CN114364363A - 丝头发护理组合物 - Google Patents

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CN114364363A CN202080044146.XA CN202080044146A CN114364363A CN 114364363 A CN114364363 A CN 114364363A CN 202080044146 A CN202080044146 A CN 202080044146A CN 114364363 A CN114364363 A CN 114364363A
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I·戈德伯格
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Abstract

本公开描述了丝头发护理组合物及其使用和制备方法。

Description

丝头发护理组合物
技术领域
本公开属于包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的新型头发护理组合物的领域。丝头发护理组合物(silk hair care compositions)可为头发提供调理、滋养、改善的使用感、清洁、头发造型、头发修复、头发强化、头发保护、防止染色头发的颜色损失、增强颜色呈递、紫外线保护等。
背景技术
丝是由各种昆虫和蜘蛛产生的天然聚合物。丝包含长丝芯蛋白(filament coreprotein)(丝素蛋白)和由非丝状蛋白(丝胶蛋白)组成的胶状外膜。
未受损的原生头发是光滑且有光泽的。其在头发表面上的毛小皮平滑铺展以使梳理容易。头发表面也是疏水性质的,以防止在洗涤过程中过度吸水。当头发由于漂白、日晒或其它来源的紫外辐射暴露、烫发、染色或用刺激性表面活性剂洗涤而受到机械或化学损伤时,头发表面变得粗糙和毛糙,并且难以解缠结和梳理。由于头发表面变得更亲水,在洗涤过程中造成头发纤维溶胀以致头发越来越难以梳理。
需要适用于头发护理产品的稳定的丝素肽溶液。另外,需要增强丝素肽的自组装和涂布性质的有益效果的新型头发护理产品。
发明内容
本公开提供了一种头发护理组合物,其包含丝素蛋白片段,该丝素蛋白片段具有选自大约1 kDa至大约5 kDa、大约5 kDa至大约10 kDa、大约6 kDa至大约17 kDa、大约10kDa至大约15 kDa、大约15 kDa至大约20 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa、大约20 kDa至大约25 kDa、大约25 kDa至大约30 kDa、大约30 kDa至大约35 kDa、大约35 kDa至大约40kDa、大约39 kDa至大约80 kDa、大约40 kDa至大约45 kDa、大约45 kDa至大约50 kDa、大约60 kDa至大约100 kDa和大约80 kDa至大约144 kDa的平均重均分子量和1至大约5的多分散性;0至500 ppm溴化锂;0至500 ppm碳酸钠;和皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,丝素蛋白片段具有1至大约1.5的多分散性。在一些实施方案中,丝素蛋白片段具有大约1.5至大约2.0的多分散性。在一些实施方案中,丝素蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,丝素蛋白片段具有大约2.0至大约2.5的多分散性。在一些实施方案中,丝素蛋白片段具有大约2.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约10.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约1.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约2.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约2.0重量%至大约3.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约3.0重量%至大约4.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约4.0重量%至大约5.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约5.0重量%至大约6.0重量%存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,丝素蛋白片段包括亲水结构域。在一些实施方案中,丝素蛋白片段包括疏水结构域。在一些实施方案中,丝素蛋白片段包括亲水结构域和疏水结构域。
本公开还提供了一种头发护理组合物,其包含如本文中所述的丝素蛋白片段,并进一步包含相对于头发护理组合物的总重量计大约0.01% (w/w)至大约10% (w/w)的丝胶蛋白。在一些实施方案中,所述头发护理组合物进一步包含相对于丝素蛋白片段计大约0.01% (w/w)至大约10% (w/w)的丝胶蛋白。
本公开还提供了一种头发护理组合物,其包含如本文中所述的丝素蛋白片段,其中在配制成头发护理组合物之前,丝素蛋白片段在水溶液中至少10天时没有自发或逐渐胶凝并且没有颜色或浊度的明显变化。在一些实施方案中,在配制成头发护理组合物之前,丝素蛋白片段在水溶液中至少1天、至少2天、至少3天、至少4天、至少5天、至少6天、至少7天、至少8天、至少9天、至少11天、至少12天、至少13天、至少2周、至少3周、至少4周或至少一个月时没有自发或逐渐胶凝并且没有颜色或浊度的明显变化。
本公开还提供了一种头发护理组合物,其包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包括油相。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包括水相。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包括悬浮固体。在一些实施方案中,所述头发护理组合物进一步包含乳化剂。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包括水包油乳液或油包水乳液。
本公开还提供了一种头发护理组合物,其包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体,并进一步包含烃油、脂肪酸、脂肪油、脂肪酸酯、阳离子季铵盐或其任何组合。在一些实施方案中,头发护理组合物进一步包含去污剂、洗涤剂或其组合。在一些实施方案中,头发护理组合物进一步包含头发造型聚合物。在一些实施方案中,头发护理组合物进一步包含着色剂、颜料、染料分子、颜色保护剂、紫外线过滤剂、头皮保护剂及其组合。
本公开还提供了一种头发护理组合物,其包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体,其中所述头发护理组合物是透明的、半透明的或不透明的。
本公开还提供了一种洗发前发用产品(hair pre-shampoo product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种洗发香波产品(hair shampooproduct),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种头发冲洗产品(hair rinsing product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种护发素产品(hair conditioner product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种头发处理产品(hair treatment product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种头发定型液产品(hairsetting lotion product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种吹风造型液产品(blow-styling lotion product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种美发喷剂产品(hair spray product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种头发造型泡沫产品(hair-styling foam product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种头发造型凝胶产品(hair-styling gel product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发油产品(hair oil product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发用液剂产品(hair liquidproduct),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种生发剂产品(hair tonic product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发乳产品(hair cream product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种头发化妆品产品(hair cosmetic product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种烫发剂产品(permanent wavingagent product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发用摩丝产品(hair mousse product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发用凝胶产品(hair gel product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种生发剂产品,其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发用泡沫产品(hair foam product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发膏产品(hair pasteproduct),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发用乳剂产品(hair lotion product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种发蜡产品(hair wax product),其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。
本文中公开了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)溶液和由其制成的头发护理产品。在一个实施方案中,本公开提供了一种头发护理组合物,其包含(i) 基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其重量百分比为按头发护理组合物的总重量计大约0.0001重量%至大约10.0重量%,(ii) 至少一种头发护理活性剂,和(iii) 皮肤病学可接受的载体,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一个实施方案中,本公开提供了一种头发护理组合物,其包含(i) 基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其重量百分比为按头发护理组合物的总重量计大约0.0001重量%至大约10.0重量%,(ii) 至少一种头发护理活性剂,和(iii) 皮肤病学可接受的载体,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1 kDa至大约5 kDa、大约5 kDa至大约10 kDa、大约6kDa至大约17 kDa、大约10 kDa至大约15 kDa、大约15 kDa至大约20 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa、大约20 kDa至大约25 kDa、大约25 kDa至大约30 kDa、大约30 kDa至大约35kDa、大约35 kDa至大约40 kDa、大约39 kDa至大约80 kDa、大约40 kDa至大约45 kDa、大约45 kDa至大约50 kDa、大约60 kDa至大约100 kDa、或大约80 kDa至大约144 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有1至大约5.0的多分散性。
在一个实施方案中,本公开提供了一种可调节头发护理组合物,其包含(i) 基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其重量百分比为按头发护理组合物的总重量计大约0.0001重量%至大约10.0重量%,(ii) 至少一种头发护理活性剂,和(iii) 皮肤病学可接受的载体,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1 kDa至大约5 kDa、大约5 kDa至大约10 kDa、大约6 kDa至大约17 kDa、大约10 kDa至大约15 kDa、大约15 kDa至大约20 kDa、大约17kDa至大约39 kDa、大约20 kDa至大约25 kDa、大约25 kDa至大约30 kDa、大约30 kDa至大约35 kDa、大约35 kDa至大约40 kDa、大约39 kDa至大约80 kDa、大约40 kDa至大约45kDa、大约45 kDa至大约50 kDa、大约60 kDa至大约100 kDa、或大约80 kDa至大约144 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有1至大约5.0的多分散性。
在一个实施方案中,本公开提供了一种热响应型头发护理组合物,其包含(i) 基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其重量百分比为按头发护理组合物的总重量计大约0.0001重量%至大约10.0重量%,(ii) 至少一种头发护理活性剂,和(iii) 皮肤病学可接受的载体,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1 kDa至大约5 kDa、大约5 kDa至大约10kDa、大约6 kDa至大约17 kDa、大约10 kDa至大约15 kDa、大约15 kDa至大约20 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa、大约20 kDa至大约25 kDa、大约25 kDa至大约30 kDa、大约30 kDa至大约35 kDa、大约35 kDa至大约40 kDa、大约39 kDa至大约80 kDa、大约40 kDa至大约45kDa、大约45 kDa至大约50 kDa、大约60 kDa至大约100 kDa、或大约80 kDa至大约144 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有1至大约5.0的多分散性。
在一些实施方案中,头发护理组合物以按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约6.0重量%的重量百分比包含丝素蛋白基蛋白片段。在一些实施方案中,头发护理组合物以按头发护理组合物的总重量计大约3.0重量%至大约6.0重量%的重量百分比包含丝素蛋白基蛋白片段。在一些实施方案中,头发护理组合物以按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%的重量百分比包含丝素蛋白基蛋白片段。在一些实施方案中,头发护理组合物以按头发护理组合物的总重量计大约5.0重量%的重量百分比包含丝素蛋白基蛋白片段。
在一些实施方案中,丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约18 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,丝素蛋白基蛋白片段具有大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量(头发造型产品)。
在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包含水包油乳液或油包水乳液。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包含油相和水相。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体包含乳化体系。
在一些实施方案中,头发护理活性剂选自头发调理剂(hair conditioningagent),其选自烃油、脂肪酸酯、阳离子季铵盐及其组合。在一些实施方案中,头发护理活性剂是去污洗涤剂(detersive detergent)。在一些实施方案中,头发护理活性剂包含头发造型聚合物。
在一些实施方案中,头发护理组合物为选自水溶液、乙醇溶液、油、凝胶、乳液、悬浮液、摩丝、液晶、固体、凝胶、乳剂(lotions)、乳霜、气雾喷剂(aerosol sprays)、膏剂(paste)、泡沫和滋补剂(tonics)的形式。
在一些实施方案中,头发护理组合物是选自洗发前用产品、香波产品、头发冲洗剂(hair rinses)、护发素(hair conditioners)、头发处理剂(hair treatments)、定型液、吹风造型液、美发喷剂、头发造型泡沫、头发造型凝胶、发油、发用液剂、生发剂(hairtonics)、发乳(hair creams)、头发化妆品(hair cosmetics)和烫发剂的头发护理产品。
在一些实施方案中,头发护理组合物是透明的或半透明的。
在一些实施方案中,头发护理组合物用于冲洗型(rinse-off)用途、应用或产品。在一些实施方案中,头发护理组合物用于免洗型(leave-on)用途、应用或产品。
在一些实施方案中,本公开提供了一种发蜡产品,其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了一种能够起泡的头发护理组合物,其包含如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段),和按头发护理组合物的总重量计小于20.0重量%的表面活性剂体系,其含有(a) 基于硫酸盐的表面活性剂、(b) 基于硅的表面活性剂、(c) 合成表面活性剂。
在一些实施方案中,本公开提供了一种能够涂布毛小皮并管理头发毛糙的头发护理组合物,其包含丝片段。
在一些实施方案中,本公开提供了一种能够增加头发光泽的头发护理组合物,其包含如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)。
在一些实施方案中,本公开提供了一种能够增强头发颜色的头发护理组合物,其包含如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)。
在一些实施方案中,本公开提供了官能化丝素蛋白基片段,其包括选自式(1)-(8)的化合物:
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
Figure 121212DEST_PATH_IMAGE002
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
其中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性,
并且中-MW丝具有大约25 kDa至大约60 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(1)的化合物
Figure 772773DEST_PATH_IMAGE004
。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(2)的化合物
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(3)的化合物
Figure 83669DEST_PATH_IMAGE006
。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5kDa至大约30 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(4)的化合物
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(5)的化合物
Figure 26348DEST_PATH_IMAGE008
。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5kDa至大约30 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(6)的化合物
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(7)的化合物
Figure 371879DEST_PATH_IMAGE010
。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,官能化丝包含式(8)的化合物
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,本公开提供了一种头发护理组合物,其包含选自式(1)-(8)的官能化丝。在一些实施方案中,将头发护理组合物配制为选自洗发前用产品、香波产品、头发冲洗剂、护发素、头发处理剂、定型液、吹风造型液、美发喷剂、头发造型泡沫、头发造型凝胶、发油、发用液剂、生发剂、发乳、头发化妆品或烫发剂的头发护理产品。
附图说明
图1A-1C示出了作为用于拉直和卷曲头发的头发造型树脂的丝溶液提供造型和卷曲保持。图1A:未处理的棕色发绺;图1B:将中分子量丝素蛋白溶液(6重量%,0.8 mL)施加到未处理的棕色发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,并高热吹干120秒。实现拉直造型;图1C:将中分子量丝素蛋白溶液(6重量%,0.8 mL)施加到棕色发绺上,将发绺用细齿梳梳理10次并在卷绕在圆锥管(30 mm直径)周围的同时高热吹干120秒。实现卷曲造型;在强力定型(high-hold)造型产品中的典型树脂浓度:3-6重量%;在松弛定型(relaxed-hold)造型产品中的典型树脂浓度:1-3重量%。
图2A-2D示出了丝溶液作为表面活性剂/香波活性剂;丝在按摩到头发中时提供泡沫,很好洗掉,并在施用过程中提供干净、澄清(clarifying)的感觉。图2A:未处理的棕色发绺;图2B将水(0.3 mL)施加到棕色发绺上以将其打湿,然后将Tween 20(5重量%,0.6 mL)施加到发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,然后高热吹干120秒;图2C:将水(0.3 mL)施加到棕色发绺上以将其打湿,然后将中分子量丝素蛋白溶液(5%固体,0.6 mL)施加到发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,然后高热吹干120秒;图2D:将水(0.3 mL)施加到棕色发绺上以将其打湿,并将低分子量丝素蛋白溶液(5%固体,0.6 mL) 施加到发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,然后高热吹干120秒。测试的所有表面活性剂在洗涤时提供一些泡沫。低分子量丝素蛋白溶液在按摩过程中感觉尤其澄清,表明良好的表面活性剂性能。所有样品均很好吹干,没有留下明显的残留。
图3A-B显示了受损头发(图3A,未用丝处理)与丝处理过的头发(图3B)的比较。
图4A-J显示了用于滋养参数的视觉评级的发绺的照片。图4A显示了未处理的卷曲发绺。图4B-J显示了用溶液T001至T009处理的两两成对的卷曲发绺上的卷曲纹理(curldefinition)、毛糙和顺滑度的影响。图4B中的发绺用T001溶液(水)处理。图4C中的发绺用T002溶液(水解小麦蛋白(2%))处理。图4D中的发绺用T003溶液(低-MW丝(2%))处理。图4E中的发绺用T004溶液(中-MW丝(2%))处理。图4F中的发绺用T005溶液(低-Permacharge(2%))处理。图4G中的发绺用T006溶液(中-098-02-02(2%))处理。图4H中的发绺用T007溶液(中-098-08-02(2%))处理。图4I中的发绺用T008溶液(Hexamine(2%))处理。图4J中的发绺用T009溶液(New Silicone(2%))处理。
图5示出了对各滋养参数(nourishing parameter)的视觉评级的概要图。所有分析的丝(低分子量、中分子量、低-098-02-01、中-098-02-02、中-098-08-02、Hexamine和NewSilicone)的性能与行业标准(水解小麦蛋白)的性能进行比较。
图6A-D示出了人体模型头上的处理过的头发,证实了丝的卷曲保持能力。图6A显示了水处理过的头发的卷曲 vs 图6C显示了在手指梳理后卷曲散开。图6B显示了用低分子量丝(Low Silk)处理过的头发的紧密和高度卷曲 vs 图6D显示了在手指梳理后卷曲保持。
图7A-B示出了人体模型头上的处理过的头发,证实了丝的发量保持能力(volumeretention capability)。图7A显示了发量的初始视觉检查 vs 图7B中显示了24小时后。丝涂布侧保持其发量,而水处理侧明显下塌。
图8A-D示出了用溶液002-A(图8A)、002-B(图8B)、002-C(图8C)和002-D(图8D)处理的头发样品。在测试的4个样品中,用含有低分子量丝的溶液处理的图8C中的头发样品保持最紧密的卷曲。
图9A-D示出了对于官能化丝样品获得的质谱通过PEAKS软件进行的数据分析:077-027-1(图9A)、077-024-2(图9B)、077-028-2(图9C)和077-030-1(图9D)。
图10A-B显示了丝素蛋白基蛋白片段(图10A)和官能化丝素蛋白基蛋白片段样品077-024-2(泳道3)、 077-027-1(泳道4)、077-027-2(泳道5)、077-028-2(泳道6)和077-030-1(泳道7)(图10B)的电泳凝胶。图10B的泳道1显示了分子量谱带的BioRad IEFStandards。图10B的泳道2显示了IEF样品缓冲剂。图10B的泳道8显示了MC-1。图10B的泳道9显示了S700-SP。图10B的泳道10显示了DBr-7。图10B的泳道11显示了Ser-1。图10A显示了来自几种Activated Silks™的电泳凝胶,图10B显示了化学改性Activated Silks™的电泳凝胶。
图11显示了与未改性中-MW重量丝相比两种改性中-MW丝(098-29-02和098-30-02)的SEC-RI色谱图。
图12A-B显示了改性低-MW丝(077-027-1)的质谱中两个亚基:重链(图12A)、轻链(图12B)的m/z和ms2裂解规律。
图13A-C显示了改性低-MW丝(077-024-2)的质谱中所有三个亚基:重链(图13A)、轻链(图13B)和纤维六聚糖酶(fibrohexamerin)(图13C)的m/z和ms2裂解规律。
图14显示了改性低-MW丝(077-028-2)的质谱中轻链的m/z和ms2裂解规律。
图15显示了改性低-MW丝(077-030-1)的质谱中轻链的m/z和ms2裂解规律。
图16是显示用于生产本公开的纯丝素蛋白片段(SPF)的各种实施方案的流程图。
图17是显示在生产本公开的丝蛋白片段溶液的方法的过程中在提取和溶解步骤的过程中可修改的各种参数的流程图。
具体实施方式
头发护理产品中的大部分调理剂是用于改善头发感觉的合成聚合物。常见成分包括聚乙二醇(PEG)、丙二醇、硅氧烷和聚季铵盐。PEG和丙二醇用作头发的柔润剂和润滑剂,但衍生自石油,其可能含有有害杂质,如环氧乙烷和1,4-二氧杂环己烷。硅氧烷,如环甲硅油和聚二甲基硅氧烷用于改善制剂和头发的感觉。但硅氧烷衍生自石油,已知会生物累积并具有有限的生物可降解性。聚季铵盐是用于各种头发护理产品以赋予各种使用效果(如改善头发感觉、拒水性、头发定型(hair hold)和质感(texture))的阳离子聚合物。然而,聚季铵盐可衍生自石油。
传统的半永久和永久头发塑型技术通常基于刺激性化学产品,其既损伤头发又对消费者和头发护理专业人员的健康造成威胁。头发做卷(“烫发”)涉及头发中角蛋白的二硫键的还原,最常通过有毒和致癌的巯基乙酸盐来进行。在用卷发器和热重新塑型后,通过用通常刺激性的试剂(如过氧化氢)氧化来重新形成二硫键。松弛剂常使用相同化学,和/或使用高浓度的苛性化学品,如氢氧化钠。拉直和/或顺滑处理,如Brazilian Blowout也涉及用刺激性化学产品还原二硫键。在Brazilian Blowout的重新塑型步骤中,角蛋白通过与甲醛的交联机制结合到头发上,甲醛是已知的致癌物和呼吸道刺激物。“无甲醛”变体包括制剂中的甲二醇,其在加热时脱水以形成甲醛作为活性组分。在行业中需要这些化学产品的安全有效的替代品。
丝蛋白已在头发护理产品中得到应用。丝可用于将常规头发调理成分用可持续、安全和可生物降解的替代品来替代,该替代品仍改善头发的外观和感觉。在这些公开中,由于未处理SPF(例如但不限于丝素蛋白)的低溶解度而使用丝溶液。尽管提供一些有益的涂布效果,但丝蛋白肽不如完整蛋白质那样有效。胶体丝素蛋白被报道为头发护理产品中的添加剂(DE 3139438)。然而,胶体丝素蛋白在用于头发处理的成膜和涂布方面不如可溶性丝蛋白那样有效。天然或重组蛛丝蛋白被报道为用于并入到化妆品和皮肤病学组合物,如头发护理、皮肤护理、彩妆和防晒产品中的活性成分(U.S. 6,280,747)。然而,蛛丝是非水溶性的。因此,没有实现蛛丝蛋白的自组装和涂布性质的有益效果。
制备丝素蛋白或丝素蛋白片段的方法是已知的并描述在例如美国专利No. 9,187,538、9,511,012、9,517,191、9,522,107、9,522,108、9,545,369和10,166,177中,所有这些以其全文并入本文。在涂布应用(包括动物毛发的涂布应用)中使用丝素蛋白或丝素蛋白片段的方法是已知的并描述在例如美国专利申请公开No. 20160222579和20160281294中。
SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)在各种头发护理产品中具有有用的应用。在一个实施方案中,本公开提供一种头发护理组合物,其包含(i) 基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其重量百分比为按头发护理组合物的总重量计大约0.0001重量%至大约10.0重量%,(ii) 至少一种头发护理活性剂,和(iii) 皮肤病学可接受的载体,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,头发护理组合物为选自水溶液、乙醇溶液、油、凝胶、乳液、悬浮液、摩丝、液晶、固体、乳剂、乳霜、气雾喷剂、膏剂、泡沫和滋补剂的形式乳液。
在一些实施方案中,头发护理组合物是选自洗发前用产品、香波产品、头发冲洗剂、护发素、头发处理剂、定型液、吹风造型液、美发喷剂、头发造型泡沫、头发造型凝胶、发油、发用液剂、生发剂、发乳、染发化妆品(hair coloring cosmetics)和烫发剂的头发护理产品。在一些实施方案中,头发护理组合物是透明的或半透明的。在一些实施方案中,头发护理组合物用于免洗型用途。
定义
如前面的章节和本说明书的其余部分通篇中所用,除非另行规定,否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的那样相同的含义。本文中提到的所有专利和出版物以其全文经此引用并入本文。
除非另行说明,否则所有百分比、份数和比率基于本公开的头发护理组合物的总重量计。除非另行说明,否则所有这样的重量在它们涉及所列成分时基于活性物含量,因此不包含市售材料中可能包含的溶剂或副产物。术语“重量百分比”在本文中可表示为“wt.%”或% w/w。
本文中所用的术语“一”、“一种/一个”或“该”通常被解释为涵盖单数和复数形式。
本文中所用的术语“大约”通常是指包括如本领域普通技术人员所确定的变化和可接受的误差范围的特定数值,其部分取决于如何测量或测定该数值,即测量系统的限制。例如,“大约”可以是指零变化,和给定数值的±20%、±10%或±5%的范围。
本文中所用的“平均重均分子量”是指相同组成的丝素蛋白或其片段的重均分子量的两个或更多个值的平均值,这两个或更多个值通过两个或更多个单独实验读数来确定。
本文中所用的术语“头发”是指人类头上的毛发和头皮。“毛干(hair shaft)”是指单根毛发(individual hair),并可与术语“头发”互换使用。
本文中所用的术语“头发护理产品”涉及要施加于头发的所有盥洗产品(toiletryproducts)。其实例包括洗发前用产品、香波产品、头发冲洗剂、护发素、头发处理剂、定型液、吹风造型液、美发喷剂、头发造型泡沫、头发造型凝胶、发用液剂、生发剂、发乳、烫发剂等。此外,本公开的头发护理产品可加工成各种形式(水溶液、乙醇溶液、乳液、悬浮液、凝胶、液晶、固体、气雾剂等),取决于使用的目的。
本文中所用的术语“皮肤病学可接受的载体”是指适合与哺乳动物角蛋白组织接触使用而不造成任何不良反应,例如不当毒性、不相容性、不稳定性、过敏反应的载体。皮肤病学可接受的载体可包括但不限于水、液体或固体柔润剂、湿润剂、溶剂等。
本文中所用的术语表面活性剂的“亲水亲油平衡”(HLB)是其亲水或疏水程度的量度,如通过计算该分子的不同区域的值来确定,如通过Griffin’s方法HLB = 20 * Mh/M所描述的那样,其中Mh是表面活性剂的亲水部分的分子质量,且M是整个表面活性剂分子的分子质量,得到在0至20的标度上的结果。0的HLB值对应于完全亲脂分子,20的值对应于完全亲水分子。HLB值可用于预测分子的表面活性剂性质:HLB < 10:脂溶性(水不溶性),HLB >10:水溶性(脂不溶性),HLB = 1-3:消泡剂,3-6:W/O(油包水)乳化剂,7-9:润湿和铺展剂,8-16:O/W(水包油)乳化剂,13-16:洗涤剂,16-18:增溶剂或助水溶物。
本文中所用的术语“肽”或“蛋白质”是指通过肽键(也称为酰胺键)结合在一起的氨基酸链。蛋白质和肽的基本区分因素是尺寸和结构。肽小于蛋白质。传统上,肽被定义为由2至50个氨基酸组成的分子,而蛋白质由50个或更多氨基酸组成。此外,肽在结构上往往不如蛋白质那样明确界定,蛋白质可呈现被称为二级、三级和四级结构的复杂构象。
本文中所用的术语聚合物“多分散性(PD)”通常用作聚合物的分子量分布宽度的量度,并由公式:多分散性PD =
Figure 725500DEST_PATH_IMAGE012
来定义。
本文中所用的术语“基本均匀”可以是指围绕指定分子量以正态分布方式分布的丝素蛋白基蛋白片段。本文中所用的术语“基本均匀”可以是指组分或添加剂(例如丝素蛋白片段、皮肤病学可接受的载体等)均匀遍布在本公开的组合物中。
SPF定义和性质
如本文中所用,“丝蛋白片段”(SPF)包括以下一种或多种:如本文定义的“丝素蛋白片段”;如本文定义的“重组丝片段”;如本文定义的“蛛丝片段”;如本文定义的“丝素蛋白样蛋白片段”;和/或如本文定义的“化学改性丝片段”。SPF可具有本文中所述的任何分子量值或范围,和本文中所述的任何多分散性值或范围。如本文中所用,在一些实施方案中,术语“丝蛋白片段”也是指包含各自独立地选自天然存在的丝多肽或其变体、天然存在的丝多肽的氨基酸序列或两者的组合的至少两个相同重复单元或由其组成的丝蛋白。
SPF分子量和多分散性
在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有6 kDa至17 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有17 kDa至39 kDa的重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有39 kDa至80 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约1至大约5 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约5至大约10 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约10至大约15 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约15至大约20 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约20至大约25 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约25至大约30 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约30至大约35 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约35至大约40 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约40至大约45 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约45至大约50 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约50至大约55 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约55至大约60 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约60至大约65kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约65至大约70 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约70至大约75 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约75至大约80 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约80至大约85 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约85至大约90 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约90至大约95 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约95至大约100 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约100至大约105 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约105至大约110 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约110至大约115 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约115至大约120 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约120至大约125 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约125至大约130 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约130至大约135 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约135至大约140 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约140至大约145 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约145至大约150 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约150至大约155 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约155至大约160 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约160至大约165 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约165至大约170kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约170至大约175 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约175至大约180 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约180至大约185 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约185至大约190 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约190至大约195 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约195至大约200 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约200至大约205 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约205至大约210 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约210至大约215 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约215至大约220 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约220至大约225 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约225至大约230 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约230至大约235 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约235至大约240 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约240至大约245 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约245至大约250 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约250至大约255 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约255至大约260kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约260至大约265 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约265至大约270 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约270至大约275 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约275至大约280 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约280至大约285 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约285至大约290 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约290至大约295 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约295至大约300 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约300至大约305 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约305至大约310 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约310至大约315 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约315至大约320 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约320至大约325 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约325至大约330 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约330至大约335 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约335至大约340 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约340至大约345 kDa的平均重均分子量的SPF。在一个实施方案中,本公开的组合物包含具有大约345至大约350kDa的平均重均分子量的SPF。
