Use of a free radical method to evaluate antioxidantactivity”中所述的方法。
颜色(Gardner色标)
ASTM D1544中指定的Gardner色标是用于以从浅黄色至棕红色的颜色特征分级透光样品的单数字色标。通过从颜色最浅的1至颜色最深的18编号的玻璃标准品的色度来定义该色标。在Gardner Comparator 3000(The Tintometer Limited of Salisbury，UK)上测定样品的Gardner颜色，该仪器是通过直接与有色玻璃标准品比较来通过视觉测定样品的Gardner颜色的3视野仪器。
折射率nD
通过在具有温度调节的来自Reichert Analytical Instruments(Depew，NY)的Arias 500折光计上测量来测定折射率，该温度调节由来自Cole-Parmer(Vernon Hills，Illinois)的Polystat model 12108-10温度控制器提供。方法基于Arias 500折光计说明书的6.0、4.1和4.4-4.5部分。
pH测定
pH定义为溶液中氢离子活性的负十进制对数，用来确定溶液的酸性或碱性。
用pH/ATC电极编号300729.1(Denver Instrument Company)在来自Denver Instrument Company(Bohemia，NY)的pH计Model 250pH/ISE/电导率计上测定pH水平。方法基于Denver Instrument Company301127.1Rev.D手册的第ii和9-12页。
UV光谱中最大吸收波长(λmax，nm)的测定
在具有水加热的比色杯支架(Amersham part#80-2106-08)的来自Biochrom Ltd(Cambridge，UK)(之前在GE Healthcare旗下，之前称为Amersham Biosciences)的Ultrospec 4300pro UV/可见光分光光度计上测定λmax，nm。方法基于来自标题为SWIFT II Applications SoftwareUV/Visible Spectrophotometers的Amersham手册编号80-2108-25的第2和4部分，来自标题为Ultrospec 4300pro UV/Visible SpectrophotometerUser Manual的Amersham手册编号80-2111-79的第7和15页。由SWIFTII软件套件(Biochrom Ltd)提供仪器控制，由来自Torrey Pines Scientific(Carlsbad，CA)的CB20 Mini Circulator提供温度调节。
蛋白质的测定
用Kjeldahl法来测量蛋白质氮含量。
微生物限制
按照US Pharmacopoeia XXX，NF25，<61>，Microbiological LimitTests测定微生物含量和限制：总平板计数，CFU/g；霉菌和酵母，CFU/g；大肠杆菌(E.coli)；沙门氏菌属物种(Salmonella sp.)；金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)；假单胞菌属物种(Pseudomonas sp.)。
实施例
以下实施例旨在说明本发明的具体实施方案，而非旨在以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
用于制备本发明的BAFSI的方法
一般而言，用于制备本发明的生物活性组合物的方法描述于US7,442,391中，其在此引用作为参考。取决于具体的光合生物(植物、水生植物或藻类)，可以进一步修改此方法的方案。使光合生物经受多种应激，收获、收集并洗涤，以产生新鲜生物量(植物或藻类)。
对此新鲜生物量进行研磨、离析和压榨。以3,000转/分钟研磨生物量30秒。立即用卧式连续螺旋压榨机(Compact Press″CP-6″，VincentCorporation，FL)压榨研磨的生物量。维持锥体上的压力在24kg/cm2的水平，螺旋速度为12转/分钟，温度增加≤5℃。结果，有效地将细胞液从细胞壁级分分开。然后将细胞液过滤通过尼龙筛网，以产生过滤的植物细胞液。
将新鲜植物量分为细胞壁级分和细胞胞内液，然后进行细胞液的分级分离，以产生核心BAFSI：膜级分和精华素级分。
将过滤的细胞液暴露于微波处理，以凝固细胞液。冷却凝固的细胞液，然后进行离心或超速离心，以产生膜级分和细胞液上清。
