CN112089646A - 一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法 - Google Patents

Abstract

一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法，属于化学制备技术领域，目的在于开发具有多彩染色的新型染发剂，其染色方法是先将购置的铂金色假发浸泡于Tris‑HCl溶解的多巴胺溶液中，待聚多巴胺完全聚合之前将假发取出，用水冲洗掉未反应的多巴胺单体，随后将包裹有聚多巴胺的假发浸泡于一定浓度下的染料溶液之中进行染色，最终完成对假发的染色过程。相比目前的商业化染色手段，本发明所提供的染色方法不需要打开毛鳞片，染色全过程仅需20分钟左右，且使用到的染料溶液安全无毒。方法具有绿色安全，稳定性好，高效快速等特点。

Description

一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法

技术领域

本发明属于化学制备技术领域，具体涉及一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法。

背景技术

头发由复杂的角质纤维构成，其成分的97%为角质蛋白。扫描电子显微成像表明，头发具有明显的层次特征，其层次由内向外依次为毛髓质层，毛皮质层与毛鳞片层。东方人群的传统发色为黑色或深棕色。然而，随着生活节奏的加快，青年阶段发生白发的现象数见不鲜，迫切需要对白发的色泽进行调整；除此之外，女性对于时尚的追求往往也以改变发色作为彰显手段。因此，现代人对于染发的需要有着明显的客观需求。

目前流行的传统染发剂在实现多种靓丽的颜色着色上有着显著的优势，但它们的染色过程需要搭配强碱性物质如氨，苛性钠等或强还原性物质如巯基化合物等打开外层的毛鳞片层。一方面，毛鳞片层是保护发质的第一道防线，片层的破坏将使得发丝内部处于暴露状态，极易对发质产生破坏性的影响；其次，搭配使用的碱性物质或还原性物质活性非常高，这带来了潜在的不良影响，尤其是巯基化合物的使用，在上色过程中带来了不愉快的嗅觉体验；最后，能够维持一定洗涤次数及时间内色泽稳定性的染发剂以对苯二胺类为主，其本身具有一定的还原性容易将蛋白质中的二硫键破坏，进而使得蛋白质三级空间构型失稳造成蛋白质失活，因此对苯二胺类也被归类于第三类致癌物，这对生物体的健康是不利的。基于此，迫切需要发展一些新型的，生物友好的染发剂来拓宽现有的染发方式，带来更加安全与多样化的选择。

基于此，研究人员对新型的染发剂做出了探索。Huang课题组使用还原石墨烯作为着色剂，掺杂一定量的壳聚糖水凝胶，以物理包裹的形式实现了头发的着色。相比未处理过的头发，上色后的发丝展示出了与未处理组相似的理化性质，并且在耐洗性，导热性上有着独到的优势。不仅如此，Cui等人则使用到了过渡金属离子与天然多酚化合物之间稳定的络合效应对头发进行着色，由于使用到的过渡金属以轻金属为主，多酚化合物又主要为天然提取物，这带来了良好的安全性。除国内学者外，国外学者也对新型染发剂的开发做出了努力，美国西北大学的Nathan C. Gianneschi课题组则以聚多巴胺为着色剂，探讨了不同氧化方式下的聚多巴胺着色行为。由于聚多巴胺被认为是一种有效的人造黑色素，且在肿瘤的治疗领域有着广泛的应用，其生物安全性也得到了有效的验证，这为新型的染发剂开发提供了思路。但是上述设计虽然为绿色染发剂的开发提供了策略，可惜的是在多种色彩的染色上仍有不足。除黑色和深棕色外，还无法实现其他颜色的染色，例如蓝色，红色，紫色等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是开发具有多彩染色的新型染发剂，该方法操作简单，染色条件温和，绿色无毒。基于头发表面包被的半合成聚多巴胺外层，通过芳环堆积将多种水溶性染料吸附于聚多巴胺之上。该染色方法能够实现多种基于水溶性染料的染色过程，为实现头发的多彩染色提供潜在的解决思路。