在一些实施方案中,本公开的组合物包含选自组合物#1001至#2450的SPF组合物,其具有选自大约1 kDa至大约145 kDa的重均分子量和选自1至大约5(包括但不限于,1的多分散性)、1至大约1.5(包括但不限于,1的多分散性)、大约1.5至大约2、大约1.5至大约3、大约2至大约2.5、大约2.5至大约3、大约3至大约3.5、大约3.5至大约4、大约4至大约4.5和大约4.5至大约5的多分散性范围:
Figure DEST_PATH_IMAGE013
Figure 523692DEST_PATH_IMAGE014
Figure DEST_PATH_IMAGE015
Figure 457013DEST_PATH_IMAGE016
本文中所用的“低分子量”、“低MW”或“低-MW”SPF可包括具有在大约5 kDa至大约30 kDa、大约14 kDa至大约30 kDa或大约6 kDa至大约17 kDa的范围内的重均分子量或平均重均分子量的SPF。在一些实施方案中,某些SPF的目标低分子量可为大约5 kDa、大约6kDa、大约7 kDa、大约8 kDa、大约9 kDa、大约10 kDa、大约11 kDa、大约12 kDa、大约13kDa、大约14 kDa、大约15 kDa、大约16 kDa、大约17 kDa、大约18 kDa、大约19 kDa、大约20kDa、大约21 kDa、大约22 kDa、大约23 kDa、大约24 kDa、大约25 kDa、大约26 kDa、大约27kDa、大约28 kDa、大约29 kDa或大约30 kDa的重均分子量。
本文中所用的“中分子量”、“中MW”或“中-MW”SPF可包括具有在大约20 kDa至大约55 kDa、大约39 kDa至大约54 kDa或大约17 kDa至大约39 kDa的范围内的重均分子量或平均重均分子量的SPF。在一些实施方案中,某些SPF的目标中分子量可为大约17 kDa、大约18kDa、大约19 kDa、大约20 kDa、大约21 kDa、大约22 kDa、大约23 kDa、大约24 kDa、大约25kDa、大约26 kDa、大约27 kDa、大约28 kDa、大约29 kDa、大约30 kDa、大约31 kDa、大约32kDa、大约33 kDa、大约34 kDa、大约35 kDa、大约36 kDa、大约37 kDa、大约38 kDa、大约39kDa、大约40 kDa、大约41 kDa、大约42 kDa、大约43 kDa、大约44 kDa、大约45 kDa、大约46kDa、大约47 kDa、大约48 kDa、大约49 kDa、大约50 kDa、大约51 kDa、大约52 kDa、大约53kDa、大约54 kDa或大约55 kDa的重均分子量。
本文中所用的“高分子量”、“高MW”或“高-MW”SPF可包括具有在大约55 kDa至大约150 kDa或大约39 kDa至大约80 kDa的范围内的重均分子量或平均重均分子量的SPF。在一些实施方案中,某些SPF的目标高分子量可为大约39 kDa、大约40 kDa、大约41 kDa、大约42kDa、大约43 kDa、大约44 kDa、大约45 kDa、大约46 kDa、大约47 kDa、大约48 kDa、大约49kDa、大约50 kDa、大约51 kDa、大约52 kDa、大约53 kDa、大约54 kDa、大约55 kDa、大约56kDa、大约57 kDa、大约58 kDa、大约59 kDa、大约60 kDa、大约61 kDa、大约62 kDa、大约63kDa、大约64 kDa、大约65 kDa、大约66 kDa、大约67 kDa、大约68 kDa、大约69 kDa、大约70kDa、大约71 kDa、大约72 kDa、大约73 kDa、大约74 kDa、大约75 kDa、大约76 kDa、大约77kDa、大约78 kDa、大约79 kDa或大约80 kDa。
在一些实施方案中,如本领域普通技术人员所理解,本文中所述的分子量(例如低分子量丝、中分子量丝、高分子量丝)可换算成各自SPF内所含的氨基酸的近似数。例如,氨基酸的平均重量可为大约110道尔顿(即110 g/mol)。因此,在一些实施方案中,将线性蛋白质的分子量除以110道尔顿可用于估算其中所含的氨基酸残基数。
在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有1至大约5.0的多分散性,包括但不限于,1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有1至大约1.5的多分散性,包括但不限于,1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.5至大约2.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.0至大约2.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.5至大约3.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.0至大约3.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.5至大约4.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.0至大约4.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.5至大约5.0的多分散性。
在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.2的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.3的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.4的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.6的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.7的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.8的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约1.9的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.2的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.3的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.4的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.6的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.7的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.8的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约2.9的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.2的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.3的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.4的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.6的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.7的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.8的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约3.9的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.0的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.1的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.2的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.3的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.4的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.5的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.6的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.7的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.8的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约4.9的多分散性。在一个实施方案中,本公开的组合物中的SPF具有大约5.0的多分散性。
在一些实施方案中,在具有低、中和/或高分子量SPF的组合的本文中所述的组合物中,这样的低、中和/或高分子量SPF可具有相同或不同的多分散性。
丝素蛋白片段
制备丝素蛋白或丝素蛋白片段的方法和它们在各种领域中的应用是已知的并例如描述在美国专利9,187,538、9,511,012、9,517,191、9,522,107、9,522,108、9,545,369和10,166,177、10,287,728和10,301,768中,所有这些全文经此引用并入本文。来自家蚕的生丝由两种主要蛋白质组成:丝素蛋白(大约75%)和丝胶蛋白(大约25%)。丝素蛋白是具有提供刚度和强度的半结晶结构的纤维状蛋白。本文中所用的术语“蚕丝丝素蛋白(silkfibroin)”是指具有大约370,000 Da的重均分子量的家蚕的茧的纤维。粗制家蚕纤维由丝素蛋白的双线组成。将这些双纤维结合在一起的胶粘剂物质是丝胶蛋白。丝素蛋白由具有大约350,000 Da的重均分子量的重链(H链)和具有大约25,000 Da的重均分子量的轻链(L链)组成。丝素蛋白是具有占据该聚合物的主要组分的大疏水结构域(其具有高分子量)的两亲聚合物。疏水区被小亲水间隔物间断,且该链的N-和C-末端也高度亲水。H链的疏水结构域含有Gly-Ala-Gly-Ala-Gly-Ser的重复六肽序列和Gly-Ala/Ser/Tyr二肽的重复,其可形成稳定的反平行折叠(anti-parallel-sheet)微晶。L链的氨基酸序列不重复,因此L链更亲水和相对弹性。丝素蛋白分子中的亲水(Tyr、Ser)和疏水(Gly、Ala)链段交替排列以实现丝素蛋白分子的自组装。
本文提供生产可跨越多个行业用于各种应用的纯的和高度可规模化的丝素蛋白片段混合物溶液的方法。不希望受制于任何特定理论,但相信,这些方法同样适用于本文中所述的任何SPF的片段化,包括但不限于重组丝蛋白,和类丝蛋白或丝素样蛋白的片段化。
本文中所用的术语“丝素蛋白”包括蚕丝丝素蛋白和昆虫或蜘蛛丝蛋白。在一个实施方案中,丝素蛋白获自家蚕。来自家蚕的生丝由两种主要蛋白质组成:丝素蛋白(大约75%)和丝胶蛋白(大约25%)。丝素蛋白是具有提供刚度和强度的半结晶结构的纤维状蛋白。本文中所用的术语“蚕丝丝素蛋白”是指具有大约370,000 Da的重均分子量的家蚕的茧的纤维。将这些不溶性丝素蛋白原纤转化成水溶性丝素蛋白片段要求加入浓缩中性盐(例如8-10 M溴化锂),其干扰原本使丝素蛋白不溶于水的分子间和分子内离子键合和氢键合。制备丝素蛋白片段和/或其组合物的方法是已知的并例如描述在美国专利9,187,538、9,511,012、9,517,191、9,522,107、9,522,108、9,545,369和10,166,177中。
将来自家蚕的生丝茧切成碎片。将丝茧碎片在Na2CO3的水溶液中在大约100℃下加工大约60分钟以除去丝胶蛋白(脱胶)。所用的水的体积等于大约0.4 x生丝重量,且Na2CO3的量为大约0.848 x生丝茧碎片的重量。将所得脱胶丝茧碎片在大约60℃下用去离子水漂洗三次(每次漂洗20分钟)。每个周期的漂洗水的体积为0.2 L x生丝茧碎片的重量。从脱胶丝茧碎片中除去过量水。在去离子水洗涤步骤后,将湿脱胶丝茧碎片在室温下干燥。将脱胶丝茧碎片与LiBr溶液混合,并将混合物加热到大约100℃。将升温的混合物置于干燥烘箱中并在大约100℃下加热大约60分钟以实现天然(native)丝蛋白的完全溶解。将所得丝素蛋白溶液使用切向流过滤(TFF)和10 kDa膜经去离子水过滤和渗析72小时。所得丝素蛋白水溶液具有大约8.5重量%的浓度。然后,将该8.5%丝溶液用水稀释以产生1.0%丝溶液。TFF随后可用于进一步浓缩纯丝溶液至20.0 % w/w丝/水的浓度。
通过一系列水更换进行的丝渗析是手动和时间密集的过程,其可通过改变某些参数加速,例如在渗析前稀释丝溶液。渗析过程可使用半自动化设备(例如切向流过滤系统)生产规模化。
在一些实施方案中,丝溶液在各种制备条件参数下制备,如:90℃ 30 min、90℃60 min、100℃ 30 min和100℃ 60 min。简言之,制备9.3 M LiBr并使其在室温下静置至少30分钟。将5毫升LiBr溶液添加到1.25克丝中并置于60℃烘箱中。在4、6、8、12、24、168和192小时从各组中取出样品。
在一些实施方案中,丝溶液在各种制备条件参数下制备,如:90℃ 30 min、90℃60 min、100℃ 30 min和100℃ 60 min。简言之,将9.3 M LiBr溶液加热到四种温度之一:60℃、80℃、100℃或沸腾。将5毫升热LiBr溶液添加到1.25克丝中并置于60℃烘箱中。在1、4和6小时从各组中取出样品。
在一些实施方案中,丝溶液在各种制备条件参数下制备,如:使用四种不同的丝提取组合:90℃ 30 min、90℃ 60 min、100℃ 30 min和100℃ 60 min。简言之,将9.3 M LiBr溶液加热到四种温度之一:60℃、80℃、100℃或沸腾。将5毫升热LiBr溶液添加到1.25克丝中并置于与LiBr相同温度的烘箱中。在1、4和6小时从各组中取出样品。将1毫升各样品添加到7.5毫升9.3 M LiBr中并冷藏以用于粘度测试。
在一些实施方案中,通过用中性溴化锂盐溶解生的未脱胶、部分脱胶或已脱胶的家蚕纤维而获得SPF。将生蚕丝在所选温度和其它条件下加工以除去任何丝胶蛋白和实现片段混合物的所需重均分子量(MW)和多分散性(PD)。可改变工艺参数的选择以根据预期用途实现不同的最终丝蛋白片段特性。所得最终片段溶液是具有百万分率(ppm)至不可检测水平的工艺污染物的丝素蛋白片段和水,这是在制药、医疗和消费者眼部护理市场中可接受的水平。可根据所需用途和性能要求进一步改变SPF的浓度、尺寸和多分散性。
图16是显示用于生产本公开的纯丝素蛋白片段(SPF)的各种实施方案的流程图。应该理解的是,并非所有图示步骤都是制备本公开的所有丝溶液所必需的。如图16,步骤A中所示,可以使用茧(热处理或未经热处理)、丝纤维、丝粉、蛛丝或重组蛛丝作为丝源。如果由来自家蚕的生丝茧开始,可将茧切成小碎片,例如尺寸大致相等的碎片,步骤B1。然后提取并漂洗生丝以除去任何丝胶蛋白,步骤C1a。这产生基本无丝胶蛋白的生丝。在一个实施方案中,将水加热到84℃至100℃(理想地沸腾)的温度,然后将Na2CO3(碳酸钠)添加到沸水中直至Na2CO3完全溶解。将生丝添加到沸水/Na2CO3(100℃)中并浸没大约15-90分钟,在此沸腾较长时间产生较小的丝蛋白片段。在一个实施方案中,水体积等于大约0.4 x生丝重量,Na2CO3体积等于大约0.848 x生丝重量。在一个实施方案中,水体积等于0.1 x生丝重量,Na2CO3体积保持在2.12g/L。
随后,排出水溶解的Na2CO3溶液,并从丝素蛋白纤维中除去过量的水/Na2CO3(例如用手挤(ring out)丝素蛋白提取物,使用机器旋转循环等)。将所得丝素蛋白提取物用通常在大约40℃至大约80℃的温度范围内的温至热水漂洗以除去任何残留的吸附丝胶蛋白或污染物,更换水的体积至少一次(视需要重复多次)。所得丝素蛋白提取物是基本脱除丝胶蛋白的丝素蛋白。在一个实施方案中,将所得丝素蛋白提取物用温度大约60℃的水漂洗。在一个实施方案中,每个周期的漂洗水的体积等于0.1 L至0.2 L x 生丝重量。可能有利的是搅拌、翻转或循环漂洗水以使漂洗效果最大化。在漂洗后,从提取的丝素蛋白纤维中除去过量的水(例如用手或用机器挤丝素蛋白提取物)。或者,本领域技术人员已知的方法,如压力、温度或其它试剂或其组合可用于丝胶蛋白提取。或者,可以从虫中直接取出丝腺(100%无丝胶蛋白的丝蛋白)。这将得到无丝胶蛋白的液体丝蛋白,蛋白结构没有任何改变。
然后将提取的丝素蛋白纤维完全干燥。一旦干燥,使用环境温度至沸点的温度下添加到丝素蛋白中的溶剂溶解提取的丝素蛋白,步骤C1b。在一个实施方案中,溶剂是溴化锂(LiBr)溶液(LiBr的沸点为140℃)。或者,提取的丝素蛋白纤维未干燥,而是湿的并置于溶剂中;随之可以改变溶剂浓度以实现与将干燥丝加入溶剂时类似的浓度。LiBr溶剂的最终浓度可为0.1M至9.3M。可通过改变处理时间和温度以及溶解溶剂的浓度实现提取的丝素蛋白纤维的完全溶解。可以使用其它溶剂,包括但不限于磷酸盐磷酸、硝酸钙、氯化钙溶液或其它浓无机盐水溶液。为了确保完全溶解,应该将丝纤维完全浸在已加热的溶剂溶液中,然后保持在大约60℃至大约140℃的温度下1-168小时。在一个实施方案中,应该将丝纤维完全浸在溶剂溶液中,然后置于温度大约100℃的干燥烘箱中大约1小时。
将丝素蛋白提取物添加到LiBr溶液中(反之亦然)时的温度对完全溶解丝素蛋白所需的时间和最终SPF混合物溶液的所得分子量和多分散性具有影响。在一个实施方案中,丝溶剂溶液浓度小于或等于20%w/v。此外,在引入或溶解期间的搅拌可用于促进在不同温度和浓度下的溶解。LiBr溶液的温度提供对制成的丝蛋白片段混合物的分子量和多分散性的控制。在一个实施方案中,较高温度更快地溶解丝,以提供增强的工艺可扩展性和丝溶液的大规模生产。在一个实施方案中,使用加热至80℃-140℃的温度的LiBr溶液减少在烘箱中实现完全溶解所需的时间。改变时间和溶解溶剂在60℃或以上的温度将改变和控制由原始分子量的天然丝素蛋白形成的SPF混合物溶液的MW和多分散性。
或者,可以绕过提取将整个茧直接置于溶剂,如LiBr中,步骤B2。这要求随后从丝和溶剂溶液中滤出蚕粒子并使用本领域中已知的用于分离疏水和亲水蛋白的方法(如柱分离和/或色谱法、离子交换、用盐和/或pH化学沉淀,和/或酶消化和过滤或提取)除去丝胶蛋白,所有方法都是标准蛋白质分离方法的常见实例而非限制,步骤C2。或者,可以绕过提取将已除去蚕的未经热处理的茧置于溶剂,如LiBr中。上述方法可用于丝胶蛋白分离,优点在于未经热处理的茧含有明显更少的虫碎屑。
可以使用渗析通过相对于一定体积的水渗析该溶液而从所得溶解的丝素蛋白片段溶液中除去溶解溶剂,步骤E1。在渗析前的预过滤有助于从丝和LiBr溶液除去任何碎屑(即蚕残留物),步骤D。在一个实例中,在渗析和视需要的可能浓缩之前,使用3 µm或5μm过滤器以200-300mL/min的流速过滤0.1%至1.0%的丝-LiBr溶液。如上所述的本文所公开的方法利用时间和/或温度将浓度从9.3M LiBr降至0.1M至9.3M的范围以促进过滤和下游渗析,特别是在考虑建立可规模化的工艺方法时。或者,不使用额外的时间或温度,可用水稀释9.3M LiBr-丝蛋白片段溶液以促进碎屑过滤和渗析。在所需的时间和温度过滤下的溶解结果是半透明无粒子的、室温贮存稳定的、具有已知MW和多分散性的丝蛋白片段-LiBr溶液。有利的是定期更换渗析水直至已除去溶剂(例如在1小时、4小时后更换水,然后每12小时更换,总共6次更换水)。可基于用于丝蛋白溶解和片段化的溶剂的所得浓度变化水体积更换的总次数。在渗析后,最终丝溶液可进一步过滤以除去任何残留碎屑(即蚕残留物)。
或者,切向流过滤(TFF),其是一种用于分离和纯化生物分子的快速有效的方法,可用于从所得溶解的丝素蛋白溶液中除去溶剂,步骤E2。TFF提供高纯丝蛋白片段水溶液,并确保该方法可规模化,从而以受控和可重复的方式生产大量溶液。可在TFF之前稀释丝-LiBr溶液(在水或LiBr中从20%降至0.1%丝)。在TFF加工之前的如上所述的预过滤可保持过滤效率并有可能避免由于存在碎屑粒子而在过滤器表面上产生丝凝胶边界层。在TFF之前的预过滤也有助于从丝-LiBr溶液中除去可能导致所得的仅有水的溶液(water onlysolution)的自发或长期胶凝的任何残留碎屑(即蚕残留物),步骤D。再循环的或单程的TFF可用于产生0.1%丝至30.0%丝(更优选地,0.1%-6.0%丝)的水-丝蛋白片段溶液。基于溶液中的丝蛋白片段混合物的所需浓度、分子量和多分散性,可能需要不同截留尺寸的TFF膜。对于例如通过改变提取沸腾时间的长度或在溶解溶剂(例如LiBr)中的时间和温度制成的不同分子量的丝溶液,可能需要1-100 kDa的膜。在一个实施方案中,使用TFF 5或10 kDa膜提纯丝蛋白片段混合物溶液并产生最终所需的丝:水比。在除去溶解溶剂(例如LiBr)之后也可以使用单程TFF、TFF和本领域中已知的其它方法,如降膜蒸发器浓缩该溶液(所得到的所需浓度为0.1%至30%丝)。这可用作本领域中已知用于制备水基溶液的标准HFIP浓缩方法的替代。也可以使用较大孔的膜滤出小丝蛋白片段并产生具有和/或没有较窄的多分散性值的较高分子量丝的溶液。
使用配备蒸发光散射检测器(ELSD)的HPLC系统可进行用于检测LiBr和Na2CO3的测定法。通过相对于浓度绘制的被分析物的所得峰面积的线性回归进行计算。本公开的许多制剂的多于一个样品用于样品制备和分析。通常,将不同制剂的四个样品直接称入10毫升容量瓶中。将样品悬浮在5毫升20 mM甲酸铵(pH 3.0)中并在2-8℃下保持2小时,不时摇动以从膜中提取被分析物。在2小时后,将该溶液用20 mM甲酸铵(pH 3.0)稀释。将来自容量瓶的样品溶液转移到HPLC管瓶中并进样到HPLC-ELSD系统中以估算碳酸钠和溴化锂。
发现为丝蛋白制剂中的Na2CO3和LiBr的量化开发的分析方法在10 - 165 μg/mL的范围内是线性的,RSD对于注射精度为2%,对于面积为1%,对于碳酸钠和溴化锂的保留时间分别为0.38%和0.19%。该分析方法可用于丝蛋白制剂中的碳酸钠和溴化锂的定量测定。
图17是显示在生产本公开的丝蛋白片段溶液的方法的过程中在提取和溶解步骤的过程中可修改的各种参数的流程图。可改变所选方法参数以根据预期用途实现不同的最终溶液特性,例如分子量和多分散性。应该理解的是,并非所有图示步骤都是制备本公开的所有丝溶液所必需的。
在一个实施方案中,可用于多样化应用的丝蛋白片段溶液根据下列步骤制备:由家蚕形成丝茧碎片;在大约100℃下在Na2CO3水溶液中提取碎片大约60分钟,其中水体积等于大约0.4 × 生丝重量且Na2CO3量为大约0.848 × 碎片重量,以形成丝素蛋白提取物;在一定体积的漂洗水中在大约60℃下漂洗丝素蛋白提取物三次,每次漂洗大约20分钟,其中每个周期的漂洗水等于大约0.2L × 碎片重量;从丝素蛋白提取物中除去过量水;干燥丝素蛋白提取物;将干燥的丝素蛋白提取物溶解在LiBr溶液中,其中将LiBr溶液首先加热至大约100℃以产生丝-LiBr溶液并保持;将丝-LiBr溶液置于大约100℃的干燥烘箱中大约60分钟以实现天然丝蛋白结构的完全溶解和进一步片段化成具有所需分子量和多分散性的混合物;过滤溶液以除去来自蚕的任何残留碎屑;用水稀释溶液以产生1.0重量%丝溶液;和使用切向流过滤(TFF)从溶液中除去溶剂。在一个实施方案中,使用10kDa膜提纯丝溶液并建立最终所需的丝:水比。TFF随后可用于将丝溶液进一步浓缩到在水中2.0重量%丝的浓度。
不希望受制于任何特定理论,但改变提取(即时间和温度)、LiBr(即添加到丝素蛋白提取物中(或反之亦然)时LiBr溶液的温度)和溶解(即时间和温度)参数得到具有不同粘度、均匀性和颜色的溶剂-丝溶液。也不希望受制于任何特定理论,但提高提取温度、延长提取时间、在溶解丝时起初和随时间经过使用更高温度的LiBr溶液和增加在温度下(例如在如此处所示的烘箱或替代热源中)的时间都得到粘度更低和更均匀的溶剂-丝溶液。
提取步骤可在更大容器中完成,例如可维持在60℃至100℃或其之间的温度的工业洗涤机。漂洗步骤也可以在工业洗涤机中完成,以消除手动漂洗周期。丝在LiBr溶液中的溶解可在对流烘箱以外的容器,例如搅拌釜反应器中进行。通过一系列水更换进行的丝渗析是手动和时间密集的过程,其可通过改变某些参数加速,例如在渗析前稀释丝溶液。渗析过程可以使用半自动化设备(例如切向流过滤系统)生产规模化。
改变提取(即时间和温度)、LiBr(即添加到丝素蛋白提取物中(或反之亦然)时LiBr溶液的温度)和溶解(即时间和温度)参数得到具有不同粘度、均匀性和颜色的溶剂-丝溶液。提高提取温度、延长提取时间、在溶解丝时起初和随时间经过使用更高温度的LiBr溶液和增加在温度下(例如在如此处所示的烘箱或替代热源中)的时间都得到粘度更低和更均匀的溶剂-丝溶液。尽管几乎所有参数都得到可行的丝溶液,但在少于4至6小时内可实现完全溶解的方法对工艺规模化是优选的。
在一个实施方案中,具有大约6 kDa至大约17 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段的溶液根据下列步骤制备:通过将丝源添加到沸腾(100℃)的碳酸钠水溶液中大约30分钟至大约60分钟的处理时间而将丝源脱胶;从溶液中除去丝胶蛋白以产生包含不可检出的丝胶蛋白含量的丝素蛋白提取物;从丝素蛋白提取物中排出溶液;将丝素蛋白提取物溶解在溴化锂溶液中,所述溴化锂溶液具有大约60℃至大约140℃的在将丝素蛋白提取物置于溴化锂溶液中时的起始温度;将丝素蛋白-溴化锂溶液在温度大约140℃的烘箱中保持最多1小时;从丝素蛋白提取物中除去溴化锂;和制备丝蛋白片段的水溶液,所述水溶液包含:具有大约6 kDa至大约17 kDa的重均分子量和1至大约5或大约1.5至大约3.0的多分散性的片段。所述方法可进一步包括在溶解步骤之前干燥丝素蛋白提取物。丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱溴化锂测定法测得的小于300 ppm的溴化锂残留物。丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱碳酸钠测定法测得的小于100 ppm的碳酸钠残留物。可将丝素蛋白片段的水溶液冻干。在一些实施方案中,丝素蛋白片段溶液可进一步加工成各种形式,包括凝胶、粉末和纳米纤维。
在一个实施方案中,具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段的溶液根据下列步骤制备:将丝源添加到沸腾(100℃)的碳酸钠水溶液中大约30分钟至大约60分钟的处理时间以导致脱胶;从溶液中除去丝胶蛋白以产生包含不可检出的丝胶蛋白含量的丝素蛋白提取物;从丝素蛋白提取物中排出溶液;将丝素蛋白提取物溶解在溴化锂溶液中,所述溴化锂溶液具有大约80℃至大约140℃的在将丝素蛋白提取物置于溴化锂溶液中时的起始温度;将丝素蛋白-溴化锂溶液在温度为大约60℃至大约100℃的干燥烘箱中保持最多1小时;从丝素蛋白提取物中除去溴化锂;和制备丝素蛋白片段的水溶液,其中丝素蛋白片段的水溶液包含大约10 ppm至大约300 ppm的溴化锂残留物,其中丝蛋白片段的水溶液包含大约10 ppm至大约100 ppm的碳酸钠残留物,其中丝素蛋白片段的水溶液包含具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量和1至大约5或大约1.5至大约3.0的多分散性的片段。所述方法可进一步包括在溶解步骤之前干燥丝素蛋白提取物。丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱溴化锂测定法测得的小于300 ppm的溴化锂残留物。丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱碳酸钠测定法测得的小于100 ppm的碳酸钠残留物。
在一些实施方案中,一种制备具有大约6 kDa至大约17 kDa的平均重均分子量的丝素蛋白片段的水溶液的方法包括以下步骤:通过将丝源添加到沸腾(100℃)的碳酸钠水溶液中大约30分钟至大约60分钟的处理时间而将丝源脱胶;从溶液中除去丝胶蛋白以产生包含不可检出的丝胶蛋白含量的丝素蛋白提取物;从丝素蛋白提取物中排出溶液;将丝素蛋白提取物溶解在溴化锂溶液中,所述溴化锂溶液具有大约60℃至大约140℃的在将丝素蛋白提取物置于溴化锂溶液中时的起始温度;将丝素蛋白-溴化锂溶液在温度大约140℃的烘箱中保持至少1小时;从丝素蛋白提取物中除去溴化锂;和制备丝蛋白片段的水溶液,所述水溶液包含:具有大约6 kDa至大约17 kDa的平均重均分子量和1至大约5或大约1.5至大约3.0的多分散性的片段。所述方法可进一步包括在溶解步骤之前干燥丝素蛋白提取物。纯丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱溴化锂测定法测得的小于300 ppm的溴化锂残留物。纯丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱碳酸钠测定法测得的小于100 ppm的碳酸钠残留物。所述方法可进一步包括将治疗剂添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括将选自抗氧化剂或酶之一的分子添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括将维生素添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。维生素可以是维生素C或其衍生物。可将纯丝素蛋白片段的水溶液冻干。所述方法可进一步包括将α羟基酸添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。α羟基酸可选自乙醇酸、乳酸、酒石酸和柠檬酸。所述方法可进一步包括将透明质酸或其盐形式以大约0.5%至大约10.0%的浓度添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括加入氧化锌或二氧化钛的至少一种。可由通过这种方法制成的纯丝素蛋白片段的水溶液制备膜。所述膜可包含大约1.0重量%至大约50.0重量%的维生素C或其衍生物。所述膜可具有大约2.0重量%至大约20.0重量%的水含量。所述膜可包含大约30.0重量%至大约99.5重量%的纯丝素蛋白片段。可由通过这种方法制成的纯丝素蛋白片段的水溶液制备凝胶。所述凝胶可包含大约0.5重量%至大约20.0重量%的维生素C或其衍生物。所述凝胶可具有至少2%的丝含量和至少20%的维生素含量。
在一些实施方案中,一种制备具有大约17 kDa至大约39 kDa的平均重均分子量的丝素蛋白片段的水溶液的方法包括以下步骤:将丝源添加到沸腾(100℃)的碳酸钠水溶液中大约30分钟至大约60分钟的处理时间以导致脱胶;从溶液中除去丝胶蛋白以产生包含不可检出的丝胶蛋白含量的丝素蛋白提取物;从丝素蛋白提取物中排出溶液;将丝素蛋白提取物溶解在溴化锂溶液中,所述溴化锂溶液具有大约80℃至大约140℃的在将丝素蛋白提取物置于溴化锂溶液中时的起始温度;将丝素蛋白-溴化锂溶液在温度为大约60℃至大约100℃的干燥烘箱中保持至少1小时;从丝素蛋白提取物中除去溴化锂;和制备纯丝素蛋白片段的水溶液,其中纯丝素蛋白片段的水溶液包含大约10 ppm至大约300 ppm的溴化锂残留物,其中丝蛋白片段的水溶液包含大约10 ppm至大约100 ppm的碳酸钠残留物,其中纯丝素蛋白片段的水溶液包含具有大约17 kDa至大约39 kDa的平均重均分子量和1至大约5或大约1.5至大约3.0的多分散性的片段。所述方法可进一步包括在溶解步骤之前干燥丝素蛋白提取物。纯丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱溴化锂测定法测得的小于300 ppm的溴化锂残留物。纯丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱碳酸钠测定法测得的小于100 ppm的碳酸钠残留物。所述方法可进一步包括将治疗剂添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括将选自抗氧化剂或酶之一的分子添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括将维生素添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。维生素可以是维生素C或其衍生物。可将纯丝素蛋白片段的水溶液冻干。所述方法可进一步包括将α羟基酸添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。α羟基酸可选自乙醇酸、乳酸、酒石酸和柠檬酸。所述方法可进一步包括将透明质酸或其盐形式以大约0.5%至大约10.0%的浓度添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括加入氧化锌或二氧化钛的至少一种。可由通过这种方法制成的纯丝素蛋白片段的水溶液制备膜。所述膜可包含大约1.0重量%至大约50.0重量%的维生素C或其衍生物。所述膜可具有大约2.0重量%至大约20.0重量%的水含量。所述膜可包含大约30.0重量%至大约99.5重量%的纯丝素蛋白片段。可由通过这种方法制成的纯丝素蛋白片段的水溶液制备凝胶。所述凝胶可包含大约0.5重量%至大约20.0重量%的维生素C或其衍生物。所述凝胶可具有至少2%的丝含量和至少20%的维生素含量。
在一个实施方案中,具有大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段的溶液根据下列步骤制备:将丝源添加到沸腾(100℃)的碳酸钠水溶液中大约30分钟的处理时间以导致脱胶;从溶液中除去丝胶蛋白以产生包含不可检出的丝胶蛋白含量的丝素蛋白提取物;从丝素蛋白提取物中排出溶液;将丝素蛋白提取物溶解在溴化锂溶液中,所述溴化锂溶液具有大约80℃至大约140℃的在将丝素蛋白提取物置于溴化锂溶液中时的起始温度;将丝素蛋白-溴化锂溶液在温度为大约60℃至大约100℃的干燥烘箱中保持最多1小时;从丝素蛋白提取物中除去溴化锂;和制备丝素蛋白片段的水溶液,其中丝素蛋白片段的水溶液包含大约10 ppm至大约300 ppm的溴化锂残留物、大约10 ppm至大约100 ppm的碳酸钠残留物、具有大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量和1至大约5或大约1.5至大约3.0的多分散性的片段。所述方法可进一步包括在溶解步骤之前干燥丝素蛋白提取物。丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱溴化锂测定法测得的小于300 ppm的溴化锂残留物。丝素蛋白片段的水溶液可包含如使用高效液相色谱碳酸钠测定法测得的小于100 ppm的碳酸钠残留物。在一些实施方案中,所述方法可进一步包括将活性剂(例如治疗剂)添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括将选自抗氧化剂或酶之一的活性剂添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。所述方法可进一步包括将维生素添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。维生素可以是维生素C或其衍生物。可将纯丝素蛋白片段的水溶液冻干。所述方法可进一步包括将α羟基酸添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。α羟基酸可选自乙醇酸、乳酸、酒石酸和柠檬酸。所述方法可进一步包括将透明质酸或其盐形式以大约0.5%至大约10.0%的浓度添加到纯丝素蛋白片段的水溶液中。可由通过这种方法制成的纯丝素蛋白片段的水溶液制备膜。所述膜可包含大约1.0重量%至大约50.0重量%的维生素C或其衍生物。所述膜可具有大约2.0重量%至大约20.0重量%的水含量。所述膜可包含大约30.0重量%至大约99.5重量%的纯丝素蛋白片段。可由通过这种方法制成的纯丝素蛋白片段的水溶液制备凝胶。所述凝胶可包含大约0.5重量%至大约20.0重量%的维生素C或其衍生物。所述凝胶可具有至少2重量%的丝含量和至少20重量%的维生素含量。
丝蛋白片段的分子量可基于在提取步骤的过程中使用的特定参数,包括提取时间和温度;在溶解步骤的过程中使用的特定参数,包括将丝浸入溴化锂时的LiBr温度和溶液保持在特定温度下的时间;和在过滤步骤的过程中使用的特定参数进行控制。通过使用所公开的方法控制工艺参数,可以制成在5 kDa至200 kDa,或10 kDa至80 kDA的各种不同分子量下具有等于或低于2.5的多分散性的丝素蛋白片段溶液。通过改变工艺参数以获得具有不同分子量的丝溶液,可基于所需性能要求有针对性地获得具有等于或小于2.5的所需多分散性的某一范围的片段混合物最终产物。例如,含有眼科药物的较高分子量丝膜可具有与较低分子量膜相比受控的缓慢释放速率,以使其理想地用于眼部护理产品中的呈递载体。另外,可获得多分散性大于2.5的丝素蛋白片段溶液。此外,可以混合具有不同平均分子量和多分散性的两种溶液以产生组合溶液。或者,从虫中直接取出的液体丝腺(100%无丝胶蛋白的丝蛋白)可与本公开的任何丝素蛋白片段溶液组合使用。使用具有折射率检测器(RID)的高压液相色谱法(HPLC)测定纯丝素蛋白片段组合物的分子量。使用Cirrus GPCOnline GPC/SEC软件版本3.3(Agilent)计算多分散性。
加工参数的差异可得到分子量和肽链尺寸分布(多分散性,PD)不同的再生丝素蛋白。这进而影响再生丝素蛋白性能,包括机械强度、水溶性等。
在生丝茧加工成丝溶液的过程中改变参数。改变这些参数影响所得丝溶液的MW。操控的参数包括(i) 提取时间和温度、(ii) LiBr的温度、(iii) 溶解烘箱的温度、和(iv)溶解时间。进行实验以测定改变提取时间的影响。表1-7概括了结果。下面是概要:
- 30分钟的丝胶蛋白提取时间带来比60分钟的丝胶蛋白提取时间大的分子量
- 分子量随在烘箱中的时间经过降低
- 140℃ LiBr和烘箱导致置信区间的下限低于9500 Da的分子量
- 30分钟提取在1小时和4小时的时间点具有未消化的丝
- 30分钟提取在1小时的时间点导致明显高的分子量,置信区间的下限为35,000Da
- 在置信区间的上限达到的分子量的范围为18000至216000 Da(对提供具有指定上限的溶液而言是重要的)
Figure DEST_PATH_IMAGE017
Figure 407782DEST_PATH_IMAGE018
Figure DEST_PATH_IMAGE019
Figure 932305DEST_PATH_IMAGE020
Figure DEST_PATH_IMAGE021
Figure 483372DEST_PATH_IMAGE022
进行实验以测定改变提取温度的影响。表7概括了结果。下面是概要:
- 在90℃下的丝胶蛋白提取带来比在100℃下的丝胶蛋白提取高的MW
- 90℃和100℃都表现出随在烘箱中的时间经过降低的MW
Figure DEST_PATH_IMAGE023
进行实验以测定改变添加到丝中时的溴化锂(LiBr)温度的影响。表8-9概括了结果。下面是概要:
- 对分子量或置信区间没有影响(所有CI ~10500-6500 Da)
- 研究表明,由于大部分物质是在室温下的丝,随着加入LiBr和开始溶解,LiBr-丝溶液的温度快速下降到低于初始LiBr温度
Figure 751542DEST_PATH_IMAGE024
Figure DEST_PATH_IMAGE025
进行实验以测定改变烘箱/溶解温度的影响。表10-14概括了结果。下面是概要:
- 烘箱温度对60分钟提取的丝的影响小于对30分钟提取的丝。不希望受制于理论,但相信,30分钟的丝在提取过程中较少降解,因此烘箱温度对MW较大、降解较低的丝部分的影响较大。
- 对于60℃ vs. 140℃烘箱,30分钟提取的丝表现出非常明显的在较高烘箱温度下较低MW的效果,而60分钟提取的丝具有效果但小得多
- 140℃烘箱导致置信区间的下限为~6000 Da
Figure 556818DEST_PATH_IMAGE026
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure 721083DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE029
Figure 493867DEST_PATH_IMAGE030
将来自家蚕的生丝茧切成碎片。将生丝茧碎片在Na2CO3的水溶液(大约100℃)中煮沸大约30分钟至大约60分钟的时间以除去丝胶蛋白(脱胶)。所用的水的体积等于大约0.4x生丝重量,且Na2CO3的量为大约0.848 x生丝茧碎片的重量。将所得脱胶丝茧碎片在大约60℃下用去离子水漂洗三次(每次漂洗20分钟)。每个周期的漂洗水的体积为0.2 L x生丝茧碎片的重量。从脱胶丝茧碎片中除去过量水。在去离子水洗涤步骤后,将湿脱胶丝茧碎片在室温下干燥。将脱胶丝茧碎片与LiBr溶液混合,并将混合物加热到大约100℃。将升温的混合物置于干燥烘箱中并在大约60℃至大约140℃的温度下加热大约60分钟以实现天然丝蛋白的完全溶解。将所得溶液冷却到室温,然后使用3,500 Da MWCO膜渗析以除去LiBr盐。在去离子水中进行多次交换直至如在Oakton Bromide(Br)双液接(double-junction)离子选择性电极上读取的在水解丝素蛋白溶液中测定的Br离子小于1 ppm。
所得丝素蛋白水溶液具有大约8.0 % w/v的浓度的具有大约6 kDa至大约16 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa和大约39 kDa至大约80 kDa的平均重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的纯丝素蛋白片段。将8.0 % w/v用去离子水稀释以提供按涂布溶液计1.0% w/v、2.0 % w/v、3.0 % w/v、4.0 % w/v、5.0 % w/v。
通过使用切向流过滤(TFF)制备各种%丝浓度。在所有情况下,使用1%丝溶液作为输入进料。使用750-18,000毫升范围的1%丝溶液作为起始体积。将溶液在TFF中渗滤以除去溴化锂。一旦低于规定的残余LiBr水平,溶液经受超滤以通过除水提高浓度。参见下列实例。
在标准丝结构中采用六种(6)丝溶液,结果如下:
溶液#1是5.9重量%的丝浓度、19.8 kDa的平均MW和2.2 PDI(用60分钟沸腾提取、100℃ LiBr溶解1小时制备)。
溶液#2是6.4重量%的丝浓度(用30分钟沸腾提取、60℃ LiBr溶解4小时制备)。
溶液#3是6.17重量%的丝浓度(用30分钟沸腾提取、100℃ LiBr溶解1小时制备)。
溶液#4是7.30重量%的丝浓度: 从每批100克丝茧的30分钟提取批次开始生产7.30%丝溶液。然后将提取的丝纤维在100℃烘箱中使用100℃ 9.3M LiBr溶解1小时。每批溶解100克丝纤维以制成在LiBr中的20%丝。然后将溶解在LiBr中的丝稀释至1%丝,并经5 µm过滤器过滤以除去大碎屑。使用15,500毫升1%过滤丝溶液作为TFF的起始体积/渗滤体积。一旦除去LiBr,将该溶液超滤至大约1300毫升的体积。然后收集1262毫升7.30%丝。将水添加到进料中以助于除去剩余溶液,然后收集547毫升3.91%丝。
溶液#5是6.44重量%的丝浓度: 从每批25、33、50、75和100克丝茧的混合的60分钟提取批次开始生产6.44重量%丝溶液。然后将提取的丝纤维在100℃烘箱中使用100℃ 9.3MLiBr溶解1小时。每批溶解35、42、50和71克丝纤维以制成在LiBr中的20%丝并合并。然后将溶解在LiBr中的丝稀释至1%丝,并经5 µm过滤器过滤以除去大碎屑。使用17,000毫升1%过滤丝溶液作为TFF的起始体积/渗滤体积。一旦除去LiBr,将该溶液超滤至大约3000毫升的体积。然后收集1490毫升6.44%丝。将水添加到进料中以助于除去剩余溶液,然后收集1454毫升4.88%丝。
溶液#6是2.70重量%的丝浓度: 从每批25克丝茧的60分钟提取批次开始生产2.70%丝溶液。然后将提取的丝纤维在100℃烘箱中使用100℃ 9.3M LiBr溶解1小时。每批溶解35.48克丝纤维以制成在LiBr中的20%丝。然后将溶解在LiBr中的丝稀释至1%丝,并经5µm过滤器过滤以除去大碎屑。使用1000毫升1%过滤丝溶液作为TFF的起始体积/渗滤体积。一旦除去LiBr,将该溶液超滤至大约300毫升的体积。然后收集312毫升2.7%丝。
在表15中给出具有更高分子量的丝素蛋白溶液的制备。
Figure DEST_PATH_IMAGE031
在下表16和17中给出用于施加到织物的丝水性涂料组合物。
Figure 565728DEST_PATH_IMAGE032
Figure DEST_PATH_IMAGE033
在膜制备中使用三种(3)丝溶液,结果如下:
溶液#1是5.9%的丝浓度、19.8 kDa的平均MW和2.2 PD(用60分钟沸腾提取、100℃LiBr溶解1小时制备)。
溶液#2是6.4%的丝浓度(用30分钟沸腾提取、60℃ LiBr溶解4小时制备)。
溶液#3是6.17%的丝浓度(用30分钟沸腾提取、100℃ LiBr溶解1小时制备)。
根据Rockwood等人(Nature Protocols;第6卷;第10期;2011年9月22日在线发布;doi:10.1038/nprot.2011.379)制备膜。将4毫升1%或2%(wt/vol)丝的水溶液添加到100 mm陪替氏培养皿中(可为更厚或更薄的膜改变丝的体积并且不重要)并使其敞开干燥过夜。真空干燥器的底部装有水。将干膜置于干燥器中并施加真空,以使膜在从皿中取出前进行水退火(water anneal)4小时。由溶液#1流延的膜没有得到结构连续膜;该膜裂成几片。尽管经过水退火处理,这些膜碎片溶解在水中。
可为凝胶应用优化各种分子量和/或分子量组合的丝溶液。下面提供这种方法的一个实例,但在应用或配方中无意构成限制。在凝胶制备中使用三种(3)丝溶液,结果如下:
溶液#1是5.9%的丝浓度、19.8 kDa的平均MW和2.2 PD(用60分钟沸腾提取、100℃LiBr溶解1小时制备)。
溶液#2是6.4%的丝浓度(用30分钟沸腾提取、60℃ LiBr溶解4小时制备)。
溶液#3是6.17%的丝浓度(用30分钟沸腾提取、100℃ LiBr溶解1小时制备)。
“Egel”是如Rockwood等人描述的电凝胶(electrogelation)法。简言之,将10毫升丝的水溶液添加到50毫升锥形管中并将一对铂丝电极浸到丝溶液中。向铂电极施加20伏特电位5分钟,切断供电并收集凝胶。溶液#1在施加电流5分钟的过程中没有形成EGEL。
溶液#2和#3根据公开的辣根过氧化物酶(HRP)程序胶凝。行为看起来是所公开的溶液典型的。
材料和方法: 在丝分子量的测定中使用以下设备和材料:带有chemstation软件ver. 10.01的Agilent 1100;折射率检测器(RID);分析天平;容量瓶(1000 mL、10 mL和5mL);HPLC等级水;ACS等级氯化钠;ACS等级七水合磷酸氢二钠;磷酸;葡聚糖MW标样-标称分子量5 kDa、11.6 kDa、23.8 kDa、48.6 kDa和148 kDa;50 mL PET或聚丙烯一次性离心管;刻度吸管;带有Teflon盖的琥珀色玻璃HPLC管瓶;Phenomenex PolySep GFC P-4000柱(尺寸: 7.8 mm x 300 mm)。
程序步骤:
A) 1 L流动相(在0.0125 M磷酸钠缓冲液中的0.1 M氯化钠溶液)的制备
取250毫升清洁干燥的烧杯,将其放在天平上并去皮重。将大约3.3509克七水合磷酸氢二钠添加到烧杯中。记录称重的磷酸氢二钠的精确重量。通过将100毫升HPLC水添加到烧杯中,将称入的磷酸钠溶解。小心不要溢出烧杯的任何内容物。将溶液小心转移到清洁干燥的1000毫升容量瓶中。漂洗烧杯并将漂洗液转移到容量瓶中。重复漂洗4-5次。在单独的清洁干燥的250毫升烧杯中,精确称入大约5.8440克氯化钠。将称入的氯化钠溶解在50毫升水中并将该溶液转移到容量瓶中的磷酸钠溶液中。漂洗烧杯并将漂洗液转移到容量瓶中。用磷酸调节溶液的pH至7.0 ± 0.2。用HPLC水将容量瓶中的体积补充到1000毫升并剧烈摇动以均匀混合溶液。经0.45 µm聚酰胺膜过滤器过滤溶液。将溶液转移到清洁干燥的溶剂瓶并为瓶子加标签。可根据要求通过相应改变七水合磷酸氢二钠和氯化钠的量来改变该溶液的体积。
B) 葡聚糖分子量标准溶液的制备
至少五个不同分子量标样用于运行的每批样品,以使受试样品的预期值被所用标样的值囊括。将6个20 mL闪烁玻璃管瓶分别加标签为分子量标样。精确称重大约5毫克的各葡聚糖分子量标样并记录重量。将葡聚糖分子量标样溶解在5毫升流动相中以制备1 mg/mL标样溶液。
C) 样品溶液的制备
当制备样品溶液时,如果对可提供多少样品有限制,可对制备进行缩放,只要保持比率。根据样品类型和样品中的丝蛋白含量,在分析天平上的50毫升一次性离心管中称入足够的样品以制备用于分析的1 mg/mL样品溶液。将样品溶解在等体积的流动相中以制备1mg/mL溶液。紧紧盖住这些管并混合样品(在溶液中)。将样品溶液在室温下静置30分钟。再轻轻混合样品溶液1分钟并在4000 RPM下离心10分钟。
D) 样品的HPLC分析
将1.0毫升的所有标样和样品溶液转移到单独HPLC管瓶中。一式两份进样分子量标样(各进样一次)和各样品。使用下列HPLC条件分析所有标样和样品溶液:
PolySep GFC P-4000 (7.8 x 300 mm)
柱温度 25℃
检测器 折射率检测器(温度@ 35℃)
进样体积 25.0 µL
流动相 在0.0125 M磷酸钠缓冲液中的0.1 M氯化钠溶液
流量 1.0 mL/min
运行时间 20.0 min
E) 数据分析和计算 - 使用Cirrus软件计算平均分子量
将标样和分析样品的色谱数据文件上传到Cirrus SEC数据收集和分子量分析软件中。计算每次进样的样品的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)、峰平均分子量(Mp)和多分散性。
蛛丝片段
蛛丝是由三个结构域组成的天然聚合物:在蛋白质链中占主导的重复中间核心结构域和非重复N端和C端结构域。大的核心结构域以类似嵌段共聚物的排布进行组织,其中两个基本序列——结晶多肽[poly(A)或poly(GA)]和较低结晶多肽(GGX或GPGXX)——交替。拖牵丝(Dragline silk)是由大壶状腺拖牵丝蛋白1(MaSp1)和大壶状腺拖牵丝蛋白2(MaSp2)组成的蛋白质复合体。这两种丝均为大约3500个氨基酸长。MaSp1可见于纤维芯和周边,而MaSp2在某些芯区域中形成簇。MaSp1MaSp2的大的中心结构域以类似嵌段共聚物的排布进行组织,其中两个基本序列——结晶多肽[poly(A)或poly(GA)]和较低结晶多肽(GGX或GPGXX)——在核心结构域中交替。具体的二级结构已归属于poly(A)/(GA)、GGX和GPGXX基序,分别包括β-折叠、α-螺旋和β-螺旋。重复核心结构域的一级序列、组成和二级结构元素决定了蛛丝的机械性质;而非重复N端和C端结构域对于在管腔中储存液体丝原液(liquid silk dope)和在纺丝导管中形成纤维而言至关重要。
MaSp1MaSp2之间的主要区别是在MaSp2中存在占总氨基酸含量的15%的脯氨酸(P)残基,而MaSp1不含脯氨酸。通过计算N. clavipes拖牵丝中的脯氨酸残基数,可以估算纤维中的这两种蛋白质的存在;81% MaSp1和19% MaSp2。不同蜘蛛具有MaSp1MaSp2的不同比率。例如,来自园蛛科(orb weaver)黄斑金蛛(Argiope aurantia)的拖牵丝纤维含有41% MaSp1和59% MaSp2。大壶状腺丝的比率的这种改变可以决定丝纤维的性能。
对于一个园蛛科物种的蜘蛛,已知至少七种不同类型的丝蛋白。丝在一级序列、物理性质和功能上不同。例如,用于构建框架、辐射线(radii)和骨架线(lifelines)的拖牵丝以出色的机械性质,包括强度、韧度和弹性著称。在相等重量基础上,蛛丝的韧度高于钢和Kevlar。存在于捕捉螺旋(capture spirals)中的鞭状腺丝(flageliform silk)具有最高500%的可延展性。存在于圆网(orb-web)的辅助螺旋(auxiliary spirals)和猎物包裹(prey wrapping)中的小壶状腺丝具有与大壶状腺丝几乎类似的高韧度和强度,但在水中不超收缩。
蛛丝以它们的高拉伸强度和韧度著称。重组丝蛋白也赋予化妆品或皮肤病学组合物有利性质,特别是能够改善水合或软化作用、良好的成膜性质和低表面密度。多样化和独特的生物力学性质与生物相容性和缓慢降解速率一起使得蛛丝成为作为用于组织工程、引导组织修复和药物递送、用于化妆品产品(例如指甲和头发强化剂、皮肤护理产品)和工业材料(例如纳米线、纳米纤维、表面涂层)的生物材料的的优异候选物。
在一个实施方案中,丝蛋白可包括衍生自天然蛛丝蛋白的多肽。多肽不受特别限制,只要其衍生自天然蛛丝蛋白,并且多肽的实例包括天然蛛丝蛋白和重组蛛丝蛋白,如天然蛛丝蛋白的变异体、类似物、衍生物等。就优异的韧性而言,多肽可衍生自在蜘蛛的大壶状腺中产生的主要拖牵丝蛋白(major dragline silk proteins)。主要拖牵丝蛋白的实例包括来自Nephila clavipes的大壶状腺蛛丝蛋白MaSp1和MaSp2以及来自Araneus diadematus的ADF3和ADF4等。衍生自主要拖牵丝蛋白的多肽的实例包括主要拖牵丝蛋白的变异体、类似物、衍生物等。此外,多肽可衍生自在蜘蛛的鞭状腺中生成的鞭状腺丝蛋白。鞭状腺丝蛋白的实例包括衍生自Nephila clavipes的鞭状腺丝蛋白等。
衍生自主要拖牵丝蛋白的多肽的实例包括含有两个或更多个式1: REP1-REP2(1)所代表的氨基酸序列的单元的多肽,优选含有五个或更多个其单元的多肽,更优选含有十个或更多个其单元的多肽。或者,衍生自主要拖牵丝蛋白的多肽可以是含有式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元并且在C端具有美国专利No. 9,051,453的SEQ IDNOS: 1至3中的任一个所代表的氨基酸序列或与美国专利No. 9,051,453的SEQ ID NOS: 1至3中的任一个所代表的氨基酸序列具有90%或更高同源性的氨基酸序列的多肽。在衍生自主要拖牵丝蛋白的多肽中,式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元可能彼此相同或可能彼此不同。在使用微生物如大肠杆菌(Escherichia coli)作为宿主产生重组蛋白的情况下,考虑到生产力,衍生自主要拖牵丝蛋白的多肽的分子量为500 kDa或更小,或300kDa或更小,或200 kDa或更小。
在式(1)中,REP1是指聚丙氨酸。在REP1中,连续排布的丙氨酸残基数优选为2或更大,更优选3或更大,进一步优选4或更大,特别优选5或更大。此外,在REP1中,连续排布的丙氨酸残基数优选为20或更小,更优选16或更小、进一步优选12或更小,特别优选10或更小。在式(1)中,REP2是由10至200个氨基酸残基组成的氨基酸序列。氨基酸序列中所含的甘氨酸、丝氨酸、谷氨酰胺和丙氨酸残基的总数为相对于其中所含的氨基酸残基的总数的40%或更大,优选60%或更大,更优选70%或更大。
在主要拖牵丝中,REP1对应于纤维中的晶体区,在其中形成晶体β折叠,且REP2对应于纤维中的非晶区,其中大多数的部分缺乏规则构型并具有更大的柔性。此外,[REP1-REP2]对应于由晶体区和非晶区组成的重复区(重复序列),其是拖牵丝蛋白的特征序列。
重组丝片段
在一些实施方案中,重组丝蛋白是指重组蛛丝多肽、重组昆虫丝多肽或重组贝须丝多肽。在一些实施方案中,本文公开的重组丝蛋白片段包括园蛛科(Araneidae)Araneoids的重组蛛丝多肽,或家蚕(Bombyx mori)的重组昆虫丝多肽。在一些实施方案中,本文公开的重组丝蛋白片段包括园蛛科(Araneidae)Araneoids的重组蛛丝多肽。在一些 实施方案中,本文公开的重组丝蛋白片段包括具有衍生自园蛛科(Araneidae)Araneoids的天然蛛丝多肽的重复单元的嵌段共聚物。在一些实施方案中,本文公开的重组丝蛋白片段包括具有衍生自园蛛科(Araneidae)Araneoids的蛛丝多肽的合成重复单元和衍生自园蛛科(Araneidae)Araneoids的蛛丝多肽的天然重复单元的非重复单元的嵌段共聚物。
基因工程的最新进展已提供生产各种类型的重组丝蛋白的路线。重组DNA技术已用于提供丝蛋白的更实用的来源。本文所用的“重组丝蛋白”是指使用基因工程方法在原核或真核表达系统中异源生产的合成蛋白质。
用于合成重组丝肽的各种方法是已知的并已由Ausubel等人, CurrentProtocols in Molecular Biology § 8 (John Wiley & Sons 1987, (1990))描述,其经此引用并入本文。革兰氏阴性的杆形细菌大肠杆菌(E. coli)是已被认可的用于工业规模生产蛋白质的宿主。因此,大多数重组丝已在大肠杆菌中生产。大肠杆菌容易操作,具有短世代时间,相对低成本并可为更大量的蛋白质生产而扩大规模。
重组丝蛋白可通过含有为丝蛋白、为这种蛋白的片段或为这样的蛋白的类似物编码的cDNA的转化真核或原核系统生成。重组DNA途径能够生产具有编程序列、二级结构、构造和精确分子量的重组丝。在该方法中有四个主要步骤:(i) 将合成的类丝基因设计和组装到基因“盒(cassettes)”中,(ii) 将这种片段插入DNA重组载体,(iii) 将这种重组DNA分子转化到宿主细胞中和(iv) 所选克隆体的表达和纯化。
本文所用的术语“重组载体”包括技术人员已知的任何载体,包括质粒载体、粘粒载体、噬菌体载体如λ噬菌体、病毒载体如腺病毒或杆状病毒载体,或人工染色体载体,如细菌人工染色体(BAC)、酵母人工染色体(YAC)或P1人工染色体(PAC)。所述载体包括表达载体以及克隆载体。表达载体包含质粒以及病毒载体并通常含有所需编码序列和在特定宿主生物体(例如细菌、酵母或植物)中或在体外表达系统中表达可操作连接的编码序列(operably linked coding sequence)所必需的适当DNA序列。克隆载体通常用于特定所需DNA片段的工程(engineer)和扩增并可能缺乏表达所需DNA片段所需的功能序列。
原核系统包括革兰氏阴性细菌或革兰氏阳性细菌。原核表达载体可包括宿主生物体可识别的复制起点、在所述宿主中具有功能性的同源或异源启动子、为蛛丝蛋白、为这种蛋白的片段或为类似蛋白编码的DNA序列。原核表达生物体的非限制性实例是大肠杆菌、枯 草杆菌、巨大芽孢杆菌、谷氨酸棒状杆菌、鱼腥藻属、茎菌属、葡糖杆菌属、红细菌属、假单胞 菌属、副球菌属、芽孢杆菌属(例如枯草杆菌)、短杆菌属、棒状杆菌属、根瘤菌属(中华根瘤 菌)、黄杆菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、甲基杆菌属、丙酸杆菌属、葡萄 球菌属或链霉菌属细胞
真核系统包括酵母和昆虫、哺乳动物或植物细胞。在这种情况下,表达载体可包括酵母质粒复制起点或自主复制序列、启动子、为蛛丝蛋白、为片段或为类似蛋白编码的DNA序列、聚腺苷酸化序列、转录终止位点和最后,选择基因。真核表达生物体的非限制性实例包括酵母,如酿酒酵母、毕赤酵母、产担子酵母(basidiosporogenous)、产子囊酵母(ascosporogenous),丝状真菌,如黑曲霉、米曲霉、构巢曲霉、里氏木霉、顶头孢霉(Acremonium chrysogenum)、念珠菌属、汉逊酵母属、克鲁维酵母属、酵母属(Saccharomyces)(例如酿酒酵母)、裂殖酵母属、毕赤酵母属(例如毕赤酵母)或耶氏酵母属细胞等,哺乳动物细胞,如HeLa细胞、COS细胞、CHO细胞等,昆虫细胞,如Sf9细胞、MEL细胞等,“昆虫宿主细胞”,如草地贪夜蛾或粉纹夜蛾细胞、SF9细胞、SF-21细胞或High-Five细胞,其中SF-9和SF-21是来自草地贪夜蛾的卵巢细胞,且High-Five细胞是来自粉纹夜蛾的卵细胞,“植物宿主细胞”,如烟草、马铃薯或豌豆细胞。
各种异源宿主系统已被开发用于生产不同类型的重组丝。已在细菌(大肠杆菌)、酵母(毕赤酵母)、昆虫(家蚕幼虫)、植物(烟草、大豆、马铃薯、拟南芥)、哺乳动物细胞系(BHT/仓鼠)和转基因动物(小鼠、山羊)中克隆和表达重组部分蛛丝蛋白(spidroins)以及工程化丝。制成的大多数丝蛋白具有N-或C-端His标签以使纯化简单并生产足量的蛋白质。
在一些实施方案中,适用于使用异源系统表达重组蛛丝蛋白的宿主可包括转基因动物和植物。在一些实施方案中,适用于使用异源系统表达重组蛛丝蛋白的宿主包含细菌、酵母、哺乳动物细胞系。在一些实施方案中,适用于使用异源系统表达重组蛛丝蛋白的宿主包含大肠杆菌。在一些实施方案中,适用于使用异源系统表达重组蛛丝蛋白的宿主包含使用基因组编辑技术(例如CRISPR)生成的转基因B. mori家蚕。
本公开中的重组丝蛋白包含基于天然丝蛋白的重复单元的合成蛋白。除合成重复丝蛋白序列外,这些可另外包含一个或多个天然非重复丝蛋白序列。
在一些实施方案中,“重组丝蛋白”是指重组蚕丝蛋白或其片段。已经报道了丝素蛋白和丝胶蛋白的重组生产。各种宿主用于该生产,包括大肠杆菌、酿酒酵母、假单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和链霉菌属。参见EP 0230702,其全文经此引用并入本文。
本文还提供包含衍生自蚕丝重链(H链)的重复结构域的GAGAGX六肽(X是A、Y、V或S)的丝素蛋白样多嵌段聚合物的设计和生物合成。
在一些实施方案中,本公开提供衍生自包含GAGAGS六肽重复单元的蚕丝重链(H链)的重复结构域的丝蛋白样多嵌段聚合物。GAGAGS六肽是H链的核心单元并在结晶结构域的形成中起到重要作用。含有GAGAGS六肽重复单元的丝蛋白样多嵌段聚合物自发聚集成类似于天然丝素蛋白的β-折叠结构,其中在丝蛋白样多嵌段聚合物中具有本文所述的任何重均分子量。
在一些实施方案中,本公开提供由衍生自蚕丝重链的H链的GAGAGS六肽重复片段和大肠杆菌生成的哺乳动物弹性蛋白VPGVG基序组成的丝肽样多嵌段共聚物。在一些实施方案中,本公开提供由衍生自蚕丝重链的H链的GAGAGS六肽重复片段和大肠杆菌生成的GVGVP组成的融合丝素蛋白,其中在丝蛋白样多嵌段聚合物中具有本文所述的任何重均分子量。
在一些实施方案中,本公开提供由(GAGAGS)16重复片段组成的B. mori家蚕重组蛋白。在一些实施方案中,本公开提供由(GAGAGS)16重复片段和大肠杆菌生成的非重复(GAGAGS)16 –F-COOH、(GAGAGS)16 –F-F-COOH、(GAGAGS)16 –F-F-F-COOH、(GAGAGS)16 –F-F-F-F-COOH、(GAGAGS)16 –F-F-F-F-F-F-F-F-COOH、(GAGAGS)16 –F-F-F-F–F-F-F-F-F-F-F-F-COOH组成的重组蛋白,其中F具有下列氨基酸序列 SGFGPVANGGSGEASSESDFGSSGFGPVANASSGEASSESDFAG,且其中在丝蛋白样多嵌段聚合物中具有本文所述的任何重均分子量。
在一些实施方案中,“重组丝蛋白”是指重组蛛丝蛋白或其片段。已经报道了基于部分cDNA克隆生产重组蛛丝蛋白。如此制成的重组蛛丝蛋白包含衍生自来自蜘蛛Nephila clavipes的拖牵丝蛛丝蛋白,蛛丝蛋白1的重复序列的一部分。参见Xu等人(Proc. Natl.Acad. Sci. U.S.A., 87:7120–7124 (1990))。编码来自Nephila clavipes的拖牵丝的第二丝素蛋白蛛丝蛋白 2的重复序列的一部分的cDNA克隆及其重组合成描述在J. Biol. Chem., 1992, 第267卷, 第19320–19324页中。在美国专利5,728,810和5,989,894中描述了由转化大肠杆菌重组合成包含Nephila clavipes的蛋白片段和变体的蛛丝蛋白。在美国专利5,733,771和5,756,677中描述了编码小壶状腺蛛丝蛋白的cDNA克隆及其表达。在美国专利5,994,099中描述了编码来自orb-web spinning蜘蛛的鞭状腺丝蛋白的cDNA克隆。美国专利6,268,169描述了通过大肠杆菌、枯草杆菌和毕赤酵母重组表达系统重组合成衍生自Nephila clavipes的天然蜘蛛拖牵丝中存在的重复肽序列的蛛丝样蛋白。WO 03/020916描述了具有源自金色球体蜘蛛(Nephila madagascariensis)Nephila senegalensis、 Tetragnatha kauaiensis、Tetragnatha versicolor、Argiope aurantia、Argiope trifasciata、Gasteracantha mammosa和Latrodectus geometricus的大壶状腺、Argiope trifasciata的鞭状腺、Dolomedes tenebrosus的壶状腺、Plectreurys tristis的两组丝腺和mygalomorph Euagrus chisoseus的丝腺的重复序列的蛛丝蛋白的cDNA克隆编码和重组生产。各上述参考文献全文经此引用并入本文。
在一些实施方案中,重组蛛丝蛋白是蛛丝蛋白和昆虫丝蛋白、蛛丝蛋白和胶原、蛛丝蛋白和节肢弹性蛋白或蛛丝蛋白和角蛋白的杂交蛋白。蛛丝重复单元包含或由下述区域的氨基酸序列组成:所述区域包含或由至少一个在天然存在的大壶状腺多肽,如拖牵丝蛛丝多肽、小壶状腺多肽、鞭状腺多肽、聚状腺(aggregate)蛛丝多肽、葡萄状腺蛛丝多肽或梨状腺(pyriform)蛛丝多肽内重复出现的肽基序组成。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包含衍生自天然蛛丝蛋白的重复单元、共有序列和任选一个或多个天然非重复蛛丝蛋白序列的合成蛛丝蛋白。天然蛛丝多肽的重复单元可包括园蛛科(Araneidae)Araneoids的拖牵丝蛛丝多肽或鞭状腺蛛丝多肽。
如本文所用,蛛丝“重复单元”包含或由至少一个在天然存在的大壶状腺多肽,如拖牵丝蛛丝多肽、小壶状腺多肽、鞭状腺多肽、聚状腺蛛丝多肽、葡萄状腺蛛丝多肽或梨状腺蛛丝多肽内重复出现的肽基序组成。“重复单元”是指在氨基酸序列上对应于包含或由在天然存在的丝多肽(例如MaSpI、ADF-3、ADF-4或Flag)内重复出现的至少一个肽基序(例如AAAAAA或GPGQQ)组成的区域(即相同氨基酸序列)或对应于与其基本相似的氨基酸序列(即变化氨基酸序列)的区域。具有与天然存在的丝多肽内的相应氨基酸序列(即野生型重复单元)“基本相似”的氨基酸序列的“重复单元”在其性质方面也相似,例如包含“基本相似重复单元”的丝蛋白仍不溶并保持其不溶性。具有与天然存在的丝多肽的氨基酸序列“相同”的氨基酸序列的“重复单元”例如可以是与MaSpI、MaSpII、ADF-3和/或ADF-4的一个或多个肽基序对应的丝多肽的部分。具有与天然存在的丝多肽的氨基酸序列“基本相似”的氨基酸序列的“重复单元”例如可以是与MaSpI、MaSpII、ADF-3和/或ADF-4的一个或多个肽基序对应但在特定氨基酸位置具有一个或多个氨基酸取代的丝多肽的部分。
本文所用的术语“共有肽序列”是指含有在某位置(例如“G”)频繁出现的氨基酸并且其中没有进一步确定的其它氨基酸被占位符“X”替代的氨基酸序列。在一些实施方案中,共有序列是以下至少一种:(i) GPGXX,其中X是选自A、S、G、Y、P和Q的氨基酸;(ii) GGX,其中X是选自Y、P、R、S、A、T、N和Q,优选Y、P和Q的氨基酸;(iii) Ax,其中x是5至10的整数。
GPGXX和GGX的共有肽序列,即富甘氨酸基序,为丝多肽提供柔性并因此为由含有所述基序的丝蛋白形成的线提供柔性。详细地,迭代的GPGXX基序形成旋转螺旋结构,其赋予丝多肽弹性。大壶状腺和鞭状腺丝都具有GPGXX基序。迭代的GGX基序与每圈具有3个氨基酸的螺旋结构相关联并存在于大多数蛛丝中。GGX基序可为丝提供额外弹性。迭代的聚丙氨酸Ax(肽)基序形成结晶β折叠结构以为丝多肽提供强度,如例如WO 03/057727中所述。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包含两个相同的重复单元,其各自包含至少一个,优选一个选自:衍生自节肢弹性蛋白的GGRPSDTYG和GGRPSSSYG的氨基酸序列。节肢弹性蛋白是在大多数节肢动物中发现的弹性体蛋白,其提供低刚度和高强度。
本文所用的“非重复单元”是指与天然存在的拖牵丝多肽内的相应非重复(羧基末端)氨基酸序列(即野生型非重复(羧基末端)单元),优选ADF-3 (SEQ ID NO:1)、ADF-4(SEQ ID NO:2)、NR3 (SEQ ID NO:41)、NR4 (SEQ ID NO:42)、如美国专利8,367,803中所述的蜘蛛Araneus diadematus的ADF-4、包含序列GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPSGPGGYGPGGP的16个重复的C16肽(蛛丝蛋白eADF4,分子量47.7 kDa,AMSilk)、由来自A. diadematus的ADF4的天然序列改造的氨基酸序列“基本相似”的氨基酸序列。非重复ADF-4及其变体表现出高效组装行为。
在合成蛛丝蛋白中,本公开中的重组丝蛋白在一些实施方案中包含具有如美国专利8288512中所述的多肽序列SEQ ID NO:1的C16蛋白质。除SEQ ID NO:1中所示的多肽序列外,也特别包括这种序列的功能等同物、功能衍生物和盐。
本文所用的“功能等同物”是指在上文提到的氨基酸序列的至少一个序列位置具有与具体提到的氨基酸不同的氨基酸的突变体。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包含有效量的至少一种天然或重组丝蛋白,包括蛛丝蛋白,对应于Xu等人, PNAS, USA, 87, 7120, (1990)描述的Spidroinmajor 1、Hinman和Lewis, J. Biol. Chem., 267, 19320, (1922)描述的Spidroin major2、如美国专利申请2016/0222174和美国专利9,051,453、9,617,315、9,689,089、8,173,772、8,642,734、8,367,803 8,097,583、8,030,024、7,754,851、7,148,039、7,060,260中描述的重组蛛丝蛋白,或专利申请WO 95/25165中描述的minor Spidroins。上文引用的参考文献各自全文经此引用并入本文。适用于本公开的重组RSPF的附加重组蛛丝蛋白包括来自Araneus diadematus的“大壶状腺”的ADF3和ADF4。
重组丝也描述在经此引用并入本文的其它专利和专利申请中:US 2004590196、US7,754,851、US 2007654470、US 7,951,908、US 2010785960、US 8,034,897、US20090263430、US 2008226854、US 20090123967、US 2005712095、US 2007991037、US20090162896、US 200885266、US 8,372,436、US 2007989907、US 2009267596、US2010319542、US 2009265344、US 2012684607、US 2004583227、US 8,030,024、US2006643569、US 7,868,146、US 2007991916、US 8,097,583、US 2006643200、US 8,729,238、US 8,877,903、US 20190062557、US 20160280960、US 20110201783、US 2008991916、US 2011986662、US 2012697729、US 20150328363、US 9,034,816、US 20130172478、US 9,217,017、US 20170202995、US 8,721,991、US 2008227498、US 9,233,067、US 8,288,512、US 2008161364、US 7,148,039、US 1999247806、US 2001861597、US 2004887100、US 9,481,719、US 8,765,688、US 200880705、US 2010809102、US 8,367,803、US 2010664902、US7,569,660、US 1999138833、US 2000591632、US 20120065126、US 20100278882、US2008161352、US 20100015070、US 2009513709、US 20090194317、US 2004559286、US200589551、US 2008187824、US 20050266242、US 20050227322和US 20044418。
重组丝也描述在经此引用并入本文的其它专利和专利申请中:US 20190062557、US 20150284565、US 20130225476、US 20130172478、US 20130136779、US 20130109762、US20120252294、US 20110230911、US 20110201783、US 20100298877、US 10,478,520、US 10,253,213、US 10,072,152、US 9,233,067、US 9,217,017、US 9,034,816、US 8,877,903、US8,729,238、US 8,721,991、US 8,097,583、US 8,034,897、US 8,030,024、US 7,951,908、US7,868,146和US 7,754,851。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包含或由2至80个重复单元组成,所述重复单元各自独立地选自如本文定义的GPGXX、GGX和Ax
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包含或由重复单元组成,所述重复单元各自独立地选自GPGAS、GPGSG、GPGGY、GPGGP、GPGGA、GPGQQ、GPGGG、GPGQG、GPGGS、GGY、GGP、GGA、GGR、GGS、GGT、GGN、GGQ、AAAAA、AAAAAA、AAAAAAA、AAAAAAAA、AAAAAAAAA、AAAAAAAAAA、GGRPSDTYG和GGRPSSSYG、(i) GPYGPGASAAAAAAGGYGPGSGQQ、(ii) GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPSGPGGYGPGGP、(iii) GPGQQGPGQQGPGQQGPGQQ: (iv)GPGGAGGPYGPGGAGGPYGPGGAGGPY、(v) GGTTIIEDLDITIDGADGPITISEELTI、(vi) PGSSAAAAAAAASGPGQGQGQGQGQGGRPSDTYG、(vii) SAAAAAAAAGPGGGNGGRPSDTYGAPGGGNGGRPSSSYG、(viii)GGAGGAGGAGGSGGAGGS (SEQ ID NO: 27)、(ix) GPGGAGPGGYGPGGSGPGGYGPGGSGPGGY、(x)GPYGPGASAAAAAAGGYGPGCGQQ、(xi) GPYGPGASAAAAAAGGYGPGKGQQ、(xii) GSSAAAAAAAASGPGGYGPENQGPCGPGGYGPGGP、(xiii) GSSAAAAAAAASGPGGYGPKNQGPSGPGGYGPGGP、(xiv) GSSAAAAAAAASGPGGYGPKNQGPSGPGGYGPGGP,或如美国专利8,877,903中描述的其变体,例如在肽链中具有GPGAS、GGY、GPGSG的序列顺序或在肽链中具有AAAAAAAA、GPGGY、GPGGP的序列顺序、在肽链中具有AAAAAAAA、GPGQG、GGR的序列顺序的合成蜘蛛肽。
在一些实施方案中,本公开提供丝蛋白样多嵌段肽,其模仿衍生自天然蛛丝蛋白的氨基酸的重复单元,如Spidroin major 1结构域、Spidroin major 2结构域或Spidroin minor 1结构域和在重复单元之间的变化模式(profile of variation)而不改变它们的三维构象,其中这些丝蛋白样多嵌段肽包含对应于以下序列(I)、(II)、(III)和/或(IV)之一的氨基酸重复单元。
[(XGG)w(XGA)(GXG)x(AGA)y(G)zAG]p 式(I),其中:X对应于酪氨酸或对应于谷氨酰胺,w是等于2或3的整数,x是1至3的整数,y是5至7的整数,z是等于1或2的整数,且p是整数,并具有本文所述的任何重均分子量,和/或
[(GPG2YGPGQ2)a(X’)2S(A)b]p 式(II),其中:X’对应于氨基酸序列GPS或GPG,a等于2或3,b是7至10的整数,p是整数,并具有本文所述的任何重均分子量,和/或
[(GR)(GA)l(A)m(GGX)n(GA)l(A)m]p 式(III)和/或[(GGX)n(GA)m(A)l]p 式(IV),其中:X”对应于酪氨酸、谷氨酰胺或丙氨酸,l是1至6的整数,m是0至4的整数,n是1至4的整数,且p是整数。
在一些实施方案中,重组蛛丝蛋白或蛛丝蛋白的类似物包含序列(V)的氨基酸重复单元:
[(Xaa Gly Gly)w(Xaa Gly Ala)(Gly Xaa Gly)x(Ala Gly Ala)y(Gly)zAla Gly]p式(V),其中Xaa是酪氨酸或谷氨酰胺,w是等于2或3的整数,x是1至3的整数,y是5至7的整数,z是等于1或2的整数,且p是整数。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白选自如美国专利8,367,803中所述的ADF-3或其变体、ADF-4或其变体、MaSpI (SEQ ID NO: 43)或其变体、MaSpII (SEQ IDNO: 44)或其变体。
在一些实施方案中,本公开提供在哺乳动物细胞中制成的水溶性重组蛛丝蛋白。在哺乳动物细胞中制成的蛛丝蛋白的可溶性可归因于这些蛋白质中的COOH末端的存在,以使它们更亲水。在微生物宿主中表达的蛛丝蛋白中不存在这些COOH端基氨基酸。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包括用选自氨基酸序列:GCGGGGGG、GKGGGGGG、GCGGSGGGGSGGGG、GKGGGGGGSGGGG和GCGGGGGGSGGGG的氨基或羧基端基改性的水溶性重组蛛丝蛋白C16。在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包含C16NR4、C32NR4、C16、C32、NR4C16NR4、NR4C32NR4、NR3C16NR3或NR3C32NR3以使蛋白质的分子量范围如本文中所述。
在一些实施方案中,本公开中的重组蛛丝蛋白包括如美国专利8,877,903中所述的具有合成重复肽段和由来自A. diadematus的ADF4的天然序列改造的氨基酸序列的重组蛛丝蛋白。在一些实施方案中,本公开中的RSPF包括如美国专利8,367,803中所述的具有衍生自天然蛛丝蛋白的重复肽单元,如Spidroin major 1结构域、Spidroin major 2结构域或Spidroin minor 1结构域的重组蛛丝蛋白,其中重复肽序列是GSSAAAAAAAASGPGQGQGQGQGQGGRPSDTYG或SAAAAAAAAGPGGGNGGRPSDTYGAPGGGNGGRPSSSYG。
在一些实施方案中,本公开提供由GPGGAGPGGYGPGGSGPGGYGPGGSGPGGY重复片段组成并具有如本文中所述的分子量的重组蛛丝蛋白。
本文所用的术语“重组丝”是指重组蛛丝和/或蚕丝蛋白或其片段。在一个实施方案中,蛛丝蛋白选自包裹丝(swathing silk)(葡萄状(Achniform)腺丝)、卵袋丝(egg sacsilk)(圆筒状(Cylindriform)腺丝)、包卵丝(egg case silk)(管状(Tubuliform)腺丝)、无粘性拖牵丝(壶状(Ampullate)腺丝)、附线丝(attaching thread silk)(梨状腺丝)、粘性丝芯纤维(鞭状(Flagelliform)腺丝)和粘性丝外层纤维(聚状腺丝)。例如,如本文中所述的重组蛛丝蛋白包括美国专利申请No. 2016/0222174和美国专利Nos. 9,051,453、9,617,315、9,689,089、8,173,772和8,642,734中描述的蛋白质。
一些生物体制造具有独特序列、结构元素和机械性质的多种丝纤维。例如,圆形织网(orb weaving)蜘蛛具有6种独特类型的腺体,以产生不同的丝多肽序列,它们聚合成适应环境或生命周期小生境(lifecycle niche)的纤维。这些纤维以它们来源的腺体命名,并且多肽用腺体缩写(例如“Ma”)和“Sp”,即蛛丝蛋白(蜘蛛丝素蛋白的简写)标记。在圆形织网蛛中,这些类型包括大壶状腺(MaSp,也称为拖牵丝)、小壶状腺(MiSp)、鞭状腺(Flag)、葡萄状腺(AcSp)、管状腺(TuSp)和梨状腺(PySp)。跨越纤维类型、结构域和在不同属和种的生物体之间的变化的多肽序列的这种组合带来一大系列的潜在性质,这可通过重组纤维的商业生产控制。迄今,绝大多数关于重组丝的工作集中于大壶状腺Spidroins(MaSp)。
葡萄状腺(AcSp)丝倾向于具有高韧度,这是中高强度与中高延展性结合的结果。AcSp丝的特征在于大嵌段(“ensemble重复”)尺寸,其通常包含聚丝氨酸和GPX的基序。管状腺(TuSp或Cylindrical)丝倾向于具有大直径,以及适中的强度和高延展性。TuSp丝的特征在于它们的聚丝氨酸和聚苏氨酸含量,和聚丙氨酸的短段。大壶状腺(MaSp)丝倾向于具有高强度和适中的延展性。MaSp丝可以是两种亚型之一:MaSp1和MaSp2。MaSp1丝的延展性通常不如MaSp2丝,并且特征在于聚丙氨酸、GX和GGX基序。MaSp2丝的特征在于聚丙氨酸、GGX和GPX基序。小壶状腺(MiSp)丝倾向于具有适中的强度和适中的延展性。MiSp丝的特征在于GGX、GA和poly A基序,并通常含有大约100个氨基酸的间隔单元。鞭状腺(Flag)丝倾向于具有极高延展性和适中强度。Flag丝通常以GPG、GGX和短间隔基序为特征。
丝多肽特有地由重复结构域(REP)和在其两侧的非重复区(例如C端和N端结构域)组成。在一个实施方案中,C端和N端结构域在长度上都为75-350个氨基酸。重复结构域表现出分级构造。重复结构域包含一系列嵌段(也称为重复单元)。这些嵌段在丝重复结构域中重复,有时完美,有时不完美(构成准重复结构域)。嵌段的长度和组成在不同丝类型之间和在不同物种之间变化。美国公开申请2016/0222174(其全文并入本文)的表1列举来自所选物种和丝类型的嵌段序列的实例,在Rising, A.等人, Spider silk proteins: recentadvances in recombinant production, structure-function relationships andbiomedical applications, Cell Mol. Life Sci., 68:2, pg 169-184 (2011);和Gatesy, J.等人, Extreme diversity, conservation, and convergence of spidersilk fibroin sequences, Science, 291:5513, pg. 2603-2605 (2001)中给出进一步实例。在一些情况下,嵌段可以规则型式排布,以形成在丝序列的重复结构域中出现多次(通常2-8次)的更大大型重复(macro-repeats)。在重复结构域或大型重复内的重复嵌段和在重复结构域内的重复大型重复可被间隔单元隔开。
在美国公开专利申请2016/0222174中阐述了根据本公开的某些实施方案由这些嵌段和/或大型重复结构域构造某些蛛丝嵌段共聚物多肽。
通过在重组原核或真核系统中的基因表达制成的基于蛛丝序列的重组嵌段共聚物多肽可根据本领域中已知的方法纯化。在一个优选实施方案中,可使用市售表达/分泌系统,由此表达重组多肽,此后从宿主细胞中分泌,以容易地从周围介质中纯化。如果不使用表达/分泌载体,替代性的方法涉及从衍生自表达多肽的原核或真核细胞的细胞裂解液(细胞完整性破坏后的细胞残留物)中纯化重组嵌段共聚物多肽。生成这样的细胞裂解液的方法是本领域技术人员已知的。在一些实施方案中,从细胞培养上清液中分离重组嵌段共聚物多肽。
重组嵌段共聚物多肽可通过亲和分离纯化,如通过与特异性结合到重组多肽的抗体的免疫相互作用或用于分离在它们的N末端或C末端用6-8个组氨酸残基标记的重组多肽的镍柱。替代性的标签可包含FLAG表位或血凝素表位。熟练的从业人员常使用这样的方法。
可随后制备这样的多肽(即重组丝蛋白)的溶液并如本文中所述使用。
在另一实施方案中,重组丝蛋白可根据美国专利8,642,734(其全文经此引用并入本文)中描述的方法制备,并如本文中所述使用。
在一个实施方案中,提供重组蛛丝蛋白。该蛛丝蛋白通常由170至760个氨基酸残基,如170至600个氨基酸残基,优选280至600个氨基酸残基,如300至400个氨基酸残基,更优选340至380个氨基酸残基组成。小尺寸是有利的,因为较长的蛛丝蛋白倾向于形成非晶聚集体,这要求使用严苛的溶剂进行溶解和聚合。重组蛛丝蛋白可能含有多于760个残基,特别是在该蛛丝蛋白含有多于两个衍生自蛛丝蛋白的N端部分的片段的情况下。该蛛丝蛋白包含由至少一个衍生自蛛丝蛋白的相应部分的片段(NT)组成的N端片段,和衍生自蛛丝蛋白的相应内部片段的重复片段(REP)。任选地,该蛛丝蛋白包含衍生自蛛丝蛋白的相应片段的C端片段(CT)。该蛛丝蛋白通常包含单个衍生自蛛丝蛋白的N端部分的片段(NT),但在优选实施方案中,N端片段包含至少两个,如两个衍生自蛛丝蛋白的N端部分的片段(NT)。因此,蛛丝蛋白可示意性地由式NTm-REP或者NTm-REP-CT表示,其中m是1或更高,如2或更高,优选在1-2、1-4、1-6、2-4或2-6的范围内的整数。优选的蛛丝蛋白可示意性地由式NT2-REP或NT-REP、或者NT2-REP-CT或NT-REP-CT表示。蛋白质片段通常经由肽键共价偶联。在一个实施方案中,蛛丝蛋白由偶联到REP片段的一个或多个NT片段组成,所述REP片段任选偶联到CT片段。
在一个实施方案中,生产分离的蛛丝蛋白的聚合物的方法的第一步骤涉及在合适的宿主,如大肠杆菌中表达编码蛛丝蛋白的多核酸分子。使用标准程序分离由此获得的蛋白质。任选地,在此阶段主动除去(actively removed)脂多糖和其它致热原。
在生产分离的蛛丝蛋白的聚合物的方法的第二步骤中,提供蛛丝蛋白在液体介质中的溶液。术语“可溶”和“在溶液中”是指蛋白质在60,000×g下没有明显聚集并且没有从溶剂中沉淀。液体介质可以是任何合适的介质,如水性介质,优选生理介质,通常是缓冲的水性介质,如10-50 mM Tris-HCl缓冲液或磷酸盐缓冲液。液体介质具有6.4或更高的pH和/或防止蛛丝蛋白聚合的离子组成。也就是说,液体介质具有6.4或更高的pH或防止蛛丝蛋白聚合的离子组成或两者。
技术人员可容易地利用本文公开的方法制备防止蛛丝蛋白聚合的离子组合物。优选的防止蛛丝蛋白聚合的离子组合物具有大于300 mM的离子强度。防止蛛丝蛋白聚合的离子组合物的具体实例包含高于300 mM NaCl、100 mM磷酸盐和对蛛丝蛋白聚合具有所需预防作用的这些离子的组合,例如10 mM磷酸盐和300 mM NaCl的组合。
NT片段的存在改进溶液的稳定性并防止在这些条件下形成聚合物。当立即聚合可能不理想时,例如在蛋白质纯化过程中、在大批量的制备中或当需要优化其它条件时,这是有利的。优选的是,将液体介质的pH调节到6.7或更高,如7.0或更高,或甚至8.0或更高,如最多10.5,以实现蛛丝蛋白的高溶解度。也有利的是,将液体介质的pH调节到6.4-6.8的范围,这提供蛛丝蛋白的足够溶解度,但有利于随后将pH调节到6.3或更低。
在第三步骤中,将液体介质的性质调节到6.3或更低的pH和允许聚合的离子组成。也就是说,如果溶解蛛丝蛋白的液体介质具有6.4或更高的pH,则将pH降低到6.3或更低。技术人员熟知各种实现其的方式,通常涉及加入强酸或弱酸。如果溶解蛛丝蛋白的液体介质具有防止聚合的离子组成,则改变离子组成以允许聚合。技术人员熟知各种实现其的方式,例如稀释、渗析或凝胶过滤。如果需要,这一步骤涉及将液体介质的pH降低到6.3或更低和改变离子组成以允许聚合。优选的是,将液体介质的pH调节到6.2或更低,如6.0或更低。特别地,从实用的角度看可能有利的是,限制pH从前一步骤中的6.4或6.4-6.8降低到这一步骤中的6.3或6.0-6.3,例如6.2。在一个优选实施方案中,这一步骤的液体介质的pH为3或更高,如4.2或更高。所得pH范围,例如4.2-6.3促进快速聚合。
在第四步骤中,使蛛丝蛋白在具有6.3或更低的pH和允许蛛丝蛋白聚合的离子组成的液体介质中聚合。尽管NT片段的存在改进蛛丝蛋白在6.4或更高的pH和/或防止蛛丝蛋白聚合的离子组成下的可溶性,但其在离子组成允许蛛丝蛋白聚合时在6.3或更低的pH下加速聚合物形成。所得聚合物优选是固体和宏观的(macroscopic),并且它们在具有6.3或更低的pH和允许蛛丝蛋白聚合的离子组成的液体介质中形成。在一个优选实施方案中,这一步骤的液体介质的pH为3或更高,如4.2或更高。所得pH范围,例如4.2-6.3促进快速聚合。所得聚合物可以本文所述的分子量提供并以溶液形式制备,所述溶液形式在必要时可用于制品涂布。
技术人员可容易地利用本文公开的方法制备允许蛛丝蛋白聚合的离子组合物。优选的允许蛛丝蛋白聚合的离子组合物具有小于300 mM的离子强度。允许蛛丝蛋白聚合的离子组合物的具体实例包含150 mM NaCl、10 mM磷酸盐、20 mM磷酸盐和对蛛丝蛋白聚合缺乏预防作用的这些离子的组合,例如10 mM磷酸盐或20 mM磷酸盐和150 mM NaCl的组合。优选将这种液体介质的离子强度调节到1-250 mM的范围。
不希望限制于任何特定理论,但认为NT片段具有带相反电荷的两极(oppositelycharged poles),并且环境pH变化影响该蛋白质表面上的电荷平衡,随后聚合,而盐抑制同一事件。
在中性pH下,埋藏酸性极的过量负电荷的能量支出(energetic cost)预计防止聚合。但是,随着二聚体在较低pH下接近其等电点,吸引性的静电力最终占主导,这解释了观察到的NT和含NT的minispidroins的盐和pH依赖性的聚合行为。据提议,在一些实施方案中,pH诱发的NT聚合和NT-minispidroins的提高的纤维组装效率归因于表面静电势变化,并且在NT的一极的酸性残基簇改变其电荷平衡,以致在6.3或更低的pH值下发生聚合过渡。
在第五步骤中,从所述液体介质中分离所得的优选固体的蛛丝蛋白聚合物。任选地,这一步骤涉及从蛛丝蛋白聚合物中主动除去脂多糖和其它致热原。
不希望限制于任何特定理论,但已经观察到,蛛丝蛋白聚合物的形成经由水溶性蛛丝蛋白二聚体的形成进行。本公开因此还提供一种生产分离的蛛丝蛋白的二聚体的方法,其中前两个方法步骤如上所述。蛛丝蛋白作为二聚体存在于具有6.4或更高的pH和/或防止所述蛛丝蛋白聚合的离子组成的液体介质中。第三步骤涉及分离第二步骤中获得的二聚体,和任选除去脂多糖和其它致热原。在一个优选实施方案中,本公开的蛛丝蛋白聚合物由聚合的蛋白质二聚体组成。本公开因此提供蛛丝蛋白,优选本文中公开的那些用于生产蛛丝蛋白的二聚体的新型用途。