用BAFSI膜级分来制备包含BASFI膜级分的皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物。
也可以将“原样”的细胞液上清视为适宜的BAFSI，并用作生物活性成分。
此外，可以用细胞液上清来制备包含BAFSI的皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物。
取决于海洋生物或植物来源，可以进一步对细胞液上清进行细胞精华素的精制，以产生稳定且具有活性的化妆品成分。这通过从细胞精华素去除负责不可逆转化的主要成分来实现，该转化导致不想要的沉淀的产生及颜色和气味的恶化。这些方法包括但不限于pH调节、等电沉淀、微波处理、热处理、冷却、离心、真空过滤和稳定化。
用等电沉淀来产生包含胞质级分和细胞精华素级分的混合物。然后对细胞精华素级分进行微波处理来引起凝固。为了将细胞精华素级分从胞质级分分开，对混合物进行离心。取决于植物来源，在微波处理之前，可以对细胞精华素级分进行pH调节。凝固后，冷却混合物，然后过滤或离心，以产生细胞精华素滤液。应注意，此方法必须在完成将细胞精华素从胞质级分分开后立即使用。评价完全分开胞质级分的定量标准是随后的滤液或上清中缺乏可检测水平的高分子量蛋白质(例如缺乏核酮糖二磷酸羧化酶)。作为实例，可以在大于或等于3,000转/分钟下在冷冻离心机中分离沉淀的细胞液上清大于或等于20分钟，达到细胞精华素中缺乏具有大于或等于10,000的分子量的蛋白质。
然后用稳定剂、防腐剂、螯合剂和抗氧化剂稳定细胞精华素滤液来产生细胞精华素衍生的BAFSI。
适合用于本发明的防腐剂包括例如山梨酸钾、苯甲酸钠、对羟基苯甲酸甲酯钠和柠檬酸。适宜的稳定剂包括但不限于戊二醇、乙基己基甘油。适宜的螯合剂包括但不限于四钠EDTA、二钠EDTA、草酸、柠檬酸、酒石酸。适合用于本发明的抗氧化剂的实例是焦亚硫酸钠。
BAFSI经新鲜植物分级分离技术捕获和分离，良好地适合于它们在皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理制剂和应用中的利用，该制剂和应用包含至少一种BAFSI及其他可化妆品用成分和活性物。
本发明还涉及用于制备包含BAFSI的皮肤护理、防晒护理、头发护理和个人护理组合物的方法，该组合物显示有用的物理化学特性和生物活性的最佳组合，该生物活性包括但不限于抗氧化剂活性和自由基清除活性；与皮肤炎症、皮肤老化和环境损伤相关的酶的抑制，皮肤保护及人组织的修复。
稳定化的BAFSI显示完全满足化妆品成分的所有要求的特性。稳定性研究显示，经这些方法从细胞精华素产生的化妆品成分在室温下稳定12-24个月(即它们保持物理化学完成性和活性)。
实施例2
来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI精华素级分的制备
从南加利福尼亚海底收获大小为长度在15cm至60cm之间的巨藻原材料。收集后立即将原材料装袋，每袋六或七个原材料于海水中，装在具有凝胶冰袋的冷却剂中，并通过隔夜送达运送至Ossining，N.Y.的实验室。在送达30分钟内将巨藻放入水族箱，使其在循环水族箱中适应。
每次运送前准备四个相同的150升水族箱来模拟巨藻天然环境中的海洋条件。将35克/升的Coralife Scientific Grade人工海盐与去离子水混合，并通过水族箱循环。向每个水族箱中加入25毫升PartA和Part B ProlineF/2藻类食物。
用于具有大型褐藻(巨藻)的对照系统和应激系统的培养参数的范围是：对照(无应激)：从最初的更深的水中的培养条件收获并处理的大型褐藻(巨藻)；在所有的各培养时间期间只进行流体静力压应激；培养时间为：72小时(3天)或96小时(4天)。转移通常生长在更深的水中(10ft或更深)的藻类(例如大型褐藻(巨藻))，然后培养在与最初的培养条件中存在的流体静力压相比具有降低的流体静力压的更浅的水池(水族箱)中时，发生流体静力应激；流体静力应激+UVB应激＝2mW/cm2UVB 3-12小时/天；流体静力应激+臭氧应激＝100mg/小时连续注入；流体静力应激+渗透应激-培养基的重量摩尔渗透压浓度＝对照的75％。
表1和表2中分别描述了培养设备和控制系统组件的描述及用于水族箱的培养参数的范围。
在送达时采集和在特定培养时间(72小时(3天)、96小时(4天))从培养水族箱取出大型褐藻(巨藻)的生物量样品。切下并去除固着器之后，收集、漂洗此巨藻的以下部分，放入具有不锈钢刀和重力盖的Grindomix GM 200 Knife Mill(Retsch，德国)的容器中，并以3000转/分钟研磨30秒：叶片、气胞和菌柄。