本发明采用如下技术方案：

一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法，包括如下步骤：

第一步，将多巴胺单体溶于Tris-HCl缓冲溶液中，得到混合溶液，将头发迅速浸泡于混合溶液中，室温放置5-10分钟后取出头发，多巴胺单体缓慢氧化自聚于头发表面形成半合成状态下的聚多巴胺外层，用自来水冲洗掉未反应的多巴胺单体，得到包裹有聚多巴胺外层的头发；

第二步，将包裹有聚多巴胺外层的头发浸泡于染料溶液中进行吸附10-15分钟，完成染色。

第一步中所述Tris-HCl缓冲溶液的浓度为10mM，pH为8.5，混合溶液中多巴胺单体的质量浓度为1-5mg/mL。

第二步中所述染料包括亚甲基蓝、中性红和结晶紫中的任意一种，染料溶液的浓度为100μg/mL-1mg/mL。

本发明的原理如下：由于多巴胺在氧气作用下的自聚过程较为缓慢，其反应体系的颜色并不是从无色直接过渡到黑色，中间会有浅灰色到深灰色的过程。在灰色生成的这个时间段内虽然多巴胺尚未完全氧化自聚，但仍体现了与完全自聚的聚多巴胺一致的特性。因此，在这一阶段，多种水溶性染料可以通过芳环堆积这一较为稳定的物理吸附形式实现对头发的多色彩染色，实现多色的染发过程。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明所提及的染色方式相比传统染发剂具有操作简便，绿色友好，安全无毒的特点。由于芳环堆积吸附快速牢靠，大大缩短了染色时间，实现了快速，温和，稳定的染色过程。

2. 通过聚多巴胺与染料之间的芳环堆积进行染色，避免了传统方式需要打开毛鳞片的缺点，这减少了对毛鳞片的伤害，降低了对发质的破坏。

3. 所选择的染料一方面以天然染料或食用/药用染料为主，其本身生物顺应性良好，可极大缓解传统染发方式可能带来的过敏等不良反应；另一方面染料均为水溶性染料，这避免了有机相中染色对有机溶剂头发及头皮带来的刺激，进一步提升了安全性。

附图说明

图1为本发明实施例1多巴胺单体合成随时间变化图。

图2为本发明实施例1在吸附亚甲基蓝随时间变化图。

图3为本发明实施例1在吸附亚甲基蓝后洗涤5次的颜色对比图。

图4为使用不同颜色染料上色后在阳光下暴晒第一天和第二天的颜色对比图。

图5为使用不同颜色染料上色后在阳光下暴晒第三天和第四天的颜色对比图。

图6为使用不同颜色染料上色后在阳光下暴晒第五天和第六天的颜色对比图。

具体实施方式

实施例1

(1) 将多巴胺单体溶于10mL，10mM，pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液中，单体的质量浓度为1mg/mL。将假发浸泡于溶液中，室温下放置5-10分钟，待观察到铂金色假发变为灰色时取出假发，使用自来水冲洗掉未反应的单体。

(2) 取一定量亚甲基蓝溶于自来水中，使得溶液体积为10mL，染料质量浓度为250μg/mL。将包裹聚多巴胺的假发浸泡于溶液中，室温下放置10-15分钟后，使用自来水冲洗未吸附的染料溶液，随后使用洗发水洗涤两次去除结合不稳定的染料分子，吹干即可得到蓝色假发。

对基于半合成聚多巴胺、亚甲基蓝染色条件及染色稳定性的优化：

（1）如图1所示，随着时间的延长，聚多巴胺合成程度逐渐升高，假发颜色由初始的铂金色，逐渐变为灰色，灰黑色及黑色。考虑到染色后色彩的明显程度，聚多巴胺的合成时间为5分钟。

（2）如图2所示，当亚甲基蓝浓度为250μg/mL时，未包裹聚多巴胺的假发没有观察到染料吸附行为；当包裹聚多巴胺后，随着时间延长，出现了明显的吸附行为，上清液颜色逐渐变淡。染色时间以15分钟为宜。