根据另一个方面,本公开提供如本文公开的蛛丝蛋白的聚合物。在一个实施方案中,这种蛋白质的聚合物可通过根据本公开的用于其的任何一种方法获得。因此,本公开提供重组蛛丝蛋白,优选本文中公开的那些用于生产作为重组丝基涂层的蛛丝蛋白聚合物的各种用途。根据一个实施方案,本公开提供蛛丝蛋白的二聚体,优选本文中公开的那些用于生产作为重组丝基涂层的分离的蛛丝蛋白聚合物的新型用途。在这些用途中,优选的是,在具有6.3或更低的pH和允许所述蛛丝蛋白聚合的离子组成的液体介质中制成该聚合物。在一个实施方案中,液体介质的pH为3或更高,如4.2或更高。所得pH范围,例如4.2-6.3促进快速聚合。
使用本公开的一种或多种方法,可以控制聚合过程,并且这能够优化参数以获得具有理想性质和形状的丝聚合物。
在一个实施方案中,本文所述的重组丝蛋白包括美国专利 8,642,734中描述的那些,其全文经此引用并入本文。
在另一实施方案中,本文所述的重组丝蛋白可根据美国专利9,051,453中描述的方法制备,其全文经此引用并入本文。
美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 1所代表的氨基酸序列等同于由ADF3的氨基酸序列在C端的50个氨基酸残基组成的氨基酸序列(NCBI Accession No.: AAC47010,GI:1263287)。美国专利 9,051,453的SEQ ID NO: 2所代表的氨基酸序列等同于已从C端除去20个残基的美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 1所代表的氨基酸序列。美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 3所代表的氨基酸序列等同于已从C端除去29个残基的SEQ ID NO: 1所代表的氨基酸序列。
含有式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元并在C端具有SEQ ID NOS:1至3的任一个所代表的氨基酸序列或与美国专利9,051,453的SEQ ID NOS: 1至3的任一个所代表的氨基酸序列具有90%或更大同源性的氨基酸序列的多肽的一个实例是具有美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 8所代表的氨基酸序列的多肽。具有美国专利9,051,453的SEQID NO: 8所代表的氨基酸序列的多肽通过以下突变获得:在ADF3的氨基酸序列中(NCBIAccession No.: AAC47010,GI: 1263287)——已向其N端添加由起始密码子、His 10标签和HRV3C蛋白酶(人鼻病毒3C蛋白酶)识别位点组成的氨基酸序列(美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 5),将第1至第13个重复区大致翻倍且翻译结束于第1154个氨基酸残基。在具有美国专利 9,051,453的SEQ ID NO: 8所代表的氨基酸序列的多肽中,C端序列等同于SEQID NO: 3所代表的氨基酸序列。
此外,含有式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元并在C端具有美国专利9,051,453的SEQ ID NOS: 1至3的任一个所代表的氨基酸序列或与美国专利9,051,453的SEQ ID NOS: 1至3的任一个所代表的氨基酸序列具有90%或更大同源性的氨基酸序列的多肽可以是具有美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 8所代表的氨基酸序列的蛋白质,其中已取代、删除、插入和/或添加一个或多个氨基酸并具有由晶体区和非晶区组成的重复区。
此外,含有两个或更多个式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元的多肽的实例是具有美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 15所代表的氨基酸序列的衍生自ADF4的重组蛋白。美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 15所代表的氨基酸序列是通过将由起始密码子、His 10标签和HRV3C蛋白酶(人鼻病毒3C蛋白酶)识别位点组成的氨基酸序列(美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 5)添加到获自NCBI数据库的ADF4(NCBI Accession No.:AAC47011,GI: 1263289)的部分氨基酸序列的N端而得的氨基酸序列。此外,含有两个或更多个式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元的多肽可以是具有美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 15所代表的氨基酸序列的多肽,其中已取代、删除、插入和/或添加一个或多个氨基酸并具有由晶体区和非晶区组成的重复区。此外,含有两个或更多个式1:REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元的多肽的实例是具有美国专利9,051,453的SEQID NO: 17所代表的氨基酸序列的衍生自MaSp2的重组蛋白。美国专利9,051,453的SEQ IDNO: 17所代表的氨基酸序列是通过将由起始密码子、His 10标签和HRV3C蛋白酶(人鼻病毒3C蛋白酶)识别位点组成的氨基酸序列(美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 5)添加到获自NCBI网络数据库的MaSp2(NCBI Accession No.: AAT75313,GI: 50363147)的部分序列的N端而得的氨基酸序列。此外,含有两个或更多个式1: REP1-REP2 (1)所代表的氨基酸序列的单元的多肽可以是具有美国专利 9,051,453的SEQ ID NO: 17所代表的氨基酸序列的多肽,其中已取代、删除、插入和/或添加一个或多个氨基酸并具有由晶体区和非晶区组成的重复区。
衍生自鞭状腺丝蛋白的多肽的实例包括含有10个或更多个式2: REP3 (2)所代表的氨基酸序列的单元的多肽,优选含有20个或更多个其单元的多肽,更优选含有30个或更多个其单元的多肽。在使用微生物如大肠杆菌作为宿主生产重组蛋白的情况下,考虑到生产力,衍生自鞭状腺丝蛋白的多肽的分子量优选为500 kDa或更小,更优选300 kDa或更小,进一步优选200 kDa或更小。
在式(2)中,REP 3是指由Gly-Pro-Gly-Gly-X组成的氨基酸序列,其中X是指选自Ala、Ser、Tyr和Val的氨基酸。
蛛丝的主要特征在于鞭状腺丝没有晶体区,但具有由非晶区组成的重复区。由于主要拖牵丝等具有由晶体区和非晶区组成的重复区,它们预计具有高应力和拉伸性。同时,关于鞭状腺丝,尽管应力不如主要拖牵丝,但拉伸性高。其原因被认为是大多数鞭状腺丝由非晶区组成。
含有10个或更多个式2: REP3 (2)所代表的氨基酸序列的单元的多肽的一个实例是具有美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 19所代表的氨基酸序列的衍生自鞭状腺丝蛋白的重组蛋白。美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 19所代表的氨基酸序列是通过将获自NCBI数据库的Nephila clavipes的鞭状腺丝蛋白的部分序列(NCBI Accession No.:AAF36090,GI: 7106224),尤其是其从N端的第1220个残基至1659个残基的氨基酸序列(对应于重复区和基序)(被称为PR1序列)与获自NCBI数据库的Nephila clavipes的鞭状腺丝蛋白的部分序列(NCBI Accession No.: AAC38847,GI: 2833649),尤其是其从C端的第816个残基至907个残基的C端氨基酸序列组合,此后将由起始密码子、His 10标签和HRV3C蛋白酶识别位点组成的氨基酸序列(美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 5)添加到该组合序列的N端而得的氨基酸序列。此外,含有10个或更多个式2: REP3 (2)所代表的氨基酸序列的单元的多肽可以是具有美国专利9,051,453的SEQ ID NO: 19所代表的氨基酸序列的多肽,其中已取代、删除、插入和/或添加一个或多个氨基酸并具有由非晶区组成的重复区。
可使用已通过含有编码多肽的基因的表达载体转化的宿主生产多肽。生产基因的方法不受特别限制,并且其可通过由聚合酶链式反应(PCR)等扩增编码来自源于蜘蛛的细胞的天然蛛丝蛋白的基因并将其克隆制成,或可化学合成。化学合成基因的方法也不受特别限制,并且其可如下合成,例如:基于获自NCBI网络数据库的天然蛛丝蛋白的氨基酸序列的信息等,通过PCR连接已用AKTA oligopilot plus 10/100 (GE Healthcare JapanCorporation)自动合成的寡核苷酸等。此时,为了促进蛋白质的纯化和观察,可以合成编码具有上述氨基酸序列的已向其N端添加由起始密码子和His 10标签组成的氨基酸序列而得的氨基酸序列的蛋白质的基因。
表达载体的实例包括可基于DNA序列表达蛋白质的质粒、噬菌体、病毒等。质粒型表达载体不受特别限制,只要其允许在宿主细胞中表达靶基因并且可将其自身扩增。例如,在使用大肠杆菌Rosetta (DE3)作为宿主的情况下,可使用pET22b(+)质粒载体、pCold质粒载体等。在这些中,考虑到蛋白质的生产力,优选使用pET22b(+)质粒载体。宿主的实例包括动物细胞、植物细胞、微生物等。
本公开所用的多肽优选是衍生自ADF3的多肽,ADF3是Araneus diadematus的两种主要拖牵丝蛋白之一。这种多肽的优点在于基本具有高强度-伸长和韧度并且容易合成。
相应地,根据本文所述的实施方案、制品和/或方法使用的重组丝蛋白(例如基于重组蛛丝的蛋白质)可包括一种或多种上文描述或在美国专利8,173,772、8,278,416、8,618,255、8,642,734、8,691,581、8,729,235、9,115,204、9,157,070、9,309,299、9,644,012、9,708,376、9,051,453、9,617,315、9,968,682、9,689,089、9,732,125、9,856,308、9,926,348、10,065,997、10,316,069和10,329,332;和美国专利公开2009/0226969、2011/0281273、2012/0041177、2013/0065278、2013/0115698、2013/0316376、2014/0058066、2014/0079674、2014/0245923、2015/0087046、2015/0119554、2015/0141618、2015/0291673、2015/0291674、2015/0239587、2015/0344542、2015/0361144、2015/0374833、2015/0376247、2016/0024464、2017/0066804、2017/0066805、2015/0293076、2016/0222174、2017/0283474、2017/0088675、2019/0135880、2015/0329587、2019/0040109、2019/0135881、2019/0177363、2019/0225646、2019/0233481、2019/0031842、2018/0355120、2019/0186050、2019/0002644、2020/0031887、2018/0273590、20191/094403、2019/0031843、2018/0251501、2017/0066805、2018/0127553、2019/0329526、2020/0031886、2018/0080147、2019/0352349、2020/0043085、2019/0144819、2019/0228449、2019/0340666、2020/0000091、2019/0194710、2019/0151505、2018/0265555、2019/0352330、2019/0248847和2019/0378191(它们全文经此引用并入本文)中列举的重组丝蛋白。
丝素蛋白样蛋白质片段
本公开中的重组丝蛋白包含基于天然丝蛋白的重复单元的合成蛋白质。除合成重复丝蛋白序列外,这些可另外包含一个或多个天然非重复丝蛋白序列。本文所用的“丝素蛋白样蛋白质片段”是指具有如本文定义的分子量和多分散性和与选自天然丝蛋白、丝素蛋白重链、丝素蛋白轻链或包含一个或多个GAGAGS六氨基酸重复单元的任何蛋白质的蛋白质的一定程度同源性的蛋白质片段。在一些实施方案中,同源程度选自大约99%、大约98%、大约97%、大约96%、大约95%、大约94%、大约93%、大约92%、大约91%、大约90%、大约89%、大约88%、大约87%、大约86%、大约85%、大约84%、大约83%、大约82%、大约81%、大约80%、大约79%、大约78%、大约77%、大约76%、大约75%或小于75%。
如本文所述,蛋白质,如天然丝蛋白、丝素蛋白重链、丝素蛋白轻链或包含一个或多个GAGAGS六氨基酸重复单元的任何蛋白质包含大约9%至大约45%的甘氨酸、或大约9%甘氨酸、或大约10%甘氨酸、大约43%甘氨酸、大约44%甘氨酸、大约45%甘氨酸或大约46%甘氨酸。如本文所述,蛋白质,如天然丝蛋白、丝素蛋白重链、丝素蛋白轻链或包含一个或多个GAGAGS六氨基酸重复单元的任何蛋白质包含大约13%至大约30%的丙氨酸、或大约13%丙氨酸、或大约28%丙氨酸、或大约29%丙氨酸、或大约30%丙氨酸或大约31%丙氨酸。如本文所述,蛋白质,如天然丝蛋白、丝素蛋白重链、丝素蛋白轻链或包含一个或多个GAGAGS六氨基酸重复单元的任何蛋白质包含9%至大约12%的丝氨酸、或大约9%丝氨酸、或大约10%丝氨酸、或大约11%丝氨酸或大约12%丝氨酸。
在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质包含大约5%、大约6%、大约7%、大约8%、大约9%、大约10%、大约11%、大约12%、大约13%、大约14%、大约15%、大约16%、大约17%、大约18%、大约19%、大约20%、大约21%、大约22%、大约23%、大约24%、大约25%、大约26%、大约27%、大约28%、大约29%、大约30%、大约31%、大约32%、大约33%、大约34%、大约35%、大约36%、大约37%、大约38%、大约39%、大约40%、大约41%、大约42%、大约43%、大约44%、大约45%、大约46%、大约47%、大约48%、大约49%、大约50%、大约51%、大约52%、大约53%、大约54%或大约55%甘氨酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质包含大约13%、大约14%、大约15%、大约16%、大约17%、大约18%、大约19%、大约20%、大约21%、大约22%、大约23%、大约24%、大约25%、大约26%、大约27%、大约28%、大约29%、大约30%、大约31%、大约32%、大约33%、大约34%、大约35%、大约36%、大约37%、大约38%或大约39%丙氨酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质包含大约2%、大约3%、大约4%、大约5%、大约6%、大约7%、大约8%、大约9%、大约10%、大约11%、大约12%、大约13%、大约14%、大约15%、大约16%、大约17%、大约18%、大约19%、大约20%、大约21%或大约22%丝氨酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质可独立地包含已知包含在天然丝素蛋白中的任何氨基酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质可独立地不包含已知包含在天然丝素蛋白中的任何氨基酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质中的平均2/6的氨基酸、3/6的氨基酸或4/6的氨基酸是甘氨酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质中的平均1/6的氨基酸、2/6的氨基酸或3/6的氨基酸是丙氨酸。在一些实施方案中,本文所述的丝素蛋白样蛋白质中的平均0/6的氨基酸、1/6的氨基酸或2/6的氨基酸是丝氨酸。
SPF的其它性质
本公开的组合物“生物相容”或表现出“生物相容性”,意味着该组合物由于无毒、无害或无生理反应性并且不造成免疫排斥或炎性响应而与活组织或生命系统相容。可通过参与者在他们的皮肤上局部施加本公开的组合物延长的时期来证明这样的生物相容性。在一个实施方案中,该延长时期为大约3天。在一个实施方案中,该延长时期为大约7天。在一个实施方案中,该延长时期为大约14天。在一个实施方案中,该延长时期为大约21天。在一个实施方案中,该延长时期为大约30天。在一个实施方案中,该延长时期选自大约1个月、大约2个月、大约3个月、大约4个月、大约5个月、大约6个月、大约7个月、大约8个月、大约9个月、大约10个月、大约11个月、大约12个月和无限期。例如,在一些实施方案中,本文所述的涂层是生物相容涂层。
在一些实施方案中,可以评估本文所述的组合物(其可以是生物相容组合物)(例如包含丝的生物相容涂层)并符合标题为“Biological evaluation of medical devices– Part 1:Evaluation and testing within a risk management process”的International Standard ISO 10993-1。在一些实施方案中,可以根据ISO 106993-1评估本文所述的组合物(其可以是生物相容组合物)的细胞毒性、致敏性、血液相容性、致热原性、植入(implantation)、基因毒性、致癌性、生殖和发育毒性和降解的一种或多种。
本公开的组合物是“低致敏的”,意味着它们相对不太可能造成过敏反应。可通过参与者在他们的皮肤上局部施加本公开的组合物延长的时期来证明这样的低致敏性。在一个实施方案中,该延长时期为大约3天。在一个实施方案中,该延长时期为大约7天。在一个实施方案中,该延长时期为大约14天。在一个实施方案中,该延长时期为大约21天。在一个实施方案中,该延长时期为大约30天。在一个实施方案中,该延长时期选自大约1个月、大约2个月、大约3个月、大约4个月、大约5个月、大约6个月、大约7个月、大约8个月、大约9个月、大约10个月、大约11个月、大约12个月和无限期。
在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约1天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约2天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约3天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约4天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约5天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约6天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约7天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约8天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约9天。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约10天。
在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为大约11天、大约12天、大约13天、大约14天、大约15天、大约16天、大约17天、大约18天、大约19天、大约20天、大约21天、大约22天、大约23天、大约24天、大约25天、大约26天、大约27天、大约28天、大约29天或大约30天。
在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为10天至6个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为6个月至12个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为12个月至18个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为18个月至24个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为24个月至30个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为30个月至36个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为36个月至48个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为48个月至60个月。
在一个实施方案中,由于该蛋白质的结晶度,本公开的SPF组合物不溶于水溶液。在一个实施方案中,本公开的SPF组合物可溶于水溶液。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含大约2/3的结晶部分和大约1/3的非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含大约一半的结晶部分和大约一半的非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含99%结晶部分和1%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含95%结晶部分和5%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含90%结晶部分和10%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含85%结晶部分和15%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含80%结晶部分和20%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含75%结晶部分和25%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含70%结晶部分和30%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含65%结晶部分和35%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含60%结晶部分和40%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含50%结晶部分和50%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含40%结晶部分和60%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含35%结晶部分和65%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含30%结晶部分和70%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含25%结晶部分和75%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含20%结晶部分和80%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含15%结晶部分和85%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含10%结晶部分和90%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含5%结晶部分和90%非晶区。在一个实施方案中,本公开的组合物的SPF包含1%结晶部分和99%非晶区。
本文所用的术语“基本不含无机残留物”是指该组合物表现出0.1% (w/w)或更少的残留物。在一个实施方案中,基本不含无机残留物是指表现出0.05% (w/w)或更少的残留物的组合物。在一个实施方案中,基本不含无机残留物是指表现出0.01% (w/w)或更少的残留物的组合物。在一个实施方案中,无机残留物的量为0 ppm(“不可检测”或“ND”)至1000ppm。在一个实施方案中,无机残留物的量为ND至大约500 ppm。在一个实施方案中,无机残留物的量为ND至大约400 ppm。在一个实施方案中,无机残留物的量为ND至大约300 ppm。在一个实施方案中,无机残留物的量为ND至大约200 ppm。在一个实施方案中,无机残留物的量为ND至大约100 ppm。在一个实施方案中,无机残留物的量为10 ppm至1000 ppm。
本文所用的术语“基本不含有机残留物”是指该组合物表现出0.1% (w/w)或更少的残留物。在一个实施方案中,基本不含有机残留物是指表现出0.05% (w/w)或更少的残留物的组合物。在一个实施方案中,基本不含有机残留物是指表现出0.01% (w/w)或更少的残留物的组合物。在一个实施方案中,有机残留物的量为0 ppm(“不可检测”或“ND”)至1000ppm。在一个实施方案中,有机残留物的量为ND至大约500 ppm。在一个实施方案中,有机残留物的量为ND至大约400 ppm。在一个实施方案中,有机残留物的量为ND至大约300 ppm。在一个实施方案中,有机残留物的量为ND至大约200 ppm。在一个实施方案中,有机残留物的量为ND至大约100 ppm。在一个实施方案中,有机残留物的量为10 ppm至1000 ppm。
本公开的组合物表现出“生物相容性”,意味着该组合物由于无毒、无害或无生理反应性并且不造成免疫排斥而与活组织或生命系统相容。可通过参与者在他们的皮肤上局部施加本公开的组合物延长的时期来证明这样的生物相容性。在一个实施方案中,该延长时期为大约3天。在一个实施方案中,该延长时期为大约7天、在一个实施方案中,该延长时期为大约14天、在一个实施方案中,该延长时期为大约21天。在一个实施方案中,该延长时期为大约30天。在一个实施方案中,该延长时期选自大约I个月、大约2个月、大约3个月、大约4个月、大约5个月、大约6个月、大约7个月、大约8个月、大约9个月、大约10个月、大约11个月、大约12个月和无限期。
本公开的组合物是“低致敏的”,意味着它们相对不太可能造成过敏反应。可通过参与者在他们的皮肤上局部施加本公开的组合物延长的时期来证明这样的低致敏性。在一个实施方案中,该延长时期为大约3天。在一个实施方案中,该延长时期为大约7天。在一个实施方案中,该延长时期为大约14天。在一个实施方案中,该延长时期为大约21天。在一个实施方案中,该延长时期为大约30天。在一个实施方案中,该延长时期选自大约1个月、大约2个月、大约3个月、大约4个月、大约5个月、大约6个月、大约7个月、大约8个月、大约9个月、大约10个月、大约11个月、大约12个月和无限期。
下面是本公开的丝溶液的制备中和用于该制备的各种参数的合适范围的非限制性实例。本公开的丝溶液可包括这些参数的一个或多个,但不必是全部,并可使用这样的参数的范围的各种组合制备。
在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于30.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于25.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于20.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于19.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于18.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于17.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于16.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于15.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于14.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于13.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于12.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于11.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于9.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于8.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于7.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于6.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于2.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于1.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.9重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.8重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.7重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.6重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.4重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.3重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.2重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比小于0.1重量%。
在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.1重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.2重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.3重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.4重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.6重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.7重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.8重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于0.9重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于1.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于2.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于6.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于7.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于8.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于9.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于11.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于12.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于13.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于14.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于15.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于16.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于17.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于18.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于19.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于20.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比大于25.0重量%。
在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约30.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约25.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约20.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约15.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约9.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约8.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约7.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约6.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约6.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约5.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约4.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约3.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约2.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约2.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约2.4重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.5重量%至大约5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.5重量%至大约4.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.5重量%至大约4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.5重量%至大约3.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.5重量%至大约3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.5重量%至大约2.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约3.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约2.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约2.4重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约2.0重量%。
在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约20.0重量%至大约30.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%至大约10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约2重量%至大约10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约0.1重量%至大约6.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约6.0重量%至大约10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约6.0重量%至大约8.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约6.0重量%至大约9.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约10.0重量%至大约20.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约11.0重量%至大约19.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约12.0重量%至大约18.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约13.0重量%至大约17.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约14.0重量%至大约16.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约1.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约2.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约2.4重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为3.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约4.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约5.5重量%。在一个实施方案中 该溶液中的SPF百分比为大约6.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约6.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约7.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约7.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约8.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约8.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约9.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约9.5重量%。在一个实施方案中,该溶液中的SPF百分比为大约10.0重量%。
在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为不可检测至25.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为不可检测至5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为1.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为2.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为3.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为4.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为5.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为10.0重量%。在一个实施方案中,该溶液中的丝胶蛋白百分比为25.0重量%。
在一些实施方案中,本公开的丝素蛋白片段贮存稳定(当储存在水溶液中时它们不会缓慢或自发胶凝并且随时间经过没有片段聚集,因此分子量没有增加)10天至3年,取决于储存条件、SPF百分比和装运次数和装运条件。另外,可以改变pH以通过防止丝的过早折叠和聚集而延长贮存寿命和/或支持装运条件。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为0至1年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为0至2年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为0至3年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为0至4年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为0至5年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为1至2年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为1至3年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为1至4年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为1至5年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为2至3年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为2至4年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为2至5年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为3至4年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为3至5年。在一个实施方案中,LiBr-丝片段溶液的稳定性为4至5年。
在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为10天至6个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为6个月至12个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为12个月至18个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为18个月至24个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为24个月至30个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为30个月至36个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为36个月至48个月。在一个实施方案中,本公开的组合物的稳定性为48个月至60个月.