然后立即用卧式连续螺旋压榨器(Compact Press″CP-6″，VincentCorporation，FL)压榨研磨的生物量。维持锥体上的压力在24kg/cm2的水平，螺旋速度为12转/分钟，温度增加≤5℃。结果，有效地将细胞壁级分从用于进一步分级分离的细胞液分开。
细胞液的初始pH为6.50至7.30。将它调节至pH约为4.0，并在约194°F(90℃)下进行微波处理约30秒，冷却至约30℃，离心，并在大于或等于4,000g下在冷冻离心机中分开大于或等于45分钟。
使用了防腐剂和稳定剂的以下组合物：山梨酸钾0.1％；苯甲酸钠0.1％；焦亚硫酸钠0.1％；四钠EDTA(Dissolvine 220S)0.1％；和戊二醇(Hydrolite 5)1.9％。
实施例3
来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI精华素级分的产品说明
按照上文实施例2中所述的方法制备来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI。
进行了来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI的分析，以测定它们的表3中所示的物理化学特征和微生物特征。
表3
来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI的物理、化学和感官特征
  特征   描述/范围
  外观   清澈或略模糊的金黄色液体
  气味   轻微的特征
  水溶性   以任意比例溶解
  颜色(Gardner色标)   1-3
  干物质(％)   3.89-4.91
  折射率(nD)   1.33-1.341
  pH   3.7-4.2
  280nm吸光度(1∶20在DI水中)   0.25-0.65
  总平板计数(CFU/gm)   ＜10
  霉菌/酵母(CFU/gm)   ＜10
  大肠杆菌(CFU/gm)   阴性/10gm
  沙门氏菌属物种(CFU/gm)   阴性/10gm
  金黄色葡萄球菌(CFU/gm)   阴性/10gm
  假单胞菌属物种(CFU/gm)   阴性/10gm
测定来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI精华素级分基本不含蛋白质(通过Kjeldahl法测定少于0.027％)，在避光密封容器中保存在15和25℃之间的温度时稳定(即保持物理和化学完整性)至少12-18个月。来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI是可被生物降解的产品。
实施例4
应激因子对来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI精华素级分的特性的调节作用
用酶抑制测定、抗氧化剂测定和自由基清除测定分析了来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI，以测定多种应激因子对它们的物理化学特性(表面张力、表面修饰特性、干物质、重量摩尔渗透压浓度)和生物活性的影响。结果显示在图3-10中，并总结在表4中。
表4
巨藻BAFSI，与对照(无应激)的％差异
如干物质的变化(例如减少)所证明，应激对来自巨藻的BAFSI的各物理化学特性(表面张力、表面修饰特性、干物质、重量摩尔渗透压浓度)具有调节作用。此外，渗透应激产生最低的干物质含量，其可以通过应对较低渗透压的机制来解释(图3)。
重量摩尔渗透压浓度遵循有些类似于干物质的模式(图4)。
但是，在比较由相同量的干物质含量产生的颗粒数时，差异更显著，尤其对于渗透应激的巨藻。
这可能是因为巨藻细胞成分结合了许多颗粒，进一步降低了相对重量摩尔渗透压浓度，或者相对小的颗粒(如更低分子量的分子和离子)已被转运出细胞(图5)。
表面张力取决于溶质的浓度和性质，且取决于所应用的一种或多种应激因子而改变，同时帮助评估由应激因子引起的组成变化(图6)。
应激能够改变所产生的精华素级分的表面修饰能力。例如，若流体静力应激与某种UVB应激组合，则可以产生能够产生更低接触角的BAFSI精华素级分。因此，用它们产生的皮肤护理产品可以具有改善的皮肤感觉和保湿特性(图7)。
通过DPPH测定测量的自由基淬灭测量结果显示，所有应激都导致更低的能力；在流体静力应激与UVB应激组合的情况下显著更低。一种可能的原因是，在给定的UVB暴露强度和总持续时间下，许多可得和产生的自由基淬灭因子已被排除(图8)。