（3）如图3所示，染色完毕后，冲洗掉假发未吸附完全的染料。肉眼观察假发呈现深蓝色。待干燥后以市售洗发水洗涤5次，未观察到脱色现象，说明构筑的染色方式具有很好的稳定性。

（4）如图4至图6所示，以未做任何处理的假发为对比（最左），从左到右依次使用中性红、甲基橙、亚甲基蓝、聚多巴胺、茜素黄及结晶紫染色。暴晒6天未观察到颜色差异。

实施例2

(1) 将多巴胺单体溶于10mL，10mM，pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液中，单体的质量浓度为5 mg/mL。将假发用水湿润后将多巴胺单体溶液用刷子均匀涂抹于假发之上，室温放置5-10分钟后，待假发变为灰色时使用自来水冲洗掉未反应的单体。

(2) 取一定量亚甲基蓝溶于自来水中，使得溶液体积为10mL，染料质量浓度为1mg/mL。使用刷子将染料均匀涂抹于聚多巴胺包裹的假发之上。室温下放置10-15分钟后，使用自来水冲洗未吸附的染料溶液，随后使用洗发水洗涤两次去除结合不稳定的染料分子，吹干即可。

实施例3

(1) 将多巴胺单体溶于10mL，10mM，pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液中，单体的质量浓度为1mg/mL。将假发浸泡于溶液中，室温下放置5-10分钟，待观察到铂金色假发变为灰色时取出假发，使用自来水冲洗掉未反应的单体。

(2) 取一定量中性红溶于自来水中，使得溶液体积为10mL，染料质量浓度为250μg/mL。将包裹聚多巴胺的假发浸泡于溶液中，室温下放置10-15分钟后，使用自来水冲洗未吸附的染料溶液，随后使用洗发水洗涤两次去除结合不稳定的染料分子，吹干即可得到红色假发。

实施例4

将多巴胺单体溶于10mL，10mM，pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液中，单体的质量浓度为1mg/mL。将假发浸泡于溶液中，室温下放置5-10分钟，待观察到铂金色假发变为灰色时取出假发，使用自来水冲洗掉未反应的单体，即可得到灰色或灰黑色假发。

实施例5

(1) 将多巴胺单体溶于10mL，10mM，pH为8.5的Tris-HCl缓冲溶液中，单体的质量浓度为1mg/mL。将假发浸泡于溶液中，室温下放置5-10分钟，待观察到铂金色假发变为灰色时取出假发，使用自来水冲洗掉未反应的单体。

(2) 取一定量结晶紫溶于自来水中，使得溶液体积为10mL，染料质量浓度为250μg/mL。将包裹聚多巴胺的假发浸泡于溶液中，室温下放置10-15分钟后，使用自来水冲洗未吸附的染料溶液，随后使用洗发水洗涤两次去除结合不稳定的染料分子，吹干即可得到紫色假发。

Claims (3)

1.一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，将多巴胺单体溶于Tris-HCl缓冲溶液中，得到混合溶液，将头发迅速浸泡于混合溶液中，室温放置5-10分钟后取出头发，多巴胺单体缓慢氧化自聚于头发表面形成半合成状态下的聚多巴胺外层，用自来水冲洗掉未反应的多巴胺单体，得到包裹有聚多巴胺外层的头发；

第二步，将包裹有聚多巴胺外层的头发浸泡于染料溶液中进行吸附10-15分钟，完成染色。

2.根据权利要求1所述的一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法，其特征在于：第一步中所述Tris-HCl缓冲溶液的浓度为10mM，pH为8.5，混合溶液中多巴胺单体的质量浓度为1-5mg/mL。

3.根据权利要求1所述的一种基于半合成聚多巴胺多彩染发剂的应用方法，其特征在于：第二步中所述染料包括亚甲基蓝、中性红和结晶紫中的任意一种，染料溶液的浓度为100μg/mL-1mg/mL。

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