在一个实施方案中,本公开的具有SPF的组合物具有不可检测的LiBr残留物水平。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为10 ppm至1000 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为10 ppm至300 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于25 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于50 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于75 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于l00 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于200 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于300 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于400 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于500 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于600 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于700 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于800 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于900 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量小于1000 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至500ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至450 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至400 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至350 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至300 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至250 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至200 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至150 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为不可检测至100 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为100 ppm至200 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为200 ppm至300ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为300 ppm至400 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的LiBr残留物的量为400 ppm至500 ppm。
在一个实施方案中,本公开的具有SPF的组合物具有不可检测的Na2CO3残留物水平。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于100 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于200 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于300 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于400 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于500 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于600 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于700 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于800 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于900 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量小于1000 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至500 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至450 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至400 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至350ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至300 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至250 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至200 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至150 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为不可检测至100 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为100 ppm至200 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为200 ppm至300 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为300 ppm至400 ppm。在一个实施方案中,本公开的组合物中的Na2CO3残留物的量为400 ppm至500 ppm。
本公开的SPF组合物的一个独有特征是10天至3年的贮存稳定性(当储存在水溶液中时它们不会缓慢或自发胶凝并且随时间经过没有片段聚集,因此分子量没有增加),取决于储存条件、丝百分比和装运次数和装运条件。另外可以改变pH以通过防止丝的过早折叠和聚集而延长贮存寿命和/或支持装运条件。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在室温(RT)下长达2周的贮存稳定性。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在RT下长达4周的贮存稳定性。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在RT下长达6周的贮存稳定性。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在RT下长达8周的贮存稳定性。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在RT下长达10周的贮存稳定性。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在RT下长达12周的贮存稳定性。在一个实施方案中,本公开的SPF溶液组合物具有在RT下大约4周至大约52周的贮存稳定性。
下表18显示了本公开的SPF组合物的实施方案的贮存稳定性测试结果。
Figure 740358DEST_PATH_IMAGE034
在一些实施方案中,可通过溶剂退火(solvent annealing)(水退火或甲醇退火)、化学交联、酶交联和热处理改变衍生自如本文所述的丝素蛋白片段的丝膜的水溶解度。
在一些实施方案中,退火过程可能涉及在用作涂层材料的丝素蛋白片段溶液中引发β折叠形成。已经描述了退火(例如提高结晶度)或以其它方式促进丝素蛋白基片段的“分子堆积”的技术。在一些实施方案中,非晶丝膜在选自水或有机溶剂的溶剂存在下退火以引入β折叠。在一些实施方案中,非晶丝膜在水存在下退火以引入β折叠(水退火法)。在一些实施方案中,非晶丝素蛋白片段膜在甲醇存在下退火以引入β折叠。在一些实施方案中,通过加入有机溶剂引发退火(例如β折叠形成)。合适的有机溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇或其组合。
在一些实施方案中,退火通过所谓的“水退火”或“水蒸气退火”进行,其中使用水蒸气作为中间塑化剂或催化剂以促进β折叠的堆积。在一些实施方案中,水退火法可在真空下进行。合适的此类方法已经描述在Jin H-J等人(2005), Water-stable Silk Filmswith Reduced Beta-Sheet Content, Advanced Functional Materials, 15: 1241-1247;Xiao H.等人(2011), Regulation of Silk Material Structure by Temperature-Controlled Water Vapor Annealing, Biomacromolecules, 12(5): 1686-1696中。
水退火法的重要特征是驱动丝素蛋白片段肽链中的结晶β折叠的形成以使丝素蛋白能够自组装成连续膜。在一些实施方案中,通过控制水蒸气的温度和退火持续时间来控制丝素蛋白片段膜的结晶度。在一些实施方案中,退火在大约65℃至大约110℃的温度下进行。在一些实施方案中,水的温度保持在大约80℃。在一些实施方案中,退火在选自大约65℃、大约70℃、大约75℃、大约80℃、大约85℃、大约90℃、大约95℃、大约100℃、大约105℃和大约110℃的温度下进行。
在一些实施方案中,退火过程的持续时间选自大约1分钟至大约40分钟、大约1分钟至大约50分钟、大约1分钟至大约60分钟、大约1分钟至大约70分钟、大约1分钟至大约80分钟、大约1分钟至大约90分钟、大约1分钟至大约100分钟、大约1分钟至大约110分钟、大约1分钟至大约120分钟、大约1分钟至大约130分钟、大约5分钟至大约40分钟、大约5分钟至大约50分钟、大约5分钟至大约60分钟、大约5分钟至大约70分钟、大约5分钟至大约80分钟、大约5分钟至大约90分钟、大约5分钟至大约100分钟、大约5分钟至大约110分钟、大约5分钟至大约120分钟、大约5分钟至大约130分钟、大约10分钟至大约40分钟、大约10分钟至大约50分钟、大约10分钟至大约60分钟、大约10分钟至大约70分钟、大约10分钟至大约80分钟、大约10分钟至大约90分钟、大约10分钟至大约100分钟、大约10分钟至大约110分钟、大约10分钟至大约120分钟、大约10分钟至大约130分钟、大约15分钟至大约40分钟、大约15分钟至大约50分钟、大约15分钟至大约60分钟、大约15分钟至大约70分钟、大约15分钟至大约80分钟、大约15分钟至大约90分钟、大约15分钟至大约100分钟、大约15分钟至大约110分钟、大约15分钟至大约120分钟、大约15分钟至大约130分钟、大约20分钟至大约40分钟、大约20分钟至大约50分钟、大约20分钟至大约60分钟、大约20分钟至大约70分钟、大约20分钟至大约80分钟、大约20分钟至大约90分钟、大约20分钟至大约100分钟、大约20分钟至大约110分钟、大约20分钟至大约120分钟、大约20分钟至大约130分钟、大约25分钟至大约40分钟、大约25分钟至大约50分钟、大约25分钟至大约60分钟、大约25分钟至大约70分钟、大约25分钟至大约80分钟、大约25分钟至大约90分钟、大约25分钟至大约100分钟、大约25分钟至大约110分钟、大约25分钟至大约120分钟、大约25分钟至大约130分钟、大约30分钟至大约40分钟、大约30分钟至大约50分钟、大约30分钟至大约60分钟、大约30分钟至大约70分钟、大约30分钟至大约80分钟、大约30分钟至大约90分钟、大约30分钟至大约100分钟、大约30分钟至大约110分钟、大约30分钟至大约120分钟、大约30分钟至大约130分钟、大约35分钟至大约40分钟、大约35分钟至大约50分钟、大约35分钟至大约60分钟、大约35分钟至大约70分钟、大约35分钟至大约80分钟、大约35分钟至大约90分钟、大约35分钟至大约100分钟、大约35分钟至大约110分钟、大约35分钟至大约120分钟、大约35分钟至大约130分钟、大约40分钟至大约50分钟、大约40分钟至大约60分钟、大约40分钟至大约70分钟、大约40分钟至大约80分钟、大约40分钟至大约90分钟、大约40分钟至大约100分钟、大约40分钟至大约110分钟、大约40分钟至大约120分钟、大约40分钟至大约130分钟、大约45分钟至大约50分钟、大约45分钟至大约60分钟、大约45分钟至大约70分钟、大约45分钟至大约80分钟、大约45分钟至大约90分钟、大约45分钟至大约100分钟、大约45分钟至大约110分钟、大约45分钟至大约120分钟和大约45分钟至大约130分钟。在一些实施方案中,退火过程持续大约1分钟至大约60分钟的时间。在一些实施方案中,退火过程持续大约45分钟至大约60分钟的时间。较长的水退火后处理对应于丝素蛋白片段的提高的结晶度。
在一些实施方案中,退火的丝素蛋白片段膜是将湿丝素蛋白片段膜在室温下在100%甲醇中浸渍60分钟。甲醇退火使丝素蛋白片段膜的组成从主要非晶的无规卷曲变成结晶的反平行β折叠结构。
在一些实施方案中,如本文所述的SPF可用于通过用甲醇沉淀而制备SPF微粒。可施加替代性的闪蒸干燥、流化床干燥、喷雾干燥或真空干燥以从丝溶液中除去水。SPF粉末随后可储存和操作而不用冷藏或其它特殊处理程序。在一些实施方案中,SPF粉末包含低分子量丝素蛋白片段。在一些实施方案中,SPF粉末包含中分子量丝素蛋白片段。在一些实施方案中,SPF粉末包含低分子量丝素蛋白片段和中分子量丝素蛋白片段的混合物。
在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段的水溶解度为50至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段的水溶解度为60至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段的水溶解度为70至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段的水溶解度为80至100%。在一个实施方案中,水溶解度为90至100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白片段不溶于水溶液。
在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段在有机溶液中的溶解度为50至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段在有机溶液中的溶解度为60至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段在有机溶液中的溶解度为70至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段在有机溶液中的溶解度为80至100%。在一个实施方案中,本公开的纯丝素蛋白片段在有机溶液中的溶解度为90至100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白片段不溶于有机溶液。
在一些实施方案中,丝素蛋白片段包含具有脂肪烷基的阳离子季铵化氨基酸残基(阳离子季铵化丝素蛋白),其中丝素蛋白片段具有本文所述的任何重均分子量和多分散性。在一些实施方案中,用于丝素蛋白片段的胺基的季铵化的脂肪烷基选自椰油基二甲基铵羟丙基、羟丙基三甲基氯化铵基、月桂基二甲基铵羟丙基、硬脂基二甲基铵羟丙基、季铵盐-79及其组合。
在一些实施方案中,在储存后可将冻干丝粉末再悬浮于水、六氟异丙醇(HFIP)或有机溶液中以制成各种浓度的丝溶液,包括浓度比最初制成的那些更高的溶液。在另一实施方案中,使用rototherm蒸发器或本领域中已知用于制造含有小于10质量%水的干蛋白质形式的其它方法干燥丝素蛋白基蛋白片段。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白基蛋白片段在有机溶液中的溶解度为大约50.0%至大约100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白基蛋白片段在有机溶液中的溶解度为大约60.0%至大约100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白基蛋白片段在有机溶液中的溶解度为大约70.0%至大约100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白基蛋白片段在有机溶液中的溶解度为大约80.0%至大约100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白基蛋白片段在有机溶液中的溶解度为大约90.0%至大约100%。在一个实施方案中,本公开的丝素蛋白基片段不溶于有机溶液。
在一些实施方案中,可用于头发护理产品方面的应用的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)还包括SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的水性凝胶。可通过声处理、涡旋、加热、溶剂处理(例如甲醇、乙醇)、电凝胶化、超声处理、化学品(例如维生素C)等引发丝溶液的胶凝。
丝肽是来自天然丝素蛋白水解产物的提取物。丝肽在并入到个人护理产品中时表现出珍珠光泽和丝滑感。丝肽的结构类似于人类头发和皮肤组织。丝肽是具有10个或更多个氨基酸残基和如本文中所述的重均分子量的富丝氨酸的多肽。在一些实施方案中,丝肽提取物可容易地被毛发,例如人类头发吸收,为头发提供营养和促进头发的代谢。
在一些实施方案中,可用于头发护理产品方面的应用的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)溶液还包含低分子量丝素肽(大约200 Da至5 kDa的重均分子量)。衍生自丝素蛋白水解产物的低分子量丝素肽可补充游离氨基酸中的天然保湿因子,以改善头发头皮含水量。在一些实施方案中,低分子量丝素肽可深入渗透毛囊,从而修复、补水、滋养头发、改善水分平衡和防止生成头皮屑。在一些实施方案中,可用于头发护理产品方面的应用的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)溶液还包含衍生自水解丝素蛋白的丝素蛋白氨基酸。
在一些实施方案中,如本文中所述的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)可充当用于清洁的洗涤剂、用于更好的可铺展性的润湿剂、用于生成稳定的油-水混合物的乳化剂、用于改善头发外观的调理剂。在一些实施方案中,SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)溶液与胶体丝素蛋白相比表现出增强的乳化力。在一些实施方案中,相对于具有功能折叠结构的全长丝素蛋白的那些效果,并入SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)溶液的头发护理组合物表现出丝素肽的自组装和涂布性质的增强的有益效果。
在一个实施方案中,本公开提供了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)用于将头发(特别和优选是自然卷发)拉直的用途(图1B)。在一个实施方案中,本公开提供了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)用于将头发做卷的用途(图1C)。在一个实施方案中,本公开提供了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)用于头发毛糙控制的用途。在一个实施方案中,本公开提供了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)用于头发调理的用途。在一个实施方案中,本公开提供了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)作为香波组合物的起泡剂的用途。
角蛋白与SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)相互作用,导致顺滑、柔软的头发和升级的头发拉直质量,使得头发顺滑且丝滑。
化学改性剂或物理改性剂
在一些实施方案中,将化学改性剂化学连接到丝素蛋白侧基和丝素蛋白端基中的一个或多个。在一些实施方案中,丝素蛋白侧基和丝素蛋白端基独立地选自胺基、酰胺基、羧基、羟基、硫醇基和巯基。在一些实施方案中,将化学改性剂化学连接到基材上的一个或多个官能团。在一些实施方案中,基材上的官能团选自胺基、酰胺基、羧基、羟基、硫醇基和巯基。在一些实施方案中,化学改性剂包括化学连接的官能团或官能团残基和连接基中的一种或多种。在一些实施方案中,化学改性剂包括-CRa 2-、-CRa=CRa-、-C
Figure 809945DEST_PATH_IMAGE036
C-、-烷基-、-烯基-、-炔基-、-芳基-、-杂芳基-、-O-、-S-、-OC(O)-、-N(Ra)-、-N=N-、=N-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)N(Ra)-、-C(O)N(Ra)-、-N(Ra)C(O)O-、-N(Ra)C(O)-、-N(Ra)C(O)N(Ra)-、-N(Ra)C(NRa)N(Ra)-、-N(Ra)S(O)t-、-S(O)tO-、-S(O)tN(Ra)-、-S(O)tN(Ra)C(O)-、-OP(O)(ORa)O-中的一种或多种,其中t为1或2,并且其中在每一次独立出现时,Ra选自氢、烷基、烯基、氟烷基、碳环基(carbocyclyl)、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
Figure DEST_PATH_IMAGE037
Figure 817828DEST_PATH_IMAGE038
在一些实施方案中,将化学改性剂化学连接到丝素蛋白侧基和丝素蛋白端基中的一个或多个。在一些实施方案中,丝素蛋白侧基和丝素蛋白端基独立地选自胺基、酰胺基、羧基、羟基、硫醇基和巯基。在一些实施方案中,将化学改性剂化学连接到基材上的一个或多个官能团。在一些实施方案中,基材上的官能团选自胺基、酰胺基、羧基、羟基、硫醇基和巯基。在一些实施方案中,化学改性剂包括化学连接的官能团或官能团残基和连接基中的一种或多种。在一些实施方案中,化学改性剂包括-CRa 2-、-CRa=CRa-、-C
Figure 693380DEST_PATH_IMAGE036
C-、-烷基-、-烯基-、-炔基-、-芳基-、-杂芳基-、-O-、-S-、-OC(O)-、-N(Ra)-、-N=N-、=N-、-C(O)-、-C(O)O-、-OC(O)N(Ra)-、-C(O)N(Ra)-、-N(Ra)C(O)O-、-N(Ra)C(O)-、-N(Ra)C(O)N(Ra)-、-N(Ra)C(NRa)N(Ra)-、-N(Ra)S(O)t-、-S(O)tO-、-S(O)tN(Ra)-、-S(O)tN(Ra)C(O)-、-OP(O)(ORa)O-中的一种或多种,其中t为1或2,并且其中在每一次独立出现时,Ra选自氢、烷基、烯基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“烷基”是指直链或支链的烃链基团,其仅由碳和氢原子组成,不含不饱和度,具有1至10个碳原子(例如(C1-10)烷基或C1-10烷基)。无论其何时出现在本文中,数值范围如“1至10”是指给定范围内的各整数 - 例如,“1至10个碳原子”是指烷基可由1个碳原子、2个碳原子、3个碳原子等,直至和包括10个碳原子组成,尽管该定义也意在涵盖没有具体指定数值范围的情况下术语“烷基”出现。典型的烷基包括,但无论如何不限于,甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基。烷基部分可通过单键连接到分子其余部分,例如甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(Pr)、1-甲基乙基(异丙基)、正丁基、正戊基、1,1-二甲基乙基(叔丁基)和3-甲基己基。除非说明书中明确地另行说明,否则烷基任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“烷基芳基”是指-(烷基)芳基基团,其中芳基和烷基如本文中公开并任选分别被作为芳基和烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“烷基杂芳基”是指-(烷基)杂芳基基团,其中杂芳基和烷基如本文中公开并任选分别被作为芳基和烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“烷基杂环烷基”是指-(烷基)杂环基基团,其中烷基和杂环烷基如本文中公开并任选分别被作为杂环烷基和烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“烯”部分是指由至少两个碳原子和至少一个碳-碳双键组成的基团,“炔”部分是指由至少两个碳原子和至少一个碳-碳三键组成的基团。烷基部分,无论是饱和还是不饱和,可以是支链、直链或环状的。
“烯基”是指直链或支链的烃链基团,其仅由碳和氢原子组成,含有至少一个双键,并具有2至10个碳原子(即(C2-10)烯基或C2-10烯基)。无论其何时出现在本文中,数值范围如“2至10”是指给定范围内的各整数 - 例如,“2至10个碳原子”是指烯基可由2个碳原子、3个碳原子等,直至和包括10个碳原子组成。烯基部分可通过单键连接到分子其余部分,例如乙烯基(即vinyl)、丙-1-烯基(即烯丙基)、丁-1-烯基、戊-1-烯基和戊-1,4-二烯基。除非说明书中明确地另行说明,否则烯基任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“烯基-环烷基”是指-(烯基)环烷基基团,其中烯基和环烷基如本文中公开并任选分别被作为烯基和环烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“炔基”是指直链或支链的烃链基团,其仅由碳和氢原子组成,含有至少一个三键,具有2至10个碳原子(即(C2-10)炔基或C2-10炔基)。无论其何时出现在本文中,数值范围如“2至10”是指给定范围内的各整数 - 例如,“2至10个碳原子”是指炔基可由2个碳原子、3个碳原子等,直至和包括10个碳原子组成。炔基可通过单键连接到分子其余部分,例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基和己炔基。除非说明书中明确地另行说明,否则炔基任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“炔基-环烷基”是指-(炔基)环烷基基团,其中炔基和环烷基如本文中公开并任选分别被作为炔基和环烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“醛基(Carboxaldehyde)”是指-(C=O)H基团。
“羧基”是指-(C=O)OH基团。
“氰基”是指-CN基团。
“环烷基”是指仅含碳和氢并且可以是饱和或部分不饱和的单环或多环基团。环烷基包括具有3至10个环原子的基团(即(C3-10)环烷基或C3-10环烷基)。无论其何时出现在本文中,数值范围如“3至10” 是指给定范围内的各整数 - 例如,“3至10个碳原子”是指环烷基可由3个碳原子等,直至和包括10个碳原子组成。环烷基的示例性实例包括,但不限于下列部分:环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、降冰片烷基等。除非说明书中明确地另行说明,否则环烷基任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“环烷基-烯基”是指-(环烷基)烯基基团,其中环烷基和烯基如本文中公开并任选分别被作为环烷基和烯基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“环烷基-杂环烷基”是指-(环烷基)杂环烷基基团,其中环烷基和杂环烷基如本文中公开并任选分别被作为环烷基和杂环烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“环烷基-杂芳基”是指-(环烷基)杂芳基基团,其中环烷基和杂芳基如本文中公开并任选分别被作为环烷基和杂芳基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
术语“烷氧基”是指基团-O-烷基,其包括经由氧连接到母体结构的直链、支链、环状构型及其组合的1至8个碳原子。实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、环丙氧基和环己氧基。“低级烷氧基”是指含有1至6个碳的烷氧基。
术语“取代烷氧基”是指其中烷基部分被取代的烷氧基(即-O-(取代烷基))。除非说明书中明确地另行说明,否则烷氧基的烷基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
术语“烷氧基羰基”是指经由羰基碳连接的式(烷氧基)(C=O)-的基团,其中烷氧基具有所示碳原子数。因此,(C1-6)烷氧基羰基是经由其氧连接到羰基连接基的具有1至6个碳原子的烷氧基。“低级烷氧基羰基”是指其中烷氧基为低级烷氧基的烷氧基羰基。
术语“取代烷氧基羰基”是指基团(取代烷基)-O-C(O)-,其中该基团经由羰基官能团连接到母体结构。除非说明书中明确地另行说明,否则烷氧基羰基的烷基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“酰基”是指基团(烷基)-C(O)-、(芳基)-C(O)-、(杂芳基)-C(O)-、(杂烷基)-C(O)-和(杂环烷基)-C(O)-,其中该基团经由羰基官能团连接到母体结构。如果R基团是杂芳基或杂环烷基,则杂环或链原子计入链或环原子的总数。除非说明书中明确地另行说明,否则酰基的烷基、芳基或杂芳基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“酰氧基”是指R(C=O)O-基团,其中R是如本文中所述的烷基、芳基、杂芳基、杂烷基或杂环烷基。如果R基团是杂芳基或杂环烷基,则杂环或链原子计入链或环原子的总数。除非说明书中明确地另行说明,否则酰氧基的R任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“酰基磺酰胺”是指-S(O)2-N(Ra)-C(=O)-基团,其中Ra是氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。除非说明书中明确地另行说明,否则酰基磺酰胺基团任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“氨基”或“胺”是指-N(Ra)2基团,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基,除非说明书中明确地另行说明。当-N(Ra)2基团具有两个非氢的Ra取代基时,它们可与氮原子组合形成4-、5-、6-或7-元环。例如,-N(Ra)2意在包括,但不限于,1-吡咯烷基和4-吗啉基。除非说明书中明确地另行说明,否则氨基任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
术语“取代氨基”也是指各自如上所述的基团NHRa和NRaRa的N-氧化物。可通过用例如过氧化氢或间氯过氧苯甲酸处理相应的氨基来制备N-氧化物。
“酰胺”或“酰氨基”是指式-C(O)N(R)2或-NHC(O)R的化学部分,其中R选自氢、烷基、环烷基、芳基、杂芳基(经由环碳键合)和杂脂环族基团(经由环碳键合),各部分本身可任选被取代。酰胺的-N(R)2的R2可任选与其与之连接的氮一起形成4-、5-、6-或7-元环。除非说明书中明确地另行说明,否则酰氨基任选独立地被一个或多个如本文对于烷基、环烷基、芳基、杂芳基或杂环烷基描述的取代基取代。酰胺可以是连接到本文中公开的化合物上的氨基酸或肽分子,由此形成前药。用于制造这样的酰胺的程序和特定基团是本领域技术人员已知的并且可以在参考来源中容易地找到,如Greene和Wuts, Protective Groups inOrganic Synthesis, 第3版, John Wiley & Sons, New York, N.Y., 1999,其以全文经此引用并入本文。
“芳族基团”或“芳基”或“Ar”是指具有6至10个环原子的芳族基团(例如C6-C10芳族基团或C6-C10芳基),其具有至少一个含共轭π电子体系的环,其是碳环(例如苯基、芴基和萘基)。由取代苯衍生物形成并在环原子处具有游离价的二价基团被命名为取代亚苯基。由其名字以“-基(-yl)”结尾的一价多环烃基团通过从具有游离价的碳原子上除去一个氢原子而衍生的二价基团通过在相应一价基团的名字上增加“-亚(-idene)”来命名,例如具有两个连接点的萘基被称为亚萘基。无论其何时出现在本文中,数值范围如“6至10”是指给定范围内的各整数;例如,“6至10个环原子”是指芳基可由6个环原子、7个环原子等,直至和包括10个环原子组成。该术语包括单环或稠环多环(即共享相邻环原子对的环)基团。除非说明书中明确地另行说明,否则芳基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
术语“芳基氧基”是指基团-O-芳基。
术语“取代芳基氧基”是指其中芳基取代基被取代的芳基氧基(即-O-(取代芳基))。除非说明书中明确地另行说明,否则芳基氧基的芳基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“芳烷基”或“芳基烷基”是指(芳基)烷基-基团,其中芳基和烷基如本文中公开并任选分别被作为芳基和烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“酯”是指式-COOR的化学基团,其中R选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基(经由环碳键合)和杂脂环族基团(经由环碳键合)。用于制造酯的程序和特定基团是本领域技术人员已知的并且可以在参考来源,如Greene和Wuts, Protective Groups in OrganicSynthesis, 第3版, John Wiley & Sons, New York, N.Y., 1999中容易地找到,其以全文经此引用并入本文。除非说明书中明确地另行说明,否则酯基团任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“氟烷基”是指被一个或多个如上文定义的氟基团取代的如上文定义的烷基,例如三氟甲基、二氟甲基、2,2,2-三氟乙基、1-氟甲基-2-氟乙基等。氟烷基的烷基部分可任选如上文对烷基定义的那样被取代。
“卤”、“卤化物”或可替代地“卤素”意指氟、氯、溴或碘。术语“卤烷基”、“卤烯基”、“卤炔基”和“卤烷氧基”包括被一个或多个卤素基团或被其组合取代的烷基、烯基、炔基和烷氧基结构。例如,术语“氟烷基”和“氟烷氧基”分别包括其中的卤素为氟的卤烷基和卤烷氧基。
“杂烷基”、“杂烯基”和“杂炔基”是指任选取代的烷基、烯基和炔基,并且其具有一个或多个选自非碳原子,例如氧、氮、硫、磷或其组合的骨架链原子。可以给出数值范围 -例如C1-C4杂烷基,其是指总链长,在此实例中为4个原子长。杂烷基可被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、硝基、氧亚基(oxo)、硫亚基(thioxo)、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“杂烷基芳基”是指-(杂烷基)芳基基团,其中杂烷基和芳基如本文中公开并任选分别被作为杂烷基和芳基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“杂烷基杂芳基”是指-(杂烷基)杂芳基基团,其中杂烷基和杂芳基如本文中公开并任选分别被作为杂烷基和杂芳基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“杂烷基杂环烷基”是指-(杂烷基)杂环烷基基团,其中杂烷基和杂环烷基如本文中公开并任选分别被作为杂烷基和杂环烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“杂烷基环烷基”是指-(杂烷基)环烷基基团,其中杂烷基和环烷基如本文中公开并任选分别被作为杂烷基和环烷基的合适取代基描述的一个或多个取代基取代。