应用的所有应激(流体静力应激单独及与渗透应激、臭氧应激和UV应激组合)都改善弹性蛋白酶抑制活性，一些非常显著(图9)。
应激可以诱导更具体的活性的变化，如在流体静力应激与某种UVB应激组合的情况下提高胰蛋白酶抑制活性，在其他应激因子下降低此活性(图10)。
所选择的来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI的弹性蛋白酶和胰蛋白酶抑制活性的提高显示了它们的抗炎症特性和抗老化特性的改善。
实施例5
来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI精华素级分的弹性蛋白酶抑制对藻酸盐的弹性蛋白酶抑制的比较
已知藻酸盐能够降低弹性蛋白酶活性，导致它们在诸如创伤敷料的应用中的用途，其中希望得到抗炎症特性(Infiuence of alginate and alginatecontaining silver on elastase and ROS activity in vitro，C.Wiegand等，Annual Congress 2006 of the ETRS 13.09.-16.09.2006，Pisa/Italy)。
巨藻叶片的干物质包含17wt％-25wt％的藻酸盐(MonthlyDetermination of Alginate，M/G Ratio，Mannitol，and Minerals inCultivated Laminaria japonica，Masura Honya等，Nippon SuisanGakkaishi，59(2)，295-299页，1993)。
为了检验藻酸盐对巨藻BAFSI的弹性蛋白酶抑制活性的贡献，从Sigma-Aldrich(St.Louis，MO)获得了藻酸钠的样品(藻酸钠盐，来自褐藻，A2158)。通过搅拌和超声处理来配制藻酸钠在去离子水中的0.2％w/w的溶液。按照前文定义的用于测定弹性蛋白酶抑制的方法，与两种不同的巨藻BAFSI精华素级分的系列稀释一起测试了此溶液的系列稀释。
测定藻酸钠的弹性蛋白酶IC50为0.0075mg/ml。在同一测试中，测定巨藻BAFSI干物质IC50为0.0012mg/ml(对于一种精华素级分)和0.0009mg/ml(对于另一种精华素级分)。这还良好地对应于图9中所示的巨藻BAFSI弹性蛋白酶IC50的值。
甚至在巨藻BAFSI精华素级分干物质由100％藻酸盐组成这一不大可能的假设之下，所显示的差异也是显著的。若考虑到上文提到的更有可能的藻酸盐水平，则差异是显著的。
因此，巨藻BAFSI精华素级分干物质的弹性蛋白酶抑制活性大于纯藻酸钠的弹性蛋白酶抑制活性，这可以通过在抑制弹性蛋白酶上比藻酸盐更有效的其他成分的贡献来解释。
实施例6
所选择的来自大型褐藻(巨藻)的BAFSI精华素级分的弹性蛋白酶抑制活性的热稳定性
通过以下来测试所选择的巨藻BAFSI精华素级分的弹性蛋白酶抑制活性的热稳定性：采集同一精华素级分的三份相同的整分试样，在不同温度下在相同的容器中保存它们6天，并按照上文所述的方法测定它们的弹性蛋白酶抑制活性。
保存在4℃的样品的弹性蛋白酶IC50为0.0012mg/ml，保存在60℃的样品的IC50为0.0012mg/ml，保存在80℃的样品的IC50为0.0011mg/ml。
因此，巨藻BAFSI精华素级分的弹性蛋白酶抑制活性可以在暴露于通常用于热稳定性研究和加速老化研究的提高的温度后保持稳定。
实施例7
来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI精华素级分的制备
绿藻(线形硬毛藻)因它们快的生长速率、在相对高的温度下存活的能力而闻名，在与巨藻相比时显示更高水平的光合活性。
绿藻是水培养的(Live Aquaria.com Aquaculture Coral & Marine LifeFacility，CA.)。将它收获、装袋，并通过隔夜送达运送至Ossining，N.Y.的实验室。从运送袋取出绿藻。采集并处理一部分生物量作为对照第0天样品。将剩余的绿藻均分，并在送达30分钟内放入水温全都为约25℃的4个水族箱。
用于具有绿藻(线形硬毛藻)的对照系统和应激系统的培养参数的范围是：对照；UVB应激＝2mW/cm2UVB 12小时/天；臭氧应激＝100mg/小时连续注入；渗透应激-培养基的重量摩尔渗透压浓度＝对照的85％；培养时间24小时(1天)、96小时(4天)、288小时(12天)、456小时(19天)。