“杂芳基”或“杂芳族基团”或“HetAr”是指包括一个或多个选自氮、氧和硫的环杂原子并可以是单环、双环、三环或四环环体系的5-至18-元芳族基团(例如C5-C13杂芳基)。无论其何时出现在本文中,数值范围如“5至18”是指给定范围内的各整数 - 例如,“5至18个环原子”是指杂芳基可由5个环原子、6个环原子等,直至和包括18个环原子组成。由其名字以“-基(-yl)”结尾的一价杂芳基基团通过从具有游离价的原子上除去一个氢原子而衍生的二价基团通过在相应一价基团的名字上增加“-亚(-idene)”来命名 - 例如具有两个连接点的吡啶基被称为亚吡啶基。含N的“杂芳族基团”或“杂芳基”部分是指该环的至少一个骨架原子是氮原子的芳族基团。多环杂芳基可以是稠合或非稠合的。杂芳基中的杂原子任选被氧化。如果存在一个或多个氮原子,则其任选被季化。杂芳基可经由环的任何原子连接到分子的其余部分。杂芳基的实例包括,但不限于,氮杂䓬基(azepinyl)、吖啶基(acridinyl)、苯并咪唑基、苯并吲哚基、1,3-苯并二氧杂环戊烯基(1,3-benzodioxolyl)、苯并呋喃基、苯并噁唑基、苯并[d]噻唑基、苯并噻二唑基、苯并[b][1,4]二氧杂环庚基(dioxepinyl)、苯并[b][1,4]噁嗪基、1,4-苯并二氧杂环己烷基、苯并萘并呋喃基、苯并噁唑基、苯并二氧杂环戊烯基、苯并二氧杂环己烯基、苯并噁唑基、苯并吡喃基、苯并吡喃酮基、苯并呋喃基、苯并呋喃酮基、苯并呋咱基、苯并噻唑基、苯并噻吩基(苯并苯硫基)、苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶基、苯并三唑基、苯并[4,6]咪唑并[1,2-a]吡啶基、咔唑基、噌啉基、环戊[d]嘧啶基、6,7-二氢-5H-环戊[4,5]噻吩并[2,3-d]嘧啶基、5,6-二氢苯并[h]喹唑啉基、5,6-二氢苯并[h]噌啉基、6,7-二氢-5H-苯并[6,7]环庚[1,2-c]哒嗪基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、呋喃基、呋咱基、呋喃酮基、呋喃并[3,2-c]吡啶基、5,6,7,8,9,10-六氢环辛[d]嘧啶基、5,6,7,8,9,10-六氢环辛[d]哒嗪基、5,6,7,8,9,10-六氢环辛[d]吡啶基、异噻唑基、咪唑基、吲唑基、吲哚基、吲唑基、异吲哚基、吲哚啉基、异吲哚啉基、异喹啉基、吲嗪基、异噁唑基、5,8-亚甲基桥-5,6,7,8-四氢喹唑啉基、萘啶基、1,6-萘啶酮基、噁二唑基、2-氧代氮杂䓬基、噁唑基、环氧乙烷基(oxiranyl)、5,6,6a,7,8,9,10,10a-八氢苯并[h]喹唑啉基、1-苯基-1H-吡咯基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、酞嗪基、蝶啶基、嘌呤基、吡喃基、吡咯基、吡唑基、吡唑并[3,4-d]嘧啶基、吡啶基、吡啶并[3,2-d]嘧啶基、吡啶并[3,4-d]嘧啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吡咯基、喹唑啉基、喹喔啉基、喹啉基、异喹啉基、四氢喹啉基、5,6,7,8-四氢喹唑啉基、5,6,7,8-四氢苯并[4,5]噻吩并[2,3-d]嘧啶基、6,7,8,9-四氢-5H-环庚[4,5]噻吩并[2,3-d]嘧啶基、5,6,7,8-四氢吡啶并[4,5-c]哒嗪基、噻唑基、噻二唑基、噻喃基、三唑基、四唑基、三嗪基、噻吩并[2,3-d]嘧啶基、噻吩并[3,2-d]嘧啶基、噻吩并[2,3-c]吡啶基和苯硫基(即噻吩基)。除非说明书中明确地另行说明,否则杂芳基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、硝基、氧亚基、硫亚基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
取代杂芳基也包括被一个或多个氧化物(-O-)取代基取代的环体系,例如吡啶基N-氧化物。
“杂芳基烷基”是指具有连接到如上所述的亚烷基部分上的如上所述的芳基部分的部分,其中经由亚烷基连接到分子的其余部分。
“杂环烷基”是指包含2至12个碳原子和1至6个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的3-至18-元非芳族环基团。无论其何时出现在本文中,数值范围如“3至18”是指给定范围内的各整数 - 例如,“3至18个环原子”是指杂环烷基可由3个环原子、4个环原子等,直至和包括18个环原子组成。除非说明书中明确地另行说明,否则杂环烷基是单环、双环、三环或四环环体系,其可包括稠合或桥连环体系。杂环烷基中的杂原子可任选被氧化。如果存在一个或多个氮原子,则其任选被季化。杂环烷基是部分或完全饱和的。杂环烷基可经由环的任何原子连接到分子的其余部分。这样的杂环烷基的实例包括,但不限于,二氧杂环戊烷基、噻吩基[1,3]二噻烷基、十氢异喹啉基、咪唑啉基、咪唑烷基、异噻唑烷基、异噁唑烷基、吗啉基、八氢吲哚基、八氢异吲哚基、2-氧代哌嗪基、2-氧代哌啶基、2-氧代吡咯烷基、噁唑烷基、哌啶基、哌嗪基、4-哌啶酮基、吡咯烷基、吡唑烷基、奎宁环基、噻唑烷基、四氢呋喃基、三噻烷基、四氢吡喃基、硫代吗啉基、硫杂吗啉基(thiamorpholinyl)、1-氧代-硫代吗啉基和1,1-二氧代-硫代吗啉基。除非说明书中明确地另行说明,否则杂环烷基部分任选被一个或多个取代基取代,所述取代基独立地为:烷基、杂烷基、烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、羟基、卤素、氰基、硝基、氧亚基、硫亚基、三甲基硅烷基、-ORa、-SRa、-OC(O)-Ra、-N(Ra)2、-C(O)Ra、-C(O)ORa、-OC(O)N(Ra)2、-C(O)N(Ra)2、-N(Ra)C(O)ORa、-N(Ra)C(O)Ra、-N(Ra)C(O)N(Ra)2、N(Ra)C(NRa)N(Ra)2、-N(Ra)S(O)tRa(其中t为1或2)、-S(O)tORa(其中t为1或2)、-S(O)tN(Ra)2(其中t为1或2)或PO3(Ra)2,其中各Ra独立地为氢、烷基、氟烷基、碳环基、碳环基烷基、芳基、芳烷基、杂环烷基、杂环烷基烷基、杂芳基或杂芳基烷基。
“杂环烷基”也包括双环环体系,其中一个非芳族环(通常具有3至7个环原子)除1-3个独立地选自氧、硫和氮的杂原子以及包含至少一个上述杂原子的组合外还含有至少2个碳原子;且另一个环(通常具有3至7个环原子)任选含有1-3个独立地选自氧、硫和氮的杂原子并且不是芳族的。
“硝基”是指-NO2基团。
“氧杂”是指-O-基团。
“氧代/氧亚基”是指=O基团。
“异构体”是具有相同分子式的不同化合物。“立体异构体”是只有原子的空间排布方式不同的异构体 - 即具有不同的立体化学构型。“对映异构体”是互为不重叠镜像的一对立体异构体。一对对映异构体的1:1混合物是“外消旋”混合物。在适当的情况下,使用术语“(±)”表明外消旋混合物。“非对映异构体”是具有至少两个不对称原子,但不互为镜像的立体异构体。可根据Cahn-Ingold-Prelog R-S体系指定绝对立体化学。当化合物为纯对映异构体时,可通过(R)或(S)指定各手性碳处的立体化学。其绝对构型未知的拆分化合物可以被表明为(+)或(-),取决于它们在钠D谱线的波长下使平面偏振光旋转的方向(右旋或左旋)。本文中所述的某些化合物含有一个或多个不对称中心并因此可能产生可根据绝对立体化学被限定为(R)或(S)的对映异构体、非对映异构体和其它立体异构形式。本化学实体、药物组合物和方法意在包括所有这些可能的异构体,包括外消旋混合物、光学纯的形式和中间混合物。光学活性(R)-和(S)-异构体可使用手性合成子或手性试剂制备,或使用常规技术拆分。当本文中所述的化合物含有烯属双键或其它几何不对称中心时,除非另行指明,否则该化合物意在包括EZ几何异构体。“取代”是指所指的基团可附接一个或多个附加基团、原子团或部分,其逐一和独立地选自例如酰基、烷基、烷基芳基、环烷基、芳烷基、芳基、碳水化合物基团(carbohydrate)、碳酸酯基(carbonate)、杂芳基、杂环烷基、羟基、烷氧基、芳氧基、巯基、烷基硫基、芳基硫基、氰基、卤素、羰基、酯、硫代羰基、异氰酸基、硫氰酸基、异硫氰酸基、硝基、氧亚基、全卤烷基、全氟烷基、磷酸酯、甲硅烷基、亚磺酰基、磺酰基、磺酰氨基、磺酸基(sulfoxyl)、磺酸酯基(sulfonate)、脲和氨基(包括单-和二-取代氨基)及其受保护衍生物。取代基本身可被取代,例如环烷基取代基本身可具有在其一个或多个环碳处的卤素取代基。术语“任选取代”是指被指定基团、原子团或部分任选取代。
“硫基(sulfanyl)”是指包括-S-(任选取代的烷基)、-S-(任选取代的芳基)、-S-(任选取代的杂芳基)和-S-(任选取代的杂环烷基)的基团。
“亚磺酰基”是指包括-S(O)-H、-S(O)-(任选取代的烷基)、-S(O)-(任选取代的氨基)、-S(O)-(任选取代的芳基)、-S(O)-(任选取代的杂芳基)和-S(O)-(任选取代的杂环烷基)的基团。
“磺酰基”是指包括-S(O2)-H、-S(O2)-(任选取代的烷基)、-S(O2)-(任选取代的氨基)、-S(O2)-(任选取代的芳基)、-S(O2)-(任选取代的杂芳基)和-S(O2)-(任选取代的杂环烷基)的基团。
“磺酰胺基(Sulfonamidyl)”或“磺酰氨基(sulfonamido)”是指-S(=O)2-NRR基团,其中各R独立地选自氢、烷基、环烷基、芳基、杂芳基(经由环碳键合)和杂脂环族基团(经由环碳键合)。-S(=O)2-NRR基团的-NRR中的R基团可以与其与之连接的氮一起形成4-、5-、6-或7-元环。磺酰氨基任选被一个或多个分别对于烷基、环烷基、芳基、杂芳基描述的取代基取代。
“磺酸基”是指-S(=O)2OH基团。
“磺酸酯基”是指-S(=O)2-OR基团,其中R选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基(经由环碳键合)和杂脂环族基团(经由环碳键合)。磺酸酯基团任选在R上被一个或多个分别对于烷基、环烷基、芳基、杂芳基描述的取代基取代。
头发调理剂
当用常规香波组合物洗发时,天然油分与污垢和不想要的油分一起被除去。当除去太多天然油分时,例如通过尤其频繁的洗涤,头发变得不太容易梳理或造型,并发生静电积累,导致“飘拂(flyaway)”。已将头发调理剂并入到头发护理组合物中以恢复头发的状况。据信调理剂为头发提供改善的调理益处,特别是干净的头发感觉和湿洗净感觉。
A. 丝调理剂
在一些实施方案中,将一种或多种SPF(例如但不限于丝素蛋白基片段、丝素蛋白氨基酸和丝肽)作为功能添加剂并入头发护理组合物中以赋予头发调理益处,例如将水溶性SPF(例如但不限于具有2-50个氨基酸单元的丝素蛋白衍生肽)添加到香波的去污表面活性剂中,丝素蛋白水解产物作为湿润剂,具有1000 Da的平均分子量的丝素蛋白水解产物作为香波组合物的头发调理剂,衍生自丝素蛋白水解产物的氨基酸作为头发营养素。
在一些实施方案中,丝素蛋白氨基酸来自可购得的水解丝(CAS Number: 96690-41-4)。衍生自家蚕(Bombyx mori)的丝素蛋白的氨基酸组合物主要由Gly (43%)、Ala(30%)和Ser (12%)组成。
在一些实施方案中,丝调理剂是具有大约200 Da至大约4 kDa的重均分子量的低分子量丝肽。在一些实施方案中,丝调理剂是具有大约200 Da至大约1 kDa的重均分子量的丝素蛋白基蛋白片段。在一些实施方案中,丝调理剂是具有大约1 kDa的重均分子量的丝素蛋白基蛋白片段。
在一些实施方案中,丝调理剂是具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,丝调理剂包含用至少一种官能团共价改性的丝素蛋白基片段。在一些实施方案中,官能团包括阳离子官能团、阴离子官能团、hexamine、2-羟基-γ-氨基酸、琥珀酸、C6-C36脂肪酸以提供官能化丝素蛋白基蛋白片段。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含低-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含中-MW丝。
在一些实施方案中,所述至少一种官能团经由间隔基连接到丝素蛋白基片段。在一些实施方案中,间隔基经由通过N-羟基琥珀酰亚胺/碳二亚胺(NHS/EDC)偶联化学形成的酰胺键连接丝素蛋白基蛋白片段和官能团。
在一些实施方案中,间隔基选自具有2-50个重复单元的聚乙二醇、ε-马来酰亚胺基己酸、氨基甲酸对氨基苄氧基酯及其组合。在一些实施方案中,间隔基包含具有2-30个氨基酸残基的聚氨基酸。在一些实施方案中,间隔基包含线性聚赖氨酸或聚谷氨酰胺。在一些实施方案中,间隔基可包括琥珀酸、六亚甲基四胺。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段具有式(1)
Figure DEST_PATH_IMAGE039
,其中低-MW丝具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的低-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的低-MW丝。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段具有式(2)
Figure 925778DEST_PATH_IMAGE040
,其中中-MW丝具有大约25 kDa至大约60 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的中-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的中-MW丝。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段是选自式(3)、(4)或(5)的化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE041
其中低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的低-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的低-MW丝。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段是选自式(6)、(7)或(8)的化合物:
Figure 228583DEST_PATH_IMAGE042
其中中-MW丝具有大约25 kDa至大约60 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的中-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的中-MW丝。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段具有式(9)
Figure DEST_PATH_IMAGE043
,其中低-MW丝具有大约5 kDa至大约30 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的低-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的低-MW丝。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段具有式(10)
Figure 710380DEST_PATH_IMAGE044
,其中中-MW丝具有大约25 kDa至大约60 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的中-MW丝。在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段包含具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性的中-MW丝。
在一些实施方案中,官能化丝素蛋白基片段可用作天然头发成分以替代常规有毒化学剂,例如作为角蛋白处理产品(已知为Brazilian Blowout、Cezanne、GoldwellKerasilk)中的巯基乙酸盐或甲醛的替代品。
在一些实施方案中,并入头发护理组合物中的丝调理剂的量为按头发护理组合物的总重量计大约0.2重量%至大约0.6重量%。在一些实施方案中,并入头发护理组合物中的丝调理剂的用量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约0.2重量%、大约0.21重量%、大约0.22重量%、大约0.23重量%、大约0.24重量%、大约0.25重量%、大约0.26重量%、大约0.27重量%、大约0.28重量%、大约0.29重量%、大约0.3重量%、大约0.31重量%、大约0.32重量%、大约0.33重量%、大约0.34重量%、大约0.35重量%、大约0.36重量%、大约0.37重量%、大约0.38重量%、大约0.39重量%、大约0.4重量%、大约0.41重量%、大约0.42重量%、大约0.43重量%、大约0.44重量%、大约0.45重量%、大约0.46重量%、大约0.47重量%、大约0.48重量%、大约0.49重量%、大约0.5重量%、大约0.51重量%、大约0.52重量%、大约0.53重量%、大约0.54重量%、大约0.55重量%、大约0.56重量%、大约0.57重量%、大约0.58重量%、大约0.59重量%、大约0.6重量%。
B. 有机调理油
在一些实施方案中,头发护理组合物除了丝调理剂外还包含至少一种有机调理油。不希望受制于任何特定理论,据信,这些有机调理油在与丝调理剂结合使用时为头发护理组合物提供改善的调理性能。调理油可为头发增加光泽(shine)和亮泽(luster)。另外,它们可增强干梳理和干发感觉。
在本文中适合用作调理剂的有机调理油优选是低粘度、水不溶性液体,其选自烃油、聚烯烃、脂肪酯及其混合物。在一些实施方案中,有机调理油选自烃油和脂肪酯及其组合。
在一些实施方案中,头发调理剂包含具有至少大约10个碳原子的烃油,如环烃、直链脂族烃(饱和或不饱和)和支链脂族烃(饱和或不饱和),包括其聚合物和混合物。直链烃油优选为大约C12至大约C19。支链烃油,包括烃聚合物,通常含有多于19个碳原子。
在一些实施方案中,烃油选自液体石蜡、液体异链烷烃、角鲨烯、矿物油、饱和与不饱和十二烷、饱和与不饱和十三烷、饱和与不饱和十四烷、饱和与不饱和十五烷、饱和与不饱和十六烷、聚丁烯、聚癸烯、全甲基取代异构体,例如十六烷和二十烷的全甲基取代异构体(例如2,2,4,4,6,6,8,8-二甲基-10-甲基十一烷和2,2,4,4,6,6-二甲基-8-甲基壬烷)、异丁烯和丁烯(butane)的共聚物、聚-α-烯烃(例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯、1-十四烯的聚合物)及其组合。
在一些实施方案中,有机油调理剂包含选自异硬脂酸异丙酯、月桂酸己酯、月桂酸异己酯、棕榈酸异己酯、棕榈酸异丙酯、油酸癸酯、油酸异癸酯、硬脂酸十六烷基酯、硬脂酸癸酯、异硬脂酸异丙酯、己二酸二己基癸酯、月桂醇乳酸酯、肉豆蔻醇乳酸酯、鲸蜡醇乳酸酯、油醇硬脂酸酯、油醇油酸酯、油醇肉豆蔻酸酯、月桂醇乙酸酯、鲸蜡醇丙酸酯、油醇己二酸酯、肉豆蔻酸异丙酯、乙二醇硬脂酸酯和月桂酸异丙酯、异鲸蜡醇硬脂酰氧基硬脂酸酯(isocetyl stearoyl stearate)、己二酸二异丙酯、三硬脂醇柠檬酸酯、三油精(triolein)、二月桂酸三硬脂精甘油酯(tristearin glyceryl dilaurate)、三羟甲基丙烷的C8-C10三酯、3,3二乙醇-1,5戊二醇的四酯、己二酸的C8-C10二酯、乙二醇单-和二-脂肪酸酯、二乙二醇单-和二-脂肪酸酯、聚乙二醇单-和二-脂肪酸酯、丙二醇单-和二-脂肪酸酯、聚丙二醇单油酸酯、聚丙二醇2000单硬脂酸酯、乙氧基化丙二醇单硬脂酸酯、甘油单-和二-脂肪酸酯、聚甘油聚脂肪酸酯(polyglycerol poly-fatty acid esters)、乙氧基化甘油单硬脂酸酯、1,3-丁二醇单硬脂酸酯、1,3-丁二醇二硬脂酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯(例如聚氧乙烯(20)失水山梨糖醇单油酸酯、聚山梨糖醇酯80、Tween 80®)及其组合的脂肪酯油。
在一些实施方案中,有机调理油具有如在40℃下测得的大约1厘泊至大约200厘泊的粘度。在一些实施方案中,有机调理油具有如在40℃下测得的大约1厘泊至大约100厘泊的粘度。在一些实施方案中,有机调理油具有如在40℃下测得的大约2厘泊至大约50厘泊的粘度。
在一些实施方案中,有机调理油以按头发护理组合物的总重量计大约0.05重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,有机调理油以按头发护理组合物的总重量计大约0.2重量%至大约5.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,有机调理油以按头发护理组合物的总重量计大约0.5重量%至大约3.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。
C. 有机硅调理剂
在一些实施方案中,头发护理组合物进一步包含一种或多种有机硅调理剂。在一些实施方案中,有机硅调理剂是疏水的并具有大约8或更小,优选5或更小的HLB。在一些实施方案中,有机硅调理剂是不挥发的,并在25℃下是液体。在一些实施方案中,考虑到提供调理益处,有机硅调理剂具有在25℃下选自:大约200 mm2·s-1、大约200 mm2·s-1至大约300,000 mm2·s-1、大约200 mm2·s-1至大约50,000 mm2·s-1的粘度。
两种最常见类型的头发调理有机硅油在International Cosmetic IngredientDictionary (CTFA)中被称为“聚二甲基硅氧烷(dimethicone)”和“聚二甲基硅氧烷醇”。聚二甲基硅氧烷被定义为三甲基甲硅烷氧基单元封端的完全甲基化的线性硅氧烷聚合物的混合物。聚二甲基硅氧烷醇是羟基封端的二甲基有机硅聚合物。这样的头发调理有机硅油是相对不挥发的液体。
在一些实施方案中,有机硅头发调理剂选自环状或线性聚二甲基硅氧烷、苯基和烷基苯基有机硅、二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、氨基改性有机硅、醇改性有机硅、脂族醇改性有机硅、聚醚改性有机硅、环氧改性有机硅、氟改性有机硅和环状有机硅或烷基改性有机硅。在一些实施方案中,头发护理组合物包含二甲基聚硅氧烷(聚合度:500或更高)、聚醚改性有机硅、氨基改性有机硅、环状有机硅及其组合。有机硅头发调理剂能够赋予头发良好的质感。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含选自具有末端三甲基甲硅烷基或末端二甲基硅烷醇基团(聚二甲基硅氧烷醇)的聚二甲基硅氧烷和聚烷基(C1-C25)硅氧烷的聚烷基硅氧烷。在一些实施方案中,头发护理组合物包含选自线性或支化聚二甲基甲基苯基硅氧烷、线性或支化聚二甲基二苯基硅氧烷及其组合的聚烷基芳基硅氧烷。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含具有大约200,000 Da至1,000,000 Da的数均分子量的聚二有机基硅氧烷胶(gum),单独或与溶剂混合使用。在一些实施方案中,头发护理组合物包含选自聚甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷胶、聚二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷/苯基甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷/二苯基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷及其组合的有机硅胶(silicone gum)。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含选自具有二甲基/三甲基硅氧烷结构的有机硅和三甲基硅烷氧基硅酸酯类型的树脂的有机硅树脂。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含按总重量计大约0.1重量%至10.0重量%的挥发性有机硅作为头发调理剂。挥发性有机硅是本领域众所周知的并可购得,并且包括例如线性和环状有机硅化合物。挥发性有机硅油优选是含有大约3至大约9个硅原子的线性或环状聚二甲基硅氧烷。在一些实施方案中,挥发性有机硅油是八甲基环四硅氧烷(D4)或十甲基环五硅氧烷(D5)。
在一些实施方案中,有机硅头发调理剂包含氨基有机硅。在一些实施方案中,氨基有机硅具有式(I):
(R1)aX3-a-Si-(-OSiX2)n—(—OSiXb(R1)2-b)m-O-SiX3-a(R1)a
式(I)
其中在式(I)中X是氢、苯基、羟基或C1-C8烷基,优选甲基;a是值为1至3,优选1的整数;b是0、1或2,优选1;n是1至2,000,优选100至1,800,更优选300至800,再更优选500-600的数;m是0;R1是符合通式CqH2qL的一价基团,其中q是值为2至8的整数且L选自以下基团:—N(R2)CH2-CH2-N(R2)2;-N(R2)2;-N(R2)3A-;-N(R2)CH2-CH2-NR2H2A-;其中R2是氢、苯基、苄基或饱和烃基团,优选大约C1至大约C20的烷基基团;A-是卤素离子。在一些实施方案中,L是-N(CH3)2或-NH2。在一些实施方案中,L是-NH2
一种高度优选的氨基有机硅是对应于式(I)的那些,其中m=0、a=1、q=3、X = 甲基、n优选为大约1400至大约1700,更优选大约1600;且L是-N(CH3)2或-NH2,更优选-NH2。另一种进一步高度优选的氨基有机硅是对应于式(I)的那些,其中m=0、a=1、q=3、X=甲基、n优选为大约400至大约800,更优选大约500至大约600;且L是-N(CH3)2或-NH2,更优选-NH2
在一些实施方案中,头发护理组合物包含有机硅链的一端或两端被含氮基团封端的氨基有机硅。这样的末端氨基有机硅与接枝氨基有机硅相比提供了改善的摩擦减小。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含具有小于大约0.12 mmol/g的胺含量的氨基有机硅。在一些实施方案中,头发护理组合物包含具有小于大约0.1 mmol/g的胺含量的氨基有机硅。在一些实施方案中,头发护理组合物包含具有小于大约0.08 mmol/g的胺含量的氨基有机硅。在一些实施方案中,考虑到摩擦减小益处,头发护理组合物包含具有小于大约0.06 mmol/g的胺含量的氨基有机硅。
在一些实施方案中,有机硅头发调理剂选自聚二甲基硅氧烷/PG-丙基聚二甲基硅氧烷硫代硫酸钠共聚物(来自Goldschmidt的Abil® S 201);三甲基甲硅烷基氨端聚二甲基硅氧烷(来自Dow Corning的DC Q2-8220);氨端聚二甲基硅氧烷、十六烷基三甲基氯化铵和十三烷醇聚醚-12(DC 949 Dow Corning);环甲基硅氧烷和三甲基硅烷氧基硅酸酯(来自Dow Corning的DC 749);鲸蜡基聚二甲基硅氧烷(来自Dow Corning的DC2502);氨基官能化有机硅微乳液(来自Basildon Chemicals的BC97/004和BC 99/088);氨基官能化有机硅微乳液(GE SME253和SM2115-D2和SM2658和SF1708 General Electric);硅化白芒花籽油(siliconized meadowfoam seed oil)及其组合。
在一些实施方案中,有机硅头发调理剂选自环甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、苯基聚二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷共聚醇、氨端聚二甲基硅氧烷和三甲基甲硅烷基氨端聚二甲基硅氧烷。
在一些实施方案中,有机硅头发调理剂选自环甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷和氨端聚二甲基硅氧烷。
在一些实施方案中,头发护理组合物中的有机硅头发调理剂的总量为按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至20.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中的有机硅头发调理剂的总量为按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至10.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中的有机硅头发调理剂的总量为按头发护理组合物的总重量计0.05重量%至10.0重量%。头发护理组合物中的有机硅头发调理剂的总量为按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至5.0重量%。头发护理组合物中的有机硅头发调理剂的总量为按头发护理组合物的总重量计大约0.5重量%至3.0重量%。在一些实施方案中,考虑到调理益处和/或产品澄清度,头发护理组合物中的有机硅头发调理剂的总量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约0.01重量%、大约0.1重量%、大约0.2重量%、大约0.3重量%、大约0.4重量%、大约0.5重量%、大约0.6重量%、大约0.7重量%、大约0.8重量%、大约0.9重量%、大约1.0重量%、大约1.25重量%、大约1.50重量%、大约1.75重量%、大约2.0重量%、大约2.25重量%、大约2.5重量%、大约2.75重量%、大约3.0重量%、大约3.25重量%、大约3.5重量%、大约3.75重量%、大约4.0重量%、大约4.25重量%、大约4.5重量%、大约4.75重量%、大约5.0重量%、大约5.25重量%、大约5.5重量%、大约5.75重量%、大约6.0重量%、大约6.25重量%、大约7.5重量%、大约7.75重量%、大约8.0重量%、大约8.25重量%、大约8.5重量%、大约8.75重量%、大约9.0重量%、大约9.25重量%、大约9.5重量%、大约9.75重量%、大约10.0重量%。
D. 阳离子头发调理剂
在一些实施方案中,头发护理组合物可进一步包含阳离子调理剂以提供头发修饰(grooming)。阳离子调理剂,特别是阳离子表面活性剂,单独或以混合物使用。阳离子头发调理剂可包含一个或多个阳离子季氮基团,和一个或多个疏水长链脂族或有机硅聚合物。衍生自长链脂肪酸或作为有机硅聚合物的长链疏水基团可以提供头发调理功能。
可用于本公开的头发护理组合物的阳离子表面活性剂含有氨基或季铵亲水部分,其当溶解在水性组合物中时带正电荷。
在一些实施方案中,阳离子头发调理剂可包括阳离子有机硅聚合物。有机硅阳离子聚合物可包括具有大约5至大约50个二甲基甲硅烷氧基重复单元、优选25-35个二甲基甲硅烷氧基重复单元和大约1 kDa至大约4 kDa的重均分子量的二季聚铵聚二甲基硅氧烷(diquaternary polyammonium polydimethylsiloxanes)。二季二甲基聚硅氧烷已被指定CTFA通用名“Quaternium 80”。可用于本文中的特定等级的“Quaternium 80”头发调理剂是Goldschmidt AG, Essen, Germany的ABIL-Quat® 3272。ABIL-Quat® 3272有机硅化合物具有大约3000的平均分子量、含有平均30个二甲基甲硅烷氧基单元的硅氧烷链和含有5个碳的短链烷基。另一合适的“Quaternium 80”头发调理剂是ABIL-Quat® 3270,其具有大约1500的平均分子量、含有平均10个二甲基甲硅烷氧基单元的硅氧烷链和5个碳长度的短链烷基。
在一些实施方案中,阳离子有机硅头发调理剂具有二季铵以及接枝到聚二甲基硅氧烷链上的酰胺基胺基团。
在一些实施方案中,阳离子有机硅头发调理剂的重量量为按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约1.5重量%。在一些实施方案中,阳离子有机硅头发调理剂的重量量为按头发护理组合物的总重量计大约0.2重量%至大约1.0重量%。在一些实施方案中,阳离子有机硅头发调理剂的重量量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约0.1重量%、大约0.15重量%、大约0.25重量%、大约0.3重量%、大约0.35重量%、大约0.40重量%、大约0.45重量%、大约0.50重量%、大约0.55重量%、大约0.6重量%、大约0.65重量%、大约0.70重量%、大约0.75重量%、大约1.0重量%、大约1.05重量%、大约1.10重量%、大约1.15重量%、大约1.20重量%、大约1.25重量%、大约1.30重量%、大约1.25重量%、大约1.30重量%、大约1.35重量%、大约1.40重量%、大约1.45重量%和大约1.50重量%。在一些实施方案中,阳离子有机硅头发调理剂的重量量为按头发护理组合物的总重量计大约0.25重量%。在一些实施方案中,阳离子有机硅头发调理剂的重量量为按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%。
可用于本文中的阳离子头发调理剂可包括季铵盐或脂肪胺的盐,如鲸蜡基氯化铵。在一些实施方案中,阳离子季铵盐表面活性剂具有式(I) [NR1R2R3R4]+X-,其中R1、R2、R3和R4独立地选自(a) 1至22个碳原子的脂族基团,或(b) 具有最多22个碳原子的芳族基团、烷氧基、聚氧化烯基团、烷基酰胺基、羟烷基、芳基或烷基芳基;并且X是选自卤离子(例如氯离子、溴离子)、乙酸根、柠檬酸根、乳酸根、羟乙酸根、磷酸根、硝酸根、硫酸根或烷基硫酸根的带负电荷的抗衡离子。用于本公开的调理剂组合物的最优选的阳离子表面活性剂是单烷基季铵化合物,其中烷基链长为C8至C14
在一些实施方案中,单烷基阳离子季铵盐表面活性剂调理剂可包括:(i) 月桂基三甲基氯化铵(可作为Arquad® C35 ex-Akzo购得);椰油二甲基苄基氯化铵(可作为Arquad® DMCB-80 ex-Akzo购得)。
在一些实施方案中,阳离子调理剂可选自辛基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、鲸蜡基三甲基氯化铵、辛基二甲基苄基氯化铵、癸基二甲基苄基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、牛脂三甲基氯化铵、椰油三甲基氯化铵、椰油三甲基溴化铵、椰油三甲基氢氧化铵、鲸蜡基吡啶鎓氯化物、二烯丙基季铵盐/丙烯酰胺共聚物、季铵盐-5、聚季铵盐-1、聚季铵盐-2、聚季铵盐-5、聚季铵盐-6、聚季铵盐-7、聚季铵盐-8、聚季铵盐-9、聚季铵盐-11、聚季铵盐-12、聚季铵盐-13、聚季铵盐-14、聚季铵盐-15、聚季铵盐-16、聚季铵盐-17、季铵盐-18、聚季铵盐-19、聚季铵盐-20、聚季铵盐-22、聚季铵盐-27、聚季铵盐-28、聚季铵盐-29、聚季铵盐-30、聚季铵盐-31及其组合。
在一些实施方案中,阳离子表面活性剂调理剂以0.01重量%至大约10.0重量%、优选大约0.05重量%至大约5.0重量%、和最优选大约0.1重量%至大约2.0重量%的重量百分比存在。
在一些实施方案中,头发调理剂以按丝头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,头发调理剂以按丝头发护理组合物的总重量计大约0.05重量%至大约5.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,头发调理剂以按丝头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约2.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,头发调理剂以选自以下的重量百分比存在于头发护理组合物中:按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%、大约0.1重量%、大约0.2重量%、大约0.3重量%、大约0.4重量%、大约0.5重量%、大约0.6重量%、大约0.7重量%、大约0.8重量%、大约0.9重量%、大约1.0重量%、大约1.25重量%、大约1.50重量%、大约1.75重量%、大约2.0重量%、大约2.25重量%、大约2.5重量%、大约2.75重量%、大约3.0重量%、大约3.25重量%、大约3.5重量%、大约3.75重量%、大约4.0重量%、大约4.25重量%、大约4.5重量%、大约4.75重量%、大约5.0重量%、大约5.25重量%、大约5.5重量%、大约5.75重量%、大约6.0重量%、大约6.25重量%、大约7.5重量%、大约7.75重量%、大约8.0重量%、大约8.25重量%、大约8.5重量%、大约8.75重量%、大约9.0重量%、大约9.25重量%、大约9.5重量%、大约9.75重量%、大约10.0重量%。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含调理剂,其选自SPF(例如但不限于丝素蛋白基片段、丝肽、丝氨基酸)、有机硅(例如有机硅油、阳离子有机硅、有机硅胶、高折射率有机硅和有机硅树脂)、有机调理油(例如烃油、聚烯烃和脂肪酯)及其组合。每种SPF,例如但不限于单独或组合的丝素蛋白基片段、丝肽、丝氨基酸,被认为是丝调理剂。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含调理剂,其选自甘油、丙二醇、赤藓糖醇、PCA钠、透明质酸、山梨糖醇、果糖、脂肪酸(例如硬脂酸和油酸)、脂肪醇、山梨糖醇、果糖、聚季铵盐聚合物、阳离子表面活性剂、蛋白质、氨基酸(例如丝素蛋白氨基酸)、丝溶液、油、矿物油、有机硅、脂肪酸酯、甘油、十六烷基三甲基氯化铵、脂肪醇、聚二甲基硅氧烷及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含丝素蛋白氨基酸、丝溶液或其组合作为调理剂。在一些实施方案中,头发护理组合物包含烃油调理剂、丝素蛋白氨基酸、丝溶液或其组合作为调理剂。在一些实施方案中,头发护理组合物包含有机硅调理剂、丝素蛋白氨基酸、丝溶液或其组合作为调理剂。在一些实施方案中,头发护理组合物包含阳离子季铵盐表面活性剂、丝素蛋白氨基酸、丝溶液或其组合作为调理剂。在一些实施方案中,头发护理组合物包含聚季铵盐表面活性剂、丝素蛋白氨基酸、丝溶液或其组合作为调理剂。
头发造型材料
A. 压敏粘合剂