表1和表2中分别描述了培养设备和控制系统组件的描述及用于水族箱的培养参数的范围。
在特定培养时间(0小时、24小时(1天)、96小时(4天)、288小时(12天)、456小时(19天))从培养水族箱取出绿藻(线形硬毛藻)的生物量样品，漂洗，并放入具有不锈钢刀和重力盖的Grindomix GM 200Knife Mill(Retsch，德国)的容器中。以3000转/分钟研磨藻类30秒。
然后立即用卧式连续螺旋压榨机(Compact Press″CP-6″，VincentCorporation，FL)压榨研磨的生物量。维持锥体上的压力在24kg/cm2的水平，螺旋速度为12转/分钟，温度增加≤5℃。结果，有效地将细胞壁级分从用于进一步分级分离的细胞液分开。
细胞液的初始pH从6.30至7.90变化。
将它调节至pH约为4.0，并在约194°F(90℃)进行微波处理约30秒，冷却至约30℃，离心，并在大于或等于4,000g下在冷冻离心机中分开大于或等于45分钟。
使用了防腐剂和稳定剂的以下组合物：山梨酸钾0.1％；苯甲酸钠0.1％；焦亚硫酸钠0.1％；四钠EDTA(Dissolvine 220S)0.1％；和戊二醇(Hydrolite 5)1.9％。
实施例8
来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI精华素级分的产品说明
按照上文实施例7中所述的方法制备来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI。进行了来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI的分析，以测定它的物理化学特征和微生物特征。
表5总结了来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI(精华素级分)的物理、化学和感官特征。
表5
来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI(精华素级分)的物理、化学和感官特征
  特征   描述/范围
  外观   清澈或略模糊的金黄色液体
  气味   轻微的特征
  水溶性   以任意比例溶解
  颜色(Gardner色标)   1-3
  干物质(％)   3.20-6.30
  pH   3.7--4.2
  总平板计数(CFU/gm)   ＜10
  霉菌/酵母(CFU/gm)   ＜10
  大肠杆菌(CFU/gm)   阴性/10gm
  沙门氏菌属物种(CFU/gm)   阴性/10gm
  金黄色葡萄球菌(CFU/gm)   阴性/10gm
  假单胞菌属物种(CFU/gm)   阴性/10gm
测定来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI在避光密封容器中保存在15和25℃之间的温度时稳定(即保持物理和化学完整性)至少12-18个月。来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI是可被生物降解的产品。
实施例9
应激因子对来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI精华素级分的特性的调节作用
用酶抑制测定和抗氧化剂测定分析了来自绿藻(线形硬毛藻)的BAFSI，以测定多种应激因子对它们的物理化学特性(表面张力、干物质、重量摩尔渗透压浓度)和生物活性的影响。与对照的相对差异显示在图11-16中，并总结在表6中。
表6
线形硬毛藻BAFSI，各天与对照的％差异
Figure BDA00001874211200341
与大型藻类(巨藻)一样，应激也调节绿藻的生产力(干物质水平)。对于渗透应激的线形硬毛藻，显示为与在同一天采集的对照样品的百分比差异的测试物品干物质含量的变化尤其显著(图11)。
与巨藻一样，来自线形硬毛藻的BAFSI精华素级分的重量摩尔渗透压浓度遵循与干物质含量相似的模式(图12)。与巨藻不一样，除UVB应激的绿藻外，由给定重量的来自绿藻的BAFSI精华素级分干物质产生的颗粒数波动不大。这可以显示绿藻(线形硬毛藻)对大型藻类(巨藻)的不同的应激适应机制(图13)。
无论它们的性质，短暂应激提高了精华素级分抑制弹性蛋白酶的能力，尤其是对于UVB和臭氧应激的线形硬毛藻(图14)。
应激调节来自线形硬毛藻的所有BAFSI精华素级分的表面张力。更长的持续时间显示显著的趋异(图15)。