在一些实施方案中,丝头发护理组合物包含压敏粘合剂(PSA)作为造型聚合物。“压敏粘合剂”材料在室温下是永久粘性的,并且能够简单地在接触时或通过施加轻微的压力产生对表面的可测量的粘合力。通常,PSA不需要热。在粘合剂与粘附物之间不发生化学反应,无需粘合剂的固化,并且在粘合过程中不需要失去溶剂。
在一些实施方案中,压敏粘合剂选自丙烯酸类PSA、有机硅PSA。丙烯酸类压敏粘合剂优选为乳液形式。合适的水性丙烯酸类压敏粘合剂包括Roderm® MD-5800。可以包括小分子添加剂如增粘剂,主要是为了调节Tg和优化耗散性质。在一些实施方案中,压敏粘合剂以按头发护理组合物的总重量计0.01重量%至10.0重量%的重量百分比存在。在一些实施方案中,压敏粘合剂以按头发护理组合物的总重量计0.1重量%至5.0重量%的重量百分比存在。在一些实施方案中,压敏粘合剂以按头发护理组合物的总重量计0.5重量%至3.5重量%的重量百分比存在。
B. 成膜剂
在一些实施方案中,头发护理组合物包含成膜物质以便在头发上形成保护膜,其保护头发免受由各种环境因素造成的损害,所述环境因素包括修饰和造型、洗发、紫外线、以及常用于烫发剂、染发产品、漂白剂和直发剂的反应性化学品。此外,这些成膜物质改善头发的弹性。在一些实施方案中,SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)可充当头发护理组合物的成膜剂。SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)具有与头发相似的蛋白质结构。SPF(例如但不限于具有大约1,000 Da至大约390,000 Da的重均分子量的丝素蛋白片段)容易在头发上形成弹性和透明的膜。SPF(例如但不限于丝素蛋白)由于它们在溶液中自组装的能力而理想地适于成膜和涂布应用。丝蛋白的自组装性质是由于经由氢键和静电相互作用形成反平行β-折叠(beta-pleated sheets)所导致的。
在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有1 kDa至18 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有软定型强度(soft-holding strength)的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有1 kDa至10 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有软定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有1 kDa至5 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有软定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有5 kDa至10 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有软定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有5 kDa至18 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有软定型强度的膜涂层。
在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有10 kDa至18 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有软定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于丝素蛋白成膜剂在表现出软定型强度的头发护理产品中的重量量为按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于丝素蛋白成膜剂在头发护理产品中的重量量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约1.0 %、大约1.1 %、大约1.2 %、大约1.3 %、大约1.4 %、大约1.5 %、大约1.6 %、大约1.7 %、大约1.8 %、大约1.9 %、大约2.0 %、大约2.1 %、大约2.2 %、大约2.3 %、大约2.4 %、大约2.5 %、大约2.6%、大约2.7 %、大约2.8 %、大约2.9 %和大约3.0 %(w/v)。
在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有19 kDa至300 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有高定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有19 kDa至90 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有高定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有20 kDa至39 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有高定型强度的膜涂层。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于具有40 kDa至90 kDa的重均分子量的丝素蛋白片段,在头发上形成具有高定型强度的膜涂层。SPF,例如但不限于丝素蛋白成膜剂,表现出优异的卷曲保持力(参见图1C)。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于丝素蛋白成膜剂在表现出高定型强度的头发护理产品中的重量量为按头发护理组合物的总重量计大约3.0重量%至大约6.0重量%。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于丝素蛋白成膜剂在高定型头发护理产品中的重量量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%、大约5.0重量%、大约5.1重量%、大约5.2重量%、大约5.3重量%、大约5.4重量%、大约5.5重量%、大约5.6重量%、大约5.7重量%、大约5.8重量%、大约5.9重量%和大约6.0重量%。在一些实施方案中,SPF,例如但不限于丝素蛋白成膜剂在表现出高定型强度的头发护理产品中的重量量为大约6.0重量%。
在一些实施方案中,将附加成膜剂添加到头发护理组合物中。在一些实施方案中,附加成膜剂选自聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、有机硅、聚季铵盐化合物、弹性体材料、胶乳、聚氨酯、聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、多糖、蛋白质、聚硅氧烷(例如聚醚改性的有机硅)、长链烷基季铵、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、PVPK30、纤维素醚的季铵衍生物、羟乙基纤维素和二甲基二烯丙基卤化铵的共聚物、乙烯基吡咯烷酮和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物的季铵衍生物、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基卤化铵的共聚物、丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的共聚物的季铵衍生物、虫胶、聚乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸三元共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸-新癸酸乙烯酯三元共聚物、聚(乙烯基吡咯烷酮)-甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯基甲基醚-马来酸酐共聚物、辛基丙烯酰胺-丙烯酸酯-甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物和聚(乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)共聚物和衍生物、聚季铵盐-46、壳聚糖、微晶壳聚糖、壳聚糖的季铵衍生物、季铵纤维素(quaternary cellulose)衍生物;乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸三元共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸共聚物、乙酸乙烯酯-巴豆酸-新癸酸乙烯酯三元共聚物、聚(乙烯基吡咯烷酮)-甲基丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯基甲基醚-马来酸酐共聚物、辛基丙烯酰胺-丙烯酸酯-甲基丙烯酸丁氨基乙酯共聚物和聚(乙烯基吡咯烷酮-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)共聚物、虫胶、胶原、角蛋白和弹性蛋白。
在一些实施方案中,成膜剂选自SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)、PVP-PVP-VA、聚季铵盐-46及其组合。在一些实施方案中,成膜剂包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)和聚季铵盐-46。在一些实施方案中,附加的成膜剂选自丙烯酰胺和二甲基二烯丙基卤化铵的共聚物、羟乙基纤维素和二甲基二烯丙基卤化铵的共聚物及其组合。当施用到头发上时,包含具有季铵基团的成膜聚合物的头发护理组合物提供更有效和更耐久的膜。
在一些实施方案中,附加成膜剂包含氨基改性的有机硅树脂,其选自含有氨基乙基氨基丙基、N-(氨基乙基氨基甲基)苯基、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基和双(2-羟乙基)-3-氨基丙基的聚二甲基硅氧烷、DC 929等级有机硅流体(Dow Corning)及其组合。
不希望受制于任何特定理论,据信有机硅具有至少两种在头发定型应用中特别有利的性质。某些有机硅材料形成疏水性的膜并产生低粘度的溶液。已经发现氨基改性的硅树脂在较低用量下提供比有机成膜材料更高的耐湿性。与有机树脂不同,即使在高用量下,有机硅溶液的粘度也低。不同于有机成膜剂,有机硅成膜剂不需要中和来提供水相容性。此外,通过对成膜组分的结构改性,有机硅树脂允许头发定型强度从高定型到软定型的变化。这与有机聚合物不同,有机聚合物在未中和时是高定型的,并且只能通过实现软定型所需的中和来提供软定型。此外,有机硅树脂提供附加的制剂益处,包括与乙醇和烃抛射剂的相容性、良好的光泽、低积累、无粘性、无刺激性和减少的剥落。
在一些实施方案中,附加成膜剂包含“有机硅胶”,其是具有200,000 Da至1,000,000 Da的重均分子量的聚二有机基硅氧烷。在一些实施方案中,聚二有机基硅氧烷选自聚二甲基硅氧烷共聚物、聚二甲基硅氧烷/二苯基/甲基乙烯基硅氧烷共聚物、聚二甲基硅氧烷/甲基乙烯基硅氧烷共聚物及其混合物。
在一些实施方案中,将附加成膜剂与溶剂一起并入到头发护理组合物中。在一些实施方案中,溶剂可以是烃、醇或醇与水的共混物。可使用的其它溶剂包括挥发性有机硅(包括线性和环状硅氧烷)、烃和水性乳液体系。在一些实施方案中,用于有机硅胶的溶剂是选自液化石油气、丙烷、异丁烷以及其组合的烃油。在一些实施方案中,用于有机硅胶的溶剂是二甲醚。
附加头发护理活性剂
A. 植物提取物
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含增强SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的有益效果的植物提取物。在一些实施方案中,植物提取物选自来自以下的提取物:水稻、燕麦、杏仁、茶树(Camellia sinensis)(绿茶)提取物、乳木果(Butyrospermum Parkii)(牛油果油)、椰子、木瓜、芒果、桃、柠檬、小麦、迷迭香、杏、藻类、葡萄柚、檀香、酸橙、橙、金合欢(Acacia concinna)、Butea parviflora、艳紫铆(Butea superb)、紫矿树(Butea frondosa)、钟花樱花(Campanulata)(火郁金香)、猴面包树(Adansonia Digitata)(Baobab)、海枣(Phoenix Dactylifera)(椰枣)、玫瑰茄(Hibiscus Sabdariffa)(木槿)、天堂椒(Aframomum Melegueta)(非洲胡椒)、非洲楝(Khaya Senegalensis)(桃花心木)、酸豆(Tamarindus Indica)(罗望子或姜黄)、纸莎草(Cyperus Papyrus)(纸草)、藿香蓟属(Ageratum spp.)、桦树、牛蒡、木贼、薰衣草、马郁兰、荨麻、香蒲、百里香、橡树皮、紫锥菊、异株荨麻、金缕梅、啤酒花、指甲花、春黄菊、山楂、酸橙花、杏仁、松针、七叶树、杜松、猕猴桃、甜瓜、锦葵、白花酢浆草、野麝香草、西洋蓍草、蜜蜂花、芒柄花、款冬、欧蜀葵、水稻分生组织、辣木、高丽参和姜根、费拉芦荟、库拉索芦荟叶提取物、狭叶薰衣草(lavandula angustifolia)(薰衣草)花提取物、西洋接骨木(sambucus nigra)(接骨木果)果实提取物、海枣(phoenix dactylifera)(椰枣)种子提取物、avandula stoechas(西班牙薰衣草)提取物、榆绣线菊(spiraea ulmaria)(绣线菊)叶提取物、洋甘菊(chamomilla recutita)(春黄菊)叶提取物和聚合草(Symphytum officinale)(紫草)叶提取物及其组合。这些植物的提取物获自种子、根、茎、叶、花、树皮、果实和/或整个植物。
在一些实施方案中,植物提取物以按头发护理组合物的总重量计大约0.001重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于头发组合物中。在一些实施方案中,植物提取物以按头发护理组合物的总重量计大约0.005重量%至大约5.0重量%的重量百分比存在于头发组合物中。在一些实施方案中,植物提取物以按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约2.0重量%的重量百分比存在于头发组合物中。在一些实施方案中,植物提取物以按头发护理组合物的总重量计大约0.0045重量%至大约0.0055重量%的重量百分比存在于头发组合物中。
B. 紫外线过滤剂
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含吸收波长在290至329 nm之间的紫外线的紫外线过滤剂。在一些实施方案中,头发护理组合物包含紫外线过滤剂,其选自对氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸乙酯、对氨基苯甲酸戊酯、对氨基苯甲酸辛酯、水杨酸乙二醇酯、水杨酸苯酯、水杨酸辛酯、水杨酸苄酯、水杨酸丁苯酯、水杨酸高孟酯、肉桂酸苄酯、对甲氧基肉桂酸2-乙氧基乙酯、对甲氧基肉桂酸辛酯、单(2-乙基己酸)二对甲氧基肉桂酸甘油酯、对甲氧基肉桂酸异丙酯、二异丙基-二异丙基肉桂酸酯混合物、尿刊酸、尿刊酸乙酯、羟基甲氧基二苯甲酮、羟基甲氧基二苯甲酮磺酸及其盐、二羟基甲氧基二苯甲酮、二羟基甲氧基二苯甲酮二磺酸钠、二羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰基甲烷、2,4,6-三苯胺基-对-(羰基-2'-乙基己基-1'-氧基)-1,3,5-三嗪和2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑。在一些实施方案中,水溶性紫外吸收剂选自对甲氧基肉桂酸2-乙基己基酯、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰基甲烷、氰双苯丙烯酸辛酯(octocrylene)、2,4-双-[{4-(2-乙基己氧基)-2-羟基}-苯基]-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基苯酚、2,4,6-三-[4-(2-乙基己氧基羰基)苯胺基]-1,3,5-三嗪、二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯、羟苯甲酮、2,2'-二羟基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮及其组合。
在一些实施方案中,紫外线过滤剂选自丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷、甲氧基肉桂酸乙基己酯、水杨酸乙基己酯、氰双苯丙烯酸辛酯、甲氧基肉桂酸乙基己酯、对甲氧基肉桂酸异戊酯、乙基己基三嗪酮、二乙基己基丁酰氨基三嗪酮、亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基苯酚、苯基二苯并咪唑四磺酸二钠、双-乙基己氧基苯酚甲氧基苯基三嗪、二苯甲酮-3及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含无机颜料作为紫外线过滤剂,其选自TiO2、SiO2、Fe2O3、ZrO2、MnO、Al2O3及其组合。
在一些实施方案中,紫外线过滤剂以按头发护理组合物的总重量计大约0.001重量%至大约20.0重量%的重量百分比存在于头发组合物中。在一些实施方案中,紫外线过滤剂以按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于头发组合物中。在一些实施方案中,紫外线过滤剂以按头发护理组合物的总重量计大约0.05重量%至大约8.0重量%的重量百分比存在于头发组合物中。
C. 柔润剂
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含柔润剂,其选自烃油、烃蜡、有机硅油、乙酰甘油酯、乙氧基化甘油酯、脂肪酸烷基酯、脂肪酸烯基酯、脂肪酸、脂肪醇、脂肪醇醚、醚-酯、羊毛脂、羊毛脂衍生物、多元醇、聚醚衍生物、多元酯、蜡酯、蜂蜡衍生物、植物蜡、天然油或精油、磷脂、甾醇、酰胺及其组合。
在一些实施方案中,并入头发护理组合物中的柔润剂包含以下一种或多种:(1)烃油和蜡,例如矿物油、矿脂、石蜡、地蜡、微晶蜡、聚乙烯、角鲨烯和全氢角鲨烯;(2) 有机硅油,例如二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、水溶性和醇溶性有机硅二醇共聚物;(3)乙酰甘油酯,例如乙酰基化甘油单酯;(4) 乙氧基化甘油酯,例如乙氧基化甘油单硬脂酸酯;(5) 具有10至20个碳原子的脂肪酸的烷基酯,例如月桂酸己酯、月桂酸异己酯、棕榈酸异己酯、棕榈酸异丙酯、油酸癸酯、油酸异癸酯、硬脂酸十六烷基酯、硬脂酸癸酯、异硬脂酸异丙酯、己二酸二异丙酯、己二酸二异己酯、己二酸二己基癸酯、癸二酸二异丙酯、月桂醇乳酸酯、肉豆蔻醇乳酸酯、脂肪酸的甲酯、异丙酯、丁酯;(6) 具有10至20个碳原子的脂肪酸的烯基酯,例如油醇肉豆蔻酸酯、油醇硬脂酸酯和油醇油酸酯;(7) 具有10至20个碳原子的脂肪酸,例如壬酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、异硬脂酸、羟基硬脂酸、油酸、亚油酸、蓖麻油酸、花生酸、山萮酸和芥酸;(8) 具有10至20个碳原子的脂肪醇,例如月桂醇、肉豆蔻醇、鲸蜡醇、十六烷醇、硬脂醇、异硬脂醇、羟基硬脂醇、油醇、蓖麻油醇、山萮醇、瓢儿菜醇和2-辛基十二烷醇;(9) 脂肪醇醚,例如10至20 个碳原子的乙氧基化脂肪醇,与之连接有1至50个氧化亚乙基基团或1至50个氧化亚丙基基团的月桂醇、鲸蜡醇、硬脂醇、异硬脂醇、油醇和胆甾醇;(10) 醚-酯,例如乙氧基化脂肪醇的脂肪酸酯;(11) 羊毛脂及其衍生物,例如羊毛脂油、羊毛脂蜡、羊毛脂醇、羊毛脂脂肪酸、羊毛脂酸异丙酯、乙氧基化羊毛脂、乙氧基化羊毛脂醇、乙氧基化胆甾醇、丙氧基化羊毛脂醇、乙酰化羊毛脂、乙酰化羊毛脂醇、羊毛脂醇亚油酸酯、羊毛脂醇蓖麻油酸酯、羊毛脂醇蓖麻油酸酯的乙酸酯、乙氧基化醇-酯的乙酸酯、羊毛脂的氢解产物、乙氧基化氢化羊毛脂、乙氧基化山梨糖醇羊毛脂、和液体与半固体的羊毛脂吸收性基料;(12) 多元醇和聚醚衍生物,例如丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇2000和4000、聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯聚氧乙烯二醇、甘油、山梨糖醇、乙氧基化山梨糖醇、羟丙基山梨糖醇、聚乙二醇200-6000、甲氧基聚乙二醇350、550、750、2000和5000、聚[环氧乙烷]均聚物(重均分子量为100,000-5,000,000 Da)、聚亚烷基二醇和衍生物、己二醇(2-甲基-2,4-戊二醇)、1,3-丁二醇、1,2,6-己三醇、乙基己二醇USP(2-乙基-l,3-己二醇)、C15-C18邻二醇、和三羟甲基丙烷的聚氧丙烯衍生物;(13) 多元醇酯,例如乙二醇单-和二-脂肪酸酯、二乙二醇单-和二-脂肪酸酯、聚乙二醇(200-6000)单-和二-脂肪酸酯、丙二醇单-和二-脂肪酸酯、聚丙二醇2000单油酸酯、聚丙二醇2000单硬脂酸酯、乙氧基化丙二醇单硬脂酸酯、甘油单-和二-脂肪酸酯、聚甘油多-脂肪酸酯、乙氧基化甘油单硬脂酸酯、1,3-丁二醇单硬脂酸酯、1,3-丁二醇二硬脂酸酯、聚氧乙烯多元醇脂肪酸酯、失水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、蔗糖椰油酸酯、蔗糖二月桂酸酯、蔗糖二硬脂酸酯、蔗糖六芥酸酯、蔗糖月桂酸酯、蔗糖肉豆蔻酸酯、蔗糖油酸酯、蔗糖棕榈酸酯、蔗糖五芥酸酯、蔗糖多山萮酸酯、蔗糖多棉籽油酸酯(sucrose polycottonseedate)、蔗糖多月桂酸酯、蔗糖多亚油酸脂、蔗糖多油酸酯、蔗糖多棕榈酸酯、蔗糖多大豆油酸酯、蔗糖多硬脂酸酯、蔗糖蓖麻油酸酯、蔗糖硬脂酸酯、蔗糖四异硬脂酸酯、蔗糖三山萮酸酯、蔗糖三硬脂酸酯;(14) 蜡酯,例如蜂蜡、鲸蜡、肉豆蔻酸肉豆蔻酯和硬脂酸硬脂酯;(15) 蜂蜡衍生物,例如聚氧乙烯山梨糖醇蜂蜡,其是蜂蜡与不同氧化亚乙基含量的乙氧基化山梨糖醇的反应产物;(16) 植物蜡,例如巴西棕榈蜡和小烛树蜡;(17) 天然油或精油,例如柑橘油、非柑橘类水果油、坚果油、具有风味、香味或气味的油、芥花籽油、玉米油、印度楝树油、橄榄油、棉籽油、椰子油、分馏椰子油、棕榈油、坚果油、红花油、芝麻油、大豆油、花生油、杏仁油、腰果油、榛子油、澳洲坚果油、山核桃油、松籽油、开心果油、胡桃油、葡萄柚籽油、柠檬油、橙油、甜橙油、红橘油、酸橙油、橘油、ω-3油、亚麻油(亚麻籽油)、杏仁油、鳄梨油、胡萝卜油、可可脂油、椰子油、分馏椰子油、大麻油、木瓜籽油、米糠油、乳木果油、茶树籽油和小麦胚芽油、熏衣草油、迷迭香油、桐油、荷荷巴油、罂粟籽油、乳木果油、蓖麻油、芒果油、玫瑰果油、妥尔油、春黄菊油、肉桂油、香茅油、桉叶油、茴香籽油、茉莉油、杜松子油、覆盆子籽油、熏衣草油、月见草油、柠檬草油、肉豆蔻油、广藿香油、薄荷油、松油、玫瑰油、玫瑰果油、迷迭香油、桉叶油、茶树油、玫瑰木油、檀香木油、黄樟油、留兰香油、蓖麻(ricinus communis)(蓖麻)籽油、冬青油;(18)磷脂,例如卵磷脂及衍生物;(19) 甾醇,例如胆甾醇和胆甾醇脂肪酸酯;和(20) 脂肪酸酰胺、乙氧基化脂肪酸酰胺和固体脂肪酸链烷醇酰胺;(21) 羊毛脂、可可(therbroma cacao)(cocoa)籽脂、矿脂、蜡大戟(euphorbia cerifera)(小烛树)蜡、蜂蜜、香叶醇、薄荷醇、樟脑、鲸蜡酯、矿物油、水杨酸、苯酚、棕榈酰异亮氨酸。
D. 保湿剂
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含保湿剂,其选自水溶性低分子量保湿剂、脂溶性低分子量保湿剂、水溶性高分子量保湿剂和脂溶性高分子量保湿剂、湿润剂及其组合。
在一些实施方案中,保湿剂包含湿润剂。本文中所用的术语“湿润剂”是指用于保持物品湿润的吸湿性物质。湿润剂经由吸收来吸引和保持附近空气中的水分,将水蒸气吸入生物或物体的表面中或表面下。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含水溶性丝素肽作为湿润剂。衍生自SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的氨基肽可以容易地被头发纤维吸收。在一些实施方案中,可将水溶性丝素肽添加到头发护理组合物中以提供增强的用后感觉。在一些实施方案中,可将衍生自SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的氨基酸添加到头发护理组合物中作为调理剂(例如以便发挥优异的调理效果,如湿润感、柔软度、顺滑度、光泽)。
在一些实施方案中,头发护理组合物可以包含一种或多种附加的湿润剂,其选自蜂蜜、费拉芦荟、费拉芦荟叶汁、费拉芦荟叶提取物、山梨糖醇、尿素、乳酸、乳酸钠、吡咯烷酮羧酸、海藻糖、麦芽糖醇、α-羟基酸、焦谷氨酸钠、吡咯烷酮羧酸盐/酯、N-乙酰基-乙醇胺、乳酸钠、异丙醇、聚亚烷基二醇(例如乙二醇、丙二醇、己二醇、1,3-丁二醇、二丙二醇、三乙二醇)、1,3-丙二醇、二乙二醇单乙醚、椰油酸甘油酯、羟基硬脂酸酯、肉豆蔻酸酯、油酸酯、透明质酸钠、透明质酸、硫酸软骨素、磷脂、胶原、弹性蛋白、神经酰胺、卵磷脂山梨糖醇、PEG-4及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含多元醇作为保湿剂,其选自乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、甘油、山梨糖醇、聚乙二醇、谷氨酰胺、甘露醇、吡咯烷酮-羧酸钠(聚合度n=2或更高)、聚丙二醇(聚合度n = 2或更高)、聚甘油(聚合度n=2或更高)、乳酸、乳酸酯及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含脂溶性低分子量保湿剂,其选自胆甾醇和胆甾醇酯。在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含水溶性高分子量保湿剂,其选自羧基乙烯基聚合物、聚天冬氨酸盐/酯、黄耆胶、黄原胶、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、水溶性几丁质、壳聚糖和糊精。在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含脂溶性高分子量保湿剂,其选自聚乙烯基吡咯烷酮-二十碳烯共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-十六碳烯共聚物、硝化纤维素、糊精脂肪酸酯和高分子有机硅。
另外合适的保湿剂包括聚合保湿剂,其性质为水溶性和/或水溶胀性的。在一些实施方案中,透明质酸或壳聚糖与保湿剂组合以增强它们的性质。
在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约30.0重量%的保湿剂。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.5重量%至大约25.0重量%的保湿剂。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约20.0重量%的保湿剂。
E. 着色剂
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含头发着色剂,其选自天然颜料和染料、合成颜料和染料、色淀及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含颜料和染料,其选自葡萄皮色素、胭脂红染料、颜料橙胭脂、花青素、胭脂红酸、甜菜红素、苋色素、类黄酮、美女樱红色素、基于小檗碱的色素、日扁柏素、槟榔色素、槲皮素、芸香苷、洋苏木色素、指甲花单宁和儿茶素、姜黄、仙人掌黄素、红木色素、胭脂素或decreasing annatto、藏红花提取物、荞麦提取物、藏红花素、京尼平(genipin)、指甲花染料(Lawsonia alba)、洋甘菊(德国甘菊或罗马洋甘菊)、靛蓝、栀子色素、栀子红素、栀子酶处理的色素、紫胶色素、胭脂虫色素、巴西木素色素、胭脂树橙色素、姜黄色素、洋苏木色素和核桃壳提取物及其组合。在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含合成颜料和染料、色淀,其选自D&C颜料、FD&C颜料、HC蓝2、HC黄4、HC红3、分散紫4、分散黑9、HC蓝7、HC黄2、分散蓝3、分散紫1、橘红No. 2 (CAS No. 6358-53-8)、FD&C黄No. 6 (CAS No. 2783-94-0)、FD&C黄No. 6色淀 (CAS No. 15790-07-5)、FD&C红No. 40 (CAS No. 25956-17-6)、FD&C红No. 40色淀 (CAS No. 68583-95-9)、FD&C黄No. 5(CAS No. 1934-21-0)、FD&C黄No. 5色淀 (CAS No. 12225-21-7)、酸性红18 (CAS No.2611-82-7)、橙B (CAS No. 15139-76-1)、FD&C绿No. 3 (CAS No. 2352-45-9)、FD&C蓝No.1 (CAS No. 3844-45-9)、FD&C蓝No. 1色淀 (CAS No. 68921-42-6)、FD&C红No. 3 (CASNo. 16423-68-0)、FD&C红No. 3色淀 (CAS No. 12227-78-0)、FD&C蓝No. 2 (CAS No.860-22-0)、FD&C蓝No. 2铝色淀 (CAS No. 16521-38-3)、Arianor染料碱性棕17,C.I. (颜色指数) - No. 12,251;碱性红76,CI. - 12,245;碱性棕16,CI. - 12,250;碱性黄57,CI.- 12,719和碱性蓝99,CI. - 56,059和其它直接作用染料,如酸性黄1,C.I. - 10,316 (D&C黄No.7);酸性黄9,C.I. - 13,015;碱性紫C.I. - 45,170;分散黄3,C.I. - 11,855;碱性黄57,CI. - 12,719;分散黄1,CI. - 10,345;碱性紫1,CI. - 42,535;碱性紫3,C.I. -42,555;绿蓝,C.I. - 42090 (FD&C蓝No. l);黄红,C.I.- 14700 (FD&C红No.4);黄,CI.19140 (FD&C黄No. 5);黄橙,CI.15985 (FD&C黄No.6);蓝绿,C.I.42053 (FD&C绿No.3);黄红,CI.16035 (FD&C红No.40);蓝绿,CI.61570 (D&C绿No.3);橙色,C.I.45370(D&C橙No.5);红色,CI.15850 (D&C红No.6);蓝红,CI.15850 (D&C红No.7);浅蓝红,CI.45380 (D&C红No.22);蓝红,CI.45410 (D&C红No.28);蓝红,CI.73360 (D&C红No.30);红紫,CI.17200 (D&C红No.33);灰蓝红(dirty blue red),CI.15880 (D&C红No.34);亮黄红,CI.12085 (D&C红No.36);亮橙,CI.15510 (D&C橙No.4);绿黄,CI.47005 (D&C黄No.10);蓝绿,CI.59040 (D&C绿No.8);蓝紫,CI.60730 (Ext. D&C紫No.2);绿黄,CI.10316(Ext. D&C黄No.7)、吖啶橙C.I. 46005、金属氧化物、炭黑、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、偶氮颜料和呫吨颜料、硝基芳基胺、氨基蒽醌、蒽醌染料、萘醌染料、金属氧化物涂布的云母及其组合。
在一些实施方案中,本公开提供了染发组合物,其包含如本文中公开的丝素蛋白片段、着色剂和皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,本公开提供了防止受试者的染色头发纤维的颜色损失的方法,其包括使受试者的头发与如本文中所述的染发组合物接触。
即使配制染发组合物以赋予头发持久和丰富的色调,机械因素和环境因素也可能加速由于着色剂的损失造成的变色和褪色。在染发过程中,通过将着色剂沉积到头发皮质和角质层区域来将头发纤维染色。随着时间推移,附着在毛干内部的着色剂开始向头发纤维的表面扩散,并在洗涤过程中与水发生更直接的接触。因此,褪色的主要原因是由于着色剂扩散和头发与水的接触。洗涤既增加了颜色分子的扩散速率,也最终将颜色分子从头发上洗掉。
本文中公开的丝染发组合物由于丝素蛋白片段的成膜性质而提供了防止染色头发的颜色损失以及增强颜色呈递效率的益处。据信,丝素蛋白片段在头发纤维上形成膜涂层,其减慢着色剂的损失,这归因于:(a) 填充毛小皮中的通道,由此阻断着色剂扩散到头发表面的路径,和ii) 通过稳定地附着到着色剂上,由此减慢颜色分子扩散到纤维表面的速率。
在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.001重量%至大约6.0重量%的单一着色剂。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约2.0重量%的每种着色剂。
在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约15.0重量%的着色剂组合含量。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约10.0重量%的着色剂组合含量。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.5重量%至大约5.0重量%的着色剂组合含量。
F. 去头屑剂
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含去头屑剂。在一些实施方案中,去头屑剂包含颗粒状金属吡啶硫酮的重金属盐、二硫化硒、克霉唑、D-木糖、颗粒状硫或其混合物。在一些实施方案中,颗粒状金属吡啶硫酮盐的金属离子选自锌、锡、镉、镁、铝和锆。在一些实施方案中,颗粒状金属吡啶硫酮是吡啶硫酮锌或1-羟基-2-吡啶硫酮的锌盐。在一些实施方案中,去头屑剂是D-木糖。
在一些实施方案中,头发护理组合物中存在的去头屑剂的量为按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约4.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中存在的去头屑剂的量为按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约3.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中存在的去头屑剂的量为按头发护理组合物的总重量计大约0.3重量%至大约2.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中存在的去头屑剂的量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约0.1重量%、大约0.2重量%、大约0.3重量%、大约0.4重量%、大约0.5重量%、大约0.6重量%、大约0.7重量%、大约0.8重量%、大约0.9重量%、大约1.0重量%、大约1.1重量%、大约1.2重量%、大约1.3重量%、大约1.4重量%、大约1.5重量%、大约1.6重量%、大约1.7重量%、大约1.8重量%、大约1.9重量%、大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%。
G. 粒子
在一些实施方案中,丝头发护理组合物任选包含粒子,其中粒子可包括聚合物粒子、云母、二氧化硅、泥浆和粘土。丝头发护理组合物中的粒子提供以下益处:顺滑度、降低的摩擦、丝滑感,同时使头发感觉干净、轻盈和飘逸,以及在手和/或头发上铺展时改善的质感。
在一些实施方案中,丝头发组合物含有由选自阴离子和/或非离子和/或两性离子聚合物的聚合物形成的聚合物粒子。在一些实施方案中,丝头发组合物含有由选自聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸2-乙基己酯、6,12-尼龙、聚氨酯、环氧树脂、苯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯/甲基丙烯酸三甲基氨基乙酯氯化物共聚物及其组合的聚合物形成的聚合物粒子。
在一些实施方案中,丝头发组合物含有由疏水性聚合物形成的阳离子聚合物粒子,所述疏水性聚合物选自聚乙烯均聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、分子量在大约6,000 Da至大约12,000 Da的范围内的聚酰胺聚合物、聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、有机硅-合成蜡共聚物、有机硅-天然蜡共聚物、小烛树蜡-有机硅共聚物、地蜡-有机硅共聚物、合成石蜡-有机硅共聚物及其组合。
在一些实施方案中,丝头发组合物含有溶胀的聚合物粒子,其用于将离散粒子沉积到头发表面上以增强头发的体量(hair body)并有助于塑造发型。在一些实施方案中,溶胀的聚合物粒子选自颗粒状有机硅聚合物和表面烷基化的球形硅粒子。在一些实施例中,形成溶胀的聚合物粒子的有机硅聚合物选自聚二有机基硅氧烷、聚单有机基硅氧烷和交联的聚二甲基硅氧烷、任选具有包括羟基或甲基的端基的交联聚单甲基硅氧烷、和交联聚二甲基硅氧烷(Dow Corning的DC 2-9040有机硅流体)。聚二有机基硅氧烷优选衍生自R3SiO0.5重复单元和R2SiO重复单元的合适组合。聚单有机基硅氧烷衍生自R1SiO1.5。各R独立地代表烷基、烯基(例如乙烯基)、烷芳基、芳烷基或芳基(例如苯基)。在一些实施方案中,R是甲基。