UVB应激提高了来自线形硬毛藻的BAFSI精华素级分的氧自由基吸收能力(图16)。
实施例10
皮肤洗剂
组成
制备说明：加热A部分和B部分(不含Amphisol K)至80℃，然后将Amphisol K加入B部分中，并缓慢搅拌几分钟。将A部分加入B部分中并充分混合。加入C部分。在持续搅拌下冷却，并在60℃左右加入D部分。然后在40℃以下加入F部分。备选地，可以在乳状液形成后向系统中后加入BAFSI。＊可选的防晒活性物。＊＊BAFSI的加入改善了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
实施例11
防晒凝胶
组成
Figure BDA00001874211200362
Figure BDA00001874211200371
制备说明：混合B部分的成分，分散黄原胶。加热A部分，并混合至均质。冷却至室温。以充分的搅拌将A部分掺入B部分。用C部分中和至pH 6-6.5。最后按列出的顺序加入D部分的成分。备选地，可以在凝胶形成后向系统中后加入BAFSI。＊＊BAFSI的加入改善了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
实施例12
保湿洗剂
组成
Figure BDA00001874211200372
Figure BDA00001874211200381
制备说明：加热A部分和B部分至80℃。调节B的pH至6左右，然后在高搅拌速度下将A加入B中。在搅拌下冷却，调节pH至7。在搅拌下加入D部分。在50℃左右再次均化。在40℃以下按列出的顺序加入E部分的成分。调节最终pH至7.0左右。备选地，可以在它形成后向系统中后加入BAFSI。＊＊BAFSI的加入改善了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
实施例13
防晒洗剂
组成
制备说明：加热A部分和B部分至75℃，混合至二者均同质。将A部分(75℃)加入B部分(75℃)中并均化。在60℃，加入C部分并混合至均质。加入D部分并均化。冷却至室温，加入E部分并混合至均质。调节pH至约6.0。备选地，可以在它形成后向系统中后加入BAFSI。＊＊BAFSI的加入改善了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
实施例14
面部凝胶洗剂
组成
Figure BDA00001874211200401
制备说明：在搅拌下将A部分加入B部分。短时间均化。在搅拌下加入C部分。均质时，按列出的顺序加入D部分的成分。备选地，可以在它形成后向系统中后加入BAFSI。＊＊BAFSI的加入改善了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
实施例15
面部调色洗剂
组成
Figure BDA00001874211200411
制备说明：分开组合A相和B相，并将二者加热至80℃。以5分钟的高剪切力将B相加入B相。以中度至低度搅拌混合15-30分钟。冷却至40℃，加入C相。必要时，调节pH至5.8-6.3，并加入防腐剂(D相)。备选地，可以在它形成后向系统中后加入BAFSI。＊＊BAFSI的加入改善了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
实施例16
抗老化精华素
组成
Figure BDA00001874211200421
制备说明：以充分的搅拌逐一组合A相。以中度至低度搅拌混合15-30分钟。必要时，调节pH至取决于靶区域的靶水平(面部(pH 4.0-6.9)或眼睛周围区域(6.7-7.3))，并加入来自B相的防腐剂。＊＊BAFSI的加入提供了制剂的抗老化特性和其他功能特性。
以上实施例10-16是本发明的制成制剂的非限制性实例。提供这些实施例只是为了说明的目的，不解释为限制本发明，因为可能存在其许多变化形式而不背离本发明的精神和范围，这些变化形式可以为本领域普通技术人员所识别。在这些实施例中，除非另有说明，所有浓度均作为重量百分比列出，且可以排除次要物质，如稀释剂、填充剂等。因此，所列出的制剂包含所列出的成分及与这类成分相关的任意次要物质。对本领域普通技术人员而言，显而易见的是，这些次要物质的选择将取决于本文所述的选择来制备本发明的具体成分的物理和化学特征而不同。
虽然已参考其具体实施方案描述了本发明，但本领域技术人员应理解，可以进行多种改变且可以取代等同物而不背离本发明的实质精神和范围。此外，可以进行许多修改来使具体情况、材料、物质组成、方法、一个或多个方法步骤适应于本发明的目标精神和范围。所有这类修改也旨在包含于所附权利要求的范围之内。
本文的参考文献的引用不应解释为承认这种参考文献是本发明的现有技术。本文引用的所有参考文献在此以其整体引入作为参考。

Claims (32)

1.用于产生用于分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物的方法，所述方法包括：
提供光合生物；和
在对产生适合用于从其分离改变的生物活性级分的应激诱导的光合生物有效的诱导应激的培养条件下培养所述光合生物；
其中所述诱导应激的培养条件包括使所述光合生物经受应激因子或多个应激因子；
其中所述应激因子或多个应激因子包括但不限于选自紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子；且
其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，所述应激因子或多个应激因子对改变分离自所述应激诱导的光合生物的至少一种生物活性级分的至少一种特征有效。
2.权利要求1的方法，其中所述至少一种特征包括但不限于选自物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性的特征；
其中所述物理化学特性包括但不限于选自表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性；和
其中所述抗炎症和/或抗老化活性包括但不限于选自弹性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性。
3.权利要求1的方法，其中所述生物活性级分选自细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
4.权利要求1的方法，其中所述光合生物选自水生光合生物和陆地非水生光合生物。
5.权利要求4的方法，其中所述水生光合生物包括但不限于选自褐藻纲和绿藻纲的水生光合生物。
6.权利要求4的方法，其中所述水生光合生物包括但不限于选自巨藻属物种(Macrocystis spp.)和硬毛藻属物种(Chaetomorpha spp.)的水生光合生物。
7.权利要求6的方法，其中所述巨藻属物种包括但不限于选自Macrocystis angustifolia、Macrocystis integrifolia、Macrocystis laevis和巨藻的巨藻属物种。
8.权利要求6的方法，其中所述硬毛藻属物种包括但不限于选自气生硬毛藻、Chaetomorpha antennina、绿藻基根硬毛藻、短节硬毛藻、Chaetomorpha californica、Chaetomorpha cannabina、粗硬毛藻、Chaetomorpha gracilis、线形硬毛藻、黑绿硬毛藻、Chaetomorpha natalensis和螺旋硬毛藻的硬毛藻属物种。
9.应激诱导的光合生物，其按照权利要求1的方法产生。
10.用于从应激诱导的光合生物分离改变的生物活性级分的方法，所述方法包括：
提供按照权利要求1的方法产生的应激诱导的光合生物；
将所述应激诱导的光合生物分为细胞液和细胞壁成分；
在对产生生物活性级分有效的条件下处理所述细胞液，其中所述生物活性级分选自细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分；和
从所述处理的细胞液分离所述生物活性级分；
其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，所述分离的生物活性级分具有至少一种改变的特征。
11.权利要求10的方法，其中所述至少一种特征包括但不限于选自物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性的特征；
其中所述物理化学特性包括但不限于选自表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性；和
其中所述抗炎症和/或抗老化活性包括但不限于选自弹性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性。
12.改变的生物活性级分，其按照权利要求10的方法分离。
13.生物活性组合物，其包含：
分离的衍生自应激诱导的光合生物的生物活性级分；
其中所述生物活性级分选自细胞精华素级分、膜级分、细胞液上清级分和细胞精华素滤液级分。
14.权利要求13的生物活性组合物，其中所述生物活性级分基本不含包括但不限于蛋白质的不希望的成分。
15.权利要求13的生物活性组合物，其中所述光合生物选自水生光合生物和陆地非水生光合生物。
16.权利要求13的生物活性组合物，其中所述水生光合生物包括但不限于选自褐藻纲和绿藻纲的水生光合生物。
17.权利要求16的生物活性组合物，其中所述水生光合生物包括但不限于选自巨藻属物种和硬毛藻属物种的水生光合生物。
18.权利要求17的生物活性组合物，其中所述巨藻属物种包括但不限于选自Macrocystis angustifolia、Macrocystis integrifolia、Macrocystis laevis和巨藻的巨藻属物种。
19.权利要求17的生物活性组合物，其中所述硬毛藻属物种包括但不限于选自气生硬毛藻、Chaetomorpha antennina、绿藻基根硬毛藻、短节硬毛藻、Chaetomorpha californica、Chaetomorpha cannabina、粗硬毛藻、Chaetomorpha gracilis、线形硬毛藻、黑绿硬毛藻、Chaetomorpha natalensis和螺旋硬毛藻的硬毛藻属物种。
20.权利要求13的生物活性组合物，其中，与对应的分离自非应激诱导的光合生物的生物活性级分相比，在分离前使所述应激诱导的光合生物在对改变所述分离的生物活性级分的至少一种特征有效的条件下经受应激因子或多个应激因子；
其中所述至少一种特征包括但不限于选自物理化学特性、表面修饰特性、保湿特性、抗炎症活性和抗老化活性的特征；
其中所述物理化学特性包括但不限于选自表面张力、干物质含量和重量摩尔渗透压浓度的特性；
其中所述抗炎症和/或抗老化活性包括但不限于选自弹性蛋白酶抑制、胰蛋白酶抑制、抗氧化剂活性和自由基清除活性的活性；且
其中所述应激因子或多个应激因子包括但不限于选自紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
21.权利要求13的生物活性组合物，其进一步包含稳定剂。
22.权利要求21的生物活性组合物，其中所述稳定剂选自乳化剂、防腐剂、抗氧化剂、聚合物基质及其混合物。
23.适合于局部应用于哺乳动物的生物活性局部制剂，所述生物活性局部制剂包含：
局部有效量的权利要求13的生物活性组合物；和
可局部用载体。
24.权利要求23的生物活性局部制剂，其中所述可局部用载体选自亲水性膏基、亲水性洗剂基、亲水性表面活性剂基、亲水性凝胶基、亲水性溶液基、疏水性膏基、疏水性洗剂基、疏水性表面活性剂基、疏水性凝胶基和疏水性溶液基。
25.权利要求23的生物活性局部制剂，其中所述生物活性组合物以所述生物活性局部制剂的总重量的约0.01％和约98.0％之间的量存在。
26.权利要求23的生物活性局部制剂，其中所述生物活性局部制剂适合用于选自皮肤护理应用、防晒护理应用、头发护理应用和个人护理应用的应用。
27.权利要求23的生物活性局部制剂，其中所述生物活性局部制剂适合用作选自皮肤洗剂、不含乳化剂的防晒凝胶、保湿洗剂、防晒洗剂、面部凝胶洗剂、面部调色洗剂和抗老化洗剂的洗剂。
28.用于抑制哺乳动物的皮肤组织中的炎症活性的方法，所述方法包括：
提供权利要求13的生物活性组合物；和
以对抑制皮肤组织中的炎症活性有效的量将所述生物活性组合物应用于皮肤组织。
29.保护哺乳动物的皮肤组织免受紫外线诱导的损伤的方法，所述方法包括：
提供权利要求13的生物活性组合物；
以对减少紫外线诱导的皮肤的损伤和防止皮肤组织的氧化损伤有效的量将所述生物活性组合物应用于皮肤组织。
30.用于正常化哺乳动物的皮肤组织中的皮肤障碍的方法，所述方法包括：
提供权利要求13的生物活性组合物；和
以对正常化皮肤组织中的皮肤障碍有效的量将所述生物活性组合物应用于皮肤组织。
31.用于培养应激诱导的光合生物的系统，所述系统包括：
用于培养光合生物的生物反应器；和
用于控制所述生物反应器中的培养条件的培养控制系统；
其中所述培养控制系统配置为将应激因子或两个或多个应激因子的组合引入所述生物反应器中，并配置为调节所述生物反应器中的应激因子或两个或多个应激因子的组合的强度、持续时间和/或浓度；且
其中所述应激因子或两个或多个应激因子的组合包括但不限于选自紫外线、臭氧、渗透压、流体静力压及其组合的应激因子。
32.权利要求31的系统，其中所述光合生物是水生光合生物，且其中配置所述生物反应器来在液体培养基中培养所述水生光合生物。
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