在一些实施方案中,聚合物粒子是具有小于1000 nm的中值粒度的纳米粒子。在一些实施方案中,聚合物粒子具有大约5 nm至大约600 nm的中值粒度。在一些实施方案中,聚合物粒子具有大约10 nm至大约500 nm的中值粒度。在一些实施方案中,聚合物粒子具有大约10 nm至大约400 nm的中值粒度。在一些实施方案中,聚合物粒子具有大约20 nm至大约300 nm的中值粒度。在一些实施方案中,聚合物粒子具有大约50 nm至大约600 nm的中值粒度。
在一些实施方案中,丝头发组合物含有在如本文中公开的皮肤病学可接受的载体中形成分散体或悬浮液的粘土粒子。在本说明书通篇中,术语“粘土”意指与水混合时变成塑性的细粒土质材料。粘土可以是天然的、合成的或化学改性的粘土。粘土包括含有少量杂质,例如钾、钠、镁或铁的水合硅酸铝。
在一个实施方案中,粘土是含有38.8%至98.2%的SiO2和0.3%至38.0%的Al2O3并进一步含有选自Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、ZrO2、Na2O和K2O的一种或多种金属氧化物的材料。在一些实施方案中,粘土具有层状结构,其包含八面体配位的铝、镁或铁的水合片层,或四面体配位的硅的水合片层。
在一个实施方案中,粘土选自高岭土、滑石、2:1页硅酸盐、1:1页硅酸盐、蒙脱石、膨润土、蒙脱土(也称为膨润土)、锂蒙脱石、铬蒙脱石、绿脱石、皂石、贝得石、锌蒙脱石及其混合物。在一个实施方案中,粘土是高岭土或膨润土。在一些实施方案中,粘土是合成锂蒙脱石。在另一实施方案中,粘土是膨润土。
在一些实施方案中,粘土具有大约0.7 meq/100 g至大约150 meq/100 g的阳离子交换容量。在一些实施方案中,粘土具有大约30 meq/100 g至大约100 meq/100 g的阳离子交换容量。
在一些实施方案中,丝头发护理组合物任选包含具有与如本文中公开的带阳离子电荷的头发调理剂静电复合的带阴离子电荷的粘土的复合材料粒子。
市售的合成锂蒙脱石包括以商品名Laponite® RD、Laponite® RDS、Laponite®XLG、Laponite® XLS、Laponite® D、Laponite® DF、Laponite® DS、Laponite® S和Laponite® JS(Southern Clay products, Texas, USA)出售的那些产品。市售的膨润土包括以商品名Gelwhite® GP、Gelwhite® H、Gelwhite® L、Mineral Colloid® BP、Mineral Colloid® MO、Gelwhite® MAS 100 (sc)、Gelwhite® MAS 101、Gelwhite®MAS 102、Gelwhite® MAS 103、Bentolite® WH、Bentolite® L10、Bentolite® H、Bentolite® L、Permont® SX10A、Permont® SC20和Permont® HN24(Southern ClayProducts, Texas, USA);Bentone® EW和Bentone® MA(Dow Corning);以及Bentonite®USP BL 670和Bentolite® H4430(Whitaker, Clarke & Daniels)出售的那些产品。
为了实现在头发上良好的沉积以及稳定的制剂,粒子具有大约1 μm至大约100 μm的中值粒度。在一些实施方案中,粒子具有大约2 μm至大约50 μm的中值粒度。在一些实施方案中,粒子具有大约2 μm至大约20 μm的中值粒度。在一些实施方案中,粒子具有大约4 μm至大约10 μm的中值粒度。在一些实施方案中,粒子具有选自以下的中值粒度:大约1 μm、大约1.1 μm、大约1.2 μm、大约1.3 μm、大约1.4 μm、大约1.5 μm、大约1.6 μm、大约1.7 μm、大约1.8 μm、大约1.9 μm、大约2.0 μm、大约2.1 μm、大约2.2 μm、大约2.3 μm、大约2.4 μm、大约2.5 μm、大约2.6 μm、大约2.7 μm、大约2.8 μm、大约2.9 μm、大约3.0 μm、大约3.1 μm、大约3.2 μm、大约3.3 μm、大约3.4 μm、大约3.5 μm、大约3.6 μm、大约3.7 μm、大约3.8 μm、大约3.9 μm、大约4.0 μm、大约4.1 μm、大约4.2 μm、大约4.3 μm、大约4.4 μm、大约4.5 μm、大约4.6 μm、大约4.7 μm、大约4.8 μm、大约4.9 μm、大约5.0 μm、大约5.1 μm、大约5.2 μm、大约5.3 μm、大约5.4 μm、大约5.5 μm、大约5.6 μm、大约5.7 μm、大约5.8 μm、大约5.9 μm、大约6.0 μm、大约6.1 μm、大约6.2 μm、大约6.3 μm、大约6.4 μm、大约6.5 μm、大约6.6 μm、大约6.7 μm、大约6.8 μm、大约6.9 μm、大约7.0 μm、大约7.1 μm、大约7.2 μm、大约7.3 μm、大约7.4 μm、大约7.5 μm、大约7.6 μm、大约7.7 μm、大约7.8 μm、大约7.9 μm、大约8.0 μm、大约8.1 μm、大约8.2 μm、大约8.3 μm、大约8.4 μm、大约8.5 μm、大约8.6 μm、大约8.7 μm、大约8.8 μm、大约8.9 μm、大约9.0 μm、大约9.1 μm、大约9.2 μm、大约9.3 μm、大约9.4 μm、大约9.5 μm、大约9.6 μm、大约9.7 μm、大约9.8 μm、大约9.9 μm和大约10.0 μm。
在一些实施方案中,带阳离子电荷的头发调理剂与粘土的重量比为0.05:1至20:1。在一些实施方案中,带阳离子电荷的头发调理剂与粘土的重量比为0.1:1至10:1。在一些实施方案中,带阳离子电荷的头发调理剂与粘土的重量比为0.2:1至5:1。在一些实施方案中,带阳离子电荷的头发调理剂与粘土的重量比选自0.05:1、0.1:1、0.2:1、0.5:1、0.75:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4.0:1、4.5:1、5.0:1、5.5:1、6.0:1、6.5:1、7.0:1、7.5:1、8.0:1、8.5:1、9.0:1、9.5:1、10.0:1、10.5:1、11.0:1、11.5:1、12.0:1、12.5:1、13.0:1、13.5:1、14.0:1、14.5:1、15.0:1、15.5:1、16.0:1、16.5:1、17.0:1、17.5:1、18.0:1、18.5:1、19.0:1、19.5:1和20.0:1。
在一些实施方案中,粒子以按丝头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于丝头发护理组合物中。在一些实施方案中,粒子以按丝头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于丝头发护理组合物中。在一些实施方案中,粒子以按丝头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约2.0重量%的重量百分比存在于丝头发护理组合物中。在一些实施方案中,粒子以按丝头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约9.0重量%的重量百分比存在于丝头发护理组合物中。在一些实施方案中,粒子以按丝头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约5.0重量%的重量百分比存在于丝头发护理组合物中。在一些实施方案中,粒子以选自以下的重量百分比存在于丝头发护理组合物中:按丝头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%、大约0.1重量%、大约0.2重量%、大约0.3重量%、大约0.4重量%、大约0.5重量%、大约0.6重量%、大约0.7重量%、大约0.8重量%、大约0.9重量%、大约1.0重量%、大约1.1重量%、大约1.2重量%、大约1.3重量%、大约1.4重量%、大约1.5重量%、大约1.6重量%、大约1.7重量%、大约1.8重量%、大约1.9重量%、大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%、大约5.0重量%、大约5.1重量%、大约5.2重量%、大约5.3重量%、大约5.4重量%、大约5.5重量%、大约5.6重量%、大约5.7重量%、大约5.8重量%、大约5.9重量%、大约6.0重量%、大约6.1重量%、大约6.2重量%、大约6.3重量%、大约6.4重量%、大约6.5重量%、大约6.6重量%、大约6.7重量%、大约6.8重量%、大约6.9重量%、大约7.0重量%、大约7.1重量%、大约7.2重量%、大约7.3重量%、大约7.4重量%、大约7.5重量%、大约7.6重量%、大约7.7重量%、大约7.8重量%、大约7.9重量%、大约8.0重量%、大约8.1重量%、大约8.2重量%、大约8.3重量%、大约8.4重量%、大约8.5重量%、大约8.6重量%、大约8.7重量%、大约8.8重量%、大约8.9重量%、大约9.0重量%、大约9.1重量%、大约9.2重量%、大约9.3重量%、大约9.4重量%、大约9.5重量%、大约9.6重量%、大约9.7重量%、大约9.8重量%、大约9.9重量%和大约10.0重量%。
在一些实施方案中,丝头发护理组合物任选包含胶体稳定剂以保持粒子分散稳定性,特别是较大尺寸的粒子。合适的胶体稳定剂选自环氧丙烷-环氧乙烷共聚物或氧化亚乙基-氧化亚丙基接枝的聚乙烯亚胺、聚氧乙烯(20-80单元POE)异辛基苯基醚、脂肪醇乙氧基化物、含有聚乙烯基吡咯烷酮的聚乙氧基化聚对苯二甲酸酯嵌段共聚物、含有乙烯基吡咯烷酮重复单元的共聚物及其组合。
3) 皮肤病学可接受的载体
I. 乳液载体
在一些实施方案中,头发护理组合物包含乳液作为皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为常规乳液存在。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为微乳液存在。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为油包水乳液存在。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为水包油乳液存在。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为纳米乳液存在。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为有机硅油包水乳液存在。在一些实施方案中,皮肤病学可接受的载体作为水包有机硅油乳液。
如本文中所用,常规乳液具有一个连续相和一个分散相,其作为通过用表面活性剂包覆而稳定化的极小球体存在。根据连续相的性质,乳液被描述为水包油或油包水。这些乳液在理想情况下是动力学稳定的,即它们甚至长时间保持,但不是无限期的。特别是在温度波动期间,由于沉降、乳油化、增稠或絮凝,它们可能具有相分离的趋势。
如本文中所用,微乳液是热力学稳定的、各向同性的、流体的、光学透明的单一液相,其含有具有以下三种成分的三元体系:油性组分、水性组分和表面活性剂。当表面活性剂,或更通常表面活性剂和辅助表面活性剂的混合物将油/水界面张力降低到通常在103至109、优选104至106 N/m范围内的极低值以致两种不溶相由于热搅动而保持以均匀方式自行分散时,产生微乳液。微乳液通常具有双连续结构,其具有平衡区,所谓的亚相,量级为100至1000埃。微乳液是指O/W(水包油)型微乳液的一种状态,其中通过胶束将油增溶,或双连续微乳液,其中使表面活性剂分子的缔合数无穷大以使水相和油相都具有连续结构。
关于性质,微乳液呈现透明或半透明,并可能作为单相状态的溶液存在,其中所有配制的成分和组分均匀溶解在其中。
无论制备方法如何,如果微乳液具有相同的制剂组分并在相同温度下制备,则它们可能呈现相同状态。因此,上述三种成分(油、水和表面活性剂)和其余成分可视情况以任何顺序添加和混合,并可使用机械力以任何功率搅拌,从而由此产生具有基本相同状态(在外观、粘度、使用感等方面)的微乳液。
双连续微乳液以延伸的相邻和交织结构域的形式包含两个相,水相和油相,在它们的界面处,稳定用的界面活性表面活性剂集中在单分子层中。在将单独组分,水、油和合适的乳化剂体系混合时,由于极低的界面张力,双连续微乳液非常容易地形成,通常自发形成。由于结构域在至少一个维度上仅具有纳米量级的极小延伸范围,微乳液在视觉上看起来是透明的并且在取决于所用乳化剂体系的一定温度范围内热力学稳定,即无限期稳定。
本文中所用的术语纳米乳液是指由于其纳米粒度,例如小于1000 nm而呈现透明或半透明外观的乳液。
A. 乳化剂体系
乳化剂(例如表面活性剂)是降低彼此不混溶的液相(极性相,通常为水,和非极性有机相)之间的界面张力并由此提高它们的互溶性的物质。表面活性剂具有至少一个亲水结构单元和一个疏水结构单元的特有结构特征。这种结构特征也被称为两亲性的。
阴离子型、阳离子型、两性和非离子表面活性剂常规已用作用于通过水和油性物质的乳化产生乳化化妆品材料的乳化剂。但是,由于合成表面活性剂涉及到皮肤表面组织的破坏并在进入体内时构成肝损伤的成因,因此许多天然衍生的蛋白质基乳化剂,包括天然蛋白质基乳化剂已由于其高安全性而被采用。
尽管使用蛋白质基乳化剂获得的乳化化妆品材料在使用过程中通常具有柔软、湿润的感觉,但成品经常会带来碎散感(crumbling feel)并缺乏可铺展性。用于化妆品的乳化剂的重要因素不仅包括安全性和乳化能力,而且还包括使用期间的感觉。本公开提供了SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)作为乳化剂(下文称为丝乳化剂)以稳定用于本文中公开的头发护理组合物的乳液载体的用途。
(i) 丝乳化剂
在一个实施方案中,头发护理组合物包含在乳化剂体系中具有丝乳化剂的乳液作为载体。
丝素蛋白是具有占据聚合物的主要组成部分的大疏水结构域的两亲聚合物,其具有高分子量。疏水区被小亲水间隔基间断,且链的N-和C-末端也高度亲水。H链的疏水结构域含有Gly-Ala-Gly-Ala-Gly-Ser的重复六肽序列和Gly-Ala/Ser/Tyr二肽的重复,其可形成稳定的反平行折叠微晶。L链的氨基酸序列是不重复的,因此L链更亲水且相对弹性。丝素蛋白分子中的亲水(Tyr、Ser)和疏水(Gly、Ala)链段交替排布,使得能够实现丝素蛋白分子的自组装。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂和具有高HLB值的小分子。疏水重复基团的组成是对于每个亲水-Ser-,一个五肽-Gly-Ala-Gly-Ala-Gly-,在通过添加具有高HLB值(即>10)的亲水分子创建的亲水环境中可将丝素蛋白的亲水-疏水平衡(HLB)改变到7.95-16.74的范围。SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的HLB值的这一范围允许制备从O/W型乳液到W/O型乳液的宽范围的乳液。在一些实施方案中,具有高HLB值的亲水分子选自甘油HLB 11.28、丁四醇HLB 12.7、木糖醇HLB 14.13、D-山梨糖醇HLB 15.55、肌醇HLB 16.74、多糖,包括透明质酸、透明质酸盐、角叉菜胶、普鲁兰多糖、藻酸、藻酸盐、微生物胞外多糖、葡糖胺、硫酸软骨素、糖胺聚糖、葡甘露聚糖及其组合。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂和甘油。
在一些实施方案中,丝乳化剂和具有高HLB值的亲水分子以1:1至1:10的丝乳化剂与亲水分子的重量比并入乳液载体中。在一些实施方案中,丝乳化剂和具有高HLB值的亲水分子以选自:1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9、1:3.0、1:3.1、1:3.2、1:3.3、1:3.4、1:3.5、1:3.6、1:3.7、1:3.8、1:3.9、1:4、1:4.1、1:4.2、1:4.3、1:4.4、1:4.5、1:4.6、1:4.7、1:4.8、1:4.9、1:5.0、1:5.1、1:5.2、1:5.3、1:5.4、1:5.5、1:5.6、1:5.7、1:5.8、1:5.9、1:6、1:6.1、1:6.2、1:6.3、1:6.4、1:6.5、1:6.6、1:6.7、1:6.8、1:6.9、1:7、1:8、1:9和1:10的丝乳化剂与亲水分子的重量比并入乳液载体中。在一些实施方案中,丝乳化剂和具有高HLB值的亲水分子以1:1的丝乳化剂与亲水分子的重量比并入乳液载体中。在一些实施方案中,乳化剂体系以1:1至1:3的丝乳化剂与甘油的重量比包含丝乳化剂和甘油。在一些实施方案中,乳化剂体系以选自:1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9、1:3.0的丝乳化剂与甘油的重量比包含丝乳化剂和甘油。
在一个实施方案中,本公开提供了如上所述的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的水溶液,或SPF(例如但不限于丝素蛋白基片段)的水性凝胶作为乳液载体的乳化剂(下文称为丝乳化剂)。如上所述的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的水溶液,或SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的水性凝胶可与油性组分混合以实现在SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的水溶液或水性凝胶中的水与油性组分之间的均匀乳化。
在一些实施方案中,用作乳化剂的SPF,例如但不限于丝素蛋白片段具有大于大约5 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,用作乳化剂的丝素蛋白具有大约5 kDa至大约350kDa的重均分子量。在一些实施方案中,用作乳化剂的丝素蛋白具有大约20 kDa至大约80kDa的重均分子量。在一些实施方案中,用作乳化剂的丝素蛋白具有大约40 kDa至大约60kDa的重均分子量。在另一些实施方案中,本文中所述的任何丝素蛋白片段可用作乳化剂。
在一些实施方案中,乳液载体中存在的丝乳化剂的量为按乳液载体的总重量计大约0.1重量%至大约15.0重量%。在一些实施方案中,乳液载体中存在的丝乳化剂的量为按乳液载体的总重量计大约0.75重量%至大约10.0重量%。在一些实施方案中,乳液载体中存在的丝乳化剂的量选自大约0.1重量%、大约0.2重量%、大约0.3重量%、大约0.4重量%、大约0.5重量%、大约0.6重量%、大约0.7重量%、大约0.8重量%、大约0.9重量%、大约1.0重量%、大约1.25重量%、大约1.50重量%、大约1.75重量%、大约2.0重量%、大约2.25重量%、大约2.5重量%、大约2.75重量%、大约3.0重量%、大约3.25重量%、大约3.5重量%、大约3.75重量%、大约4.0重量%、大约4.25重量%、大约4.5重量%、大约4.75重量%、大约5.0重量%、大约5.25重量%、大约5.5重量%、大约5.75重量%、大约6.0重量%、大约6.25重量%、大约7.5重量%、大约7.75重量%、大约8.0重量%、大约8.25重量%、大约8.5重量%、大约8.75重量%、大约9.0重量%、大约9.25重量%、大约9.5重量%、大约9.75重量%、大约10.0重量%、大约10.25重量%、大约10.5重量%、大约10.75重量%、大约11.0重量%、大约11.25重量%、大约11.5重量%、大约11.75重量%、大约12.0重量%、大约12.25重量%、大约12.50重量%、大约12.75重量%、大约13.0重量%、大约13.25重量%、大约13.50重量%、大约13.75重量%、大约14.0重量%、大约14.25重量%、大约14.50重量%、大约14.75重量%和大约15.0重量%。
水溶液中的丝蛋白如果具有较高分子量,则往往更容易通过振动或搅拌的剪切而原纤化。原纤化的蛋白质由水不溶性物质组成,以致在化妆品材料的使用过程中舒适感降低。
在一些实施方案中,SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)与具有高HLB值的亲水物质共混以增强亲水环境,并且这样的亲水物质包括甘油、丁四醇、木糖醇、D-山梨糖醇、肌醇、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚乳酸、纤维素、几丁质和聚乙烯醇以防止丝素蛋白溶液胶凝。重要的是防止丝素蛋白从无规卷曲转变成β折叠结构(原纤化)。
在一些实施方案中,将HLB值>10的基于蔗糖脂肪酯的乳化剂作为乳液稳定剂添加到丝素蛋白中,以增强丝素蛋白乳化效率。
在一些实施方案中,用于头发护理组合物的乳化体系可包含基于蔗糖脂肪酯的乳化剂和丝素蛋白的水溶液或丝素蛋白的水性凝胶。
在一些实施方案中,含有SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的水溶液或水性凝胶可用作头发护理组合物的辅助乳化剂(co-emulsifier),其中丝蛋白的水溶液或凝胶通过用中性盐(例如溴化锂)溶解未练熟、部分练熟或已练熟的纺成蚕纤维(茧长丝)获得。
在一些实施方案中,蔗糖脂肪酯是蔗糖棕榈酸酯和蔗糖月桂酸酯。
在一些实施方案中,丝蛋白可用作头发护理组合物的具有增强的乳化效率的表面活性剂。在一些实施方案中,磷脂(例如卵磷脂)可用于与衍生自SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的辅助乳化剂复合以提高它们的乳化力(表面活性剂的效率)。
在一些实施方案中,含有使用基于SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的乳化剂获得的微乳液的头发护理组合物在使用过程中通常具有良好的可铺展性、柔软和湿润的感觉。
(ii) 作为乳化剂的附加表面活性剂
在一些实施方案中,丝头发护理组合物的乳液载体可进一步包含一种或多种离子表面活性剂作为辅助乳化剂。
离子表面活性剂是在水溶液中离子化以具有电荷的表面活性剂;根据电荷的类型,其被分类为两性表面活性剂、阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂。当阴离子表面活性剂和两性表面活性剂,或阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂在水溶液中混合时,对油的界面张力降低。
两性表面活性剂具有至少一个阳离子官能团和一个阴离子官能团,当溶液为酸性时为阳离子型,当溶液为碱性时为阴离子型,并在等电点附近呈现与非离子表面活性剂类似的特性。
两性表面活性剂基于阴离子基团的类型分类为羧酸型、硫酸酯型、磺酸型和磷酸酯型。对于本公开,羧酸型、硫酸酯型和磺酸型是优选的。羧酸型进一步分类为氨基酸型和甜菜碱型。特别优选的是甜菜碱型。
具体实例包括:咪唑啉型两性表面活性剂(例如,2-十一烷基-1-羟乙基-1-羧甲基-4,5-二氢-2-咪唑鎓钠盐和1-[2-(羧甲氧基)乙基]-1-(羧甲基)-4,5-二氢-2-降椰油烷基咪唑鎓氢氧化物二钠盐);和甜菜碱型表面活性剂(例如,2-十七烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑鎓甜菜碱、月桂基二甲基氨基乙酸甜菜碱、烷基甜菜碱、酰胺甜菜碱和磺基甜菜碱)。
阳离子表面活性剂的实例包括季铵盐,如鲸蜡基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、山萮基三甲基氯化铵、山萮基二甲基羟乙基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵和甲基硫酸鲸蜡基三甲基铵。其它实例包括酰胺-胺化合物,如硬脂酸二乙基氨基乙基酰胺、硬脂酸二甲基氨基乙基酰胺、棕榈酸二乙基氨基乙基酰胺、棕榈酸二甲基氨基乙基酰胺、肉豆蔻酸二乙基氨基乙基酰胺、肉豆蔻酸二甲基氨基乙基酰胺、山萮酸二乙基氨基乙基酰胺、山萮酸二甲基氨基乙基酰胺、硬脂酸二乙基氨基丙基酰胺、硬脂酸二甲基氨基丙基酰胺、棕榈酸二乙基氨基丙基酰胺、棕榈酸二甲基氨基丙基酰胺、肉豆蔻酸二乙基氨基丙基酰胺、肉豆蔻酸二甲基氨基丙基酰胺、山萮酸二乙基氨基丙基酰胺和山萮酸二甲基氨基丙基酰胺。
在一些实施方案中,用于丝头发护理组合物的乳化剂体系可进一步包含一种或多种阴离子表面活性剂。阴离子表面活性剂分类为羧酸盐型,如脂肪酸皂、N-酰基谷氨酸盐和烷基醚乙酸盐,磺酸型,如α-烯烃磺酸盐、烷烃磺酸盐和烷基苯磺酸盐,硫酸酯型,如高级醇硫酸酯盐,和磷酸酯盐。优选的是羧酸盐型、磺酸型和硫酸酯盐型;特别优选的是硫酸酯盐型。
在一些实施方案中,用于头发护理组合物的阴离子表面活性剂选自高级烷基硫酸酯盐(例如十二烷基硫酸钠和十二烷基硫酸钾);烷基醚硫酸酯盐(例如POE-三乙醇胺十二烷基硫酸盐和POE-十二烷基硫酸钠);N-酰基肌氨酸(例如月桂酰肌氨酸钠);高级脂肪酸酰胺磺酸盐(例如N-肉豆蔻酰基N-甲基牛磺酸钠、N-椰油酰基-N-甲基牛磺酸钠和N-月桂酰基甲基牛磺酸钠);磷酸酯盐(例如POE-油基醚磷酸钠和POE硬脂基醚磷酸);磺基琥珀酸盐(例如二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠、单月桂酰基单乙醇酰胺聚氧乙烯磺基琥珀酸钠和月桂基聚丙二醇磺基琥珀酸钠);烷基苯磺酸盐(例如线性十二烷基苯磺酸钠、三乙醇胺线性十二烷基苯磺酸盐和线性十二烷基苯磺酸);高级脂肪酸酯硫酸盐(例如氢化椰油脂族酸甘油硫酸钠);N-酰基谷氨酸盐(例如N-月桂酰基谷氨酸一钠、N-硬脂酰基谷氨酸二钠和N-肉豆蔻酰基-L-谷氨酸钠);硫酸化油(例如土耳其红油);POE-烷基醚羧酸;POE-烷基芳基醚羧酸盐;α-烯烃磺酸盐;高级脂肪酸酯磺酸盐;仲醇硫酸盐;高级脂肪酸烷基酰胺硫酸盐;月桂酰基单乙醇胺琥珀酸钠;双三乙醇胺N-棕榈酰基天冬氨酸盐;和酪蛋白酸钠。
在一些实施方案中,用于丝头发护理组合物的乳化剂体系可进一步包含一种或多种非离子表面活性剂表面活性剂作为辅助乳化剂。非离子表面活性剂优选具有8.9-14的HLB值。通常已知的是,当HLB为7时,在水中的溶解度和在油中的溶解度平衡。也就是说,优选用于本公开的表面活性剂在油/水中具有中等溶解度。
非离子表面活性剂可包括:(1) 聚环氧乙烷填充的(extended)失水山梨糖醇单烷基化物(例如聚山梨糖醇酯);(2) 聚烷氧基化链烷醇;(3) 聚烷氧基化烷基酚,包括HLB值为至少大约14的聚乙氧基化辛基或壬基酚,其可以商品名ICONOL®和TRITON®购得;(4)泊洛沙姆(polaxamers)。基于环氧乙烷(EO)和环氧丙烷(PO)的嵌段共聚物的表面活性剂也是有效的。EO-PO-EO嵌段和PO-EO-PO嵌段都预计表现良好,只要HLB为至少大约14,优选至少大约16。这样的表面活性剂可以商品名PLURONIC®和TETRONIC®购自BASF;(5) 聚烷氧基化酯:聚烷氧基化二醇,如乙二醇、丙二醇、甘油等可部分或完全酯化,即一种或多种醇可用(C8-C22)烷基羧酸酯化。HLB为至少大约14,优选至少大约16的此类聚乙氧基化酯可能适用于本公开的组合物;(6) 烷基聚葡萄糖苷。这包括Glucopon 425,其具有(C8至C16)烷基链长;(7) 具有高HLB值(8-18)的蔗糖脂肪酸酯:蔗糖椰油酸酯、蔗糖二月桂酸酯、蔗糖二硬脂酸酯、蔗糖六芥酸酯、蔗糖六油酸酯/六棕榈酸酯/六硬脂酸酯、蔗糖六棕榈酸酯、蔗糖月桂酸酯、蔗糖肉豆蔻酸酯、蔗糖油酸酯、蔗糖棕榈酸酯、蔗糖五芥酸酯、蔗糖多山萮酸酯、蔗糖多棉籽油酸酯、蔗糖多月桂酸酯、蔗糖多亚油酸酯、蔗糖多油酸酯、蔗糖多棕榈酸酯、蔗糖多大豆油酸酯、蔗糖多硬脂酸酯、蔗糖蓖麻油酸酯、蔗糖硬脂酸酯、蔗糖四异硬脂酸酯、蔗糖三月桂酸酯。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含亲脂性非离子表面活性剂,其选自失水山梨糖醇脂肪酸酯(例如失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇单异硬脂酸酯、失水山梨糖醇单月桂酸酯、失水山梨糖醇单棕榈酸酯、失水山梨糖醇单硬脂酸酯、失水山梨糖醇倍半油酸酯、失水山梨糖醇三油酸酯、失水山梨糖醇五-2-乙基己酸双甘油酯、失水山梨糖醇四-2-乙基己酸双甘油酯);甘油基和聚甘油基脂族酸(例如单棉籽油脂肪酸甘油酯、单芥酸甘油酯、倍半油酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、α,α'-油酸焦谷氨酸甘油酯(α,α'-glyceryl oleatepyroglutamate)、单硬脂酸甘油苹果酸(monostearate glyceryl malic acid));丙二醇脂肪酸酯(例如丙二醇单硬脂酸酯);氢化蓖麻油衍生物;甘油基烷基醚,及其组合。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含亲水性非离子表面活性剂,其选自POE-失水山梨糖醇脂肪酸酯(例如POE-失水山梨糖醇单油酸酯、POE-失水山梨糖醇单硬脂酸酯、POE-失水山梨糖醇单油酸酯和POE-失水山梨糖醇四油酸酯);POE山梨糖醇脂肪酸酯(例如POE山梨糖醇单月桂酸酯、POE-山梨糖醇单油酸酯、POE-山梨糖醇五油酸酯和POE-山梨糖醇单硬脂酸酯);POE-甘油脂肪酸酯(例如POE-单油酸酯,如POE-单硬脂酸甘油酯、POE-单异硬脂酸甘油酯和POE甘油三异硬脂酸甘油酯);POE-脂肪酸酯(例如POE-二硬脂酸酯、POE-单二油酸酯和乙二醇二硬脂酸酯);POE-烷基醚(例如POE-月桂基醚、POE-油基醚、POE-硬脂基醚、POE-山萮基醚、POE 2-辛基十二烷基醚和POE-胆甾烷醇醚);嵌段聚醚类(pluaronics)(例如pluaronic);POE-POP-烷基醚(例如POE-POP-十六烷基醚、POE-POP2-癸基十四烷基醚、POE-POP-单丁基醚、POE-POP-羊毛脂水合物和POE-POP甘油甘油基醚);四POE-四POP-乙二氨基缩合物(例如Tetronic);POE-蓖麻油氢化蓖麻油衍生物(例如POE-蓖麻油、POE-氢化蓖麻油、POE-氢化蓖麻油单异硬脂酸酯、POE-氢化蓖麻油三异硬脂酸酯、POE-氢化蓖麻油单焦谷氨酸单异硬脂酸二酯和POE-氢化蓖麻油马来酸);POE-蜂蜡-羊毛脂衍生物(例如POE-山梨糖醇蜂蜡);链烷醇酰胺(例如棕榈油脂肪酸二乙醇酰胺、月桂酸酯单乙醇酰胺和脂肪酸异丙醇酰胺);POE-丙二醇脂肪酸酯;POE-烷基胺;POE-脂肪酸酰胺;蔗糖脂肪酸酯;烷基乙氧基二甲基胺氧化物;和三油基磷酸(trioleyl phosphoric acid)。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含单甘油衍生物和/或双甘油衍生物。具体实例包括:单甘油衍生物,如单甘油单辛酸酯(monoglycerol monooctanoate)、单辛基单甘油醚、单甘油单壬酸酯、单壬基单甘油醚、单甘油单癸酸酯、单癸基单甘油醚、单甘油单十一碳烯酸酯、单十一碳烯基甘油醚、单甘油单十二烷酸酯、单十二烷基单甘油醚、单甘油单十四烷酸酯、单甘油单十六烷酸酯、单甘油单油酸酯、和单甘油单异硬脂酸酯,以及双甘油衍生物,如双甘油单辛酸酯、单辛基双甘油醚、双甘油单壬酸酯、单壬基双甘油醚、双甘油单癸酸酯、单癸基双甘油醚、双甘油单十一碳烯酸酯、单十一碳烯基甘油醚、双甘油单十二烷酸酯、单十二烷基双甘油醚、双甘油单十四烷酸酯、双甘油单十六烷酸酯、双甘油单油酸酯和双甘油单异硬脂酸酯。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂和以下的一种或多种:蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂和蔗糖月桂酸酯。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂和蔗糖棕榈酸酯。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂、蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯,其中在乳液载体中的蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯具有1:1至1:3的蔗糖月桂酸酯与蔗糖棕榈酸酯的重量比。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂、蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯,其中在乳液载体中的蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯具有选自以下的蔗糖月桂酸酯与蔗糖棕榈酸酯的重量比:1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9和1:3.0。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂、蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯,其中在乳液载体中的蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯具有选自以下的蔗糖月桂酸酯与蔗糖棕榈酸酯的重量比:1:1、1:1.1、1:1.2和1:1.3。在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂、蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯,其中在乳液载体中的蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯具有1:1的蔗糖月桂酸酯与蔗糖棕榈酸酯的重量比。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂、甘油、蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯,其中在乳液载体中的蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯具有选自以下的蔗糖月桂酸酯与蔗糖棕榈酸酯的重量比:1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9和1:3.0,其中在乳液载体中的丝乳化剂和甘油具有选自以下的丝乳化剂与甘油的重量比:1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9和1:3.0。
在一些实施方案中,乳化剂体系包含丝乳化剂、甘油、蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯,其中在乳液载体中的蔗糖月桂酸酯和蔗糖棕榈酸酯具有选自以下的蔗糖月桂酸酯与蔗糖棕榈酸酯的重量比:1:1、1:1.1、1:1.2和1:1.3,其中在乳液载体中的丝乳化剂和甘油具有选自以下的丝乳化剂与甘油的重量比:1:1、1:2和1:3.0。
在一些实施方案中,将乳化剂体系以按头发护理组合物的总重量计0.1重量%至5.0重量%的重量百分比并入乳液载体中。在一些实施方案中,将乳化剂体系以按头发护理组合物的总重量计0.1重量%至3.0重量%的重量百分比并入乳液载体中。在一些实施方案中,将乳化剂体系以按头发护理组合物的总重量计0.1重量%至2.0重量%的重量百分比并入乳液载体中。
B. 油相
在一些实施方案中,乳液载体包含用含有如上所述的丝乳化剂的乳化剂体系乳化的油相。脂肪材料可用于形成油相。脂肪材料选自烃油、硅油、高级脂肪酸、高级醇、合成酯油、有机硅油、液体油/脂肪、固体油/脂肪、蜡及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含蜡。蜡选自聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、蜂蜡、小烛树蜡、石蜡、地蜡、微晶蜡、巴西棕榈蜡、棉蜡、西班牙草蜡(esparto wax)、巴西棕榈蜡、杨梅蜡、树蜡、鲸蜡、褐煤蜡、糠蜡、羊毛脂、木棉蜡、羊毛脂乙酸酯、液体羊毛脂、甘蔗蜡、羊毛脂脂肪酸异丙酯、月桂酸己酯、还原羊毛脂、霍霍巴蜡、硬羊毛脂、虫胶蜡、POE羊毛脂醇醚、POE羊毛脂醇乙酸酯、POE胆甾醇醚、羊毛脂脂肪酸聚乙二醇、POE氢化羊毛脂醇醚及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料包含酯油。酯油选自异硬脂酸胆甾醇酯、棕榈酸异丙酯、肉豆蔻酸异丙酯、二癸酸新戊二醇酯、异硬脂酸异丙酯、肉豆蔻酸十八烷基酯、2-乙基己酸十六烷基酯、鲸蜡硬脂醇异壬酸酯、鲸蜡硬脂醇辛酸酯、异壬酸异壬酯、异壬酸异十三烷基酯、甘油三-2-乙基己酸酯、甘油三(辛酸癸酸酯)、二乙二醇单乙醚油酸酯、二辛基醚、辛酸/癸酸丙二醇二酯及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含甘油酯脂肪酯(glyceride fatty ester)。本文中所用的术语“甘油酯脂肪酯”是指在甘油和长链羧酸如C6-C30羧酸之间形成的单酯、二酯和三酯。羧酸可以是饱和或不饱和的,或含有亲水基团,如羟基。优选的甘油酯脂肪酯衍生自碳链长度为C10至C24、优选C10至C22、最优选C12至C20的羧酸。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含合成酯油。在一些实施方案中,合成酯油选自肉豆蔻酸异丙酯、辛酸鲸蜡酯、肉豆蔻酸辛基十二烷基酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸丁酯、月桂酸己酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、油酸癸酯、二甲基辛酸己基癸酯、乳酸鲸蜡酯、乳酸肉豆蔻酯、羊毛脂乙酸酯、硬脂酸异鲸蜡酯、异硬脂酸异鲸蜡酯、12-羟基硬脂酸胆甾醇酯、乙二醇二-2-乙基己酸酯、二季戊四醇脂肪酸酯、N-烷基二醇单异硬脂酸酯、新戊二醇二癸酸酯、苹果酸二异硬脂基酯、甘油二-2-庚基十一酸酯、三羟甲基丙烷三-2-乙基己酸酯、三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯、季戊四醇四-2-乙基己酸酯、甘油三-2-乙基己酸酯、三羟甲基丙烷三异硬脂酸酯、2-乙基己酸鲸蜡酯、棕榈酸2-乙基己酯、甘油三肉豆蔻酸酯、三-2-庚基十一酸甘油酯、蓖麻油脂肪酸甲酯、油酸油酯、鲸蜡硬脂醇、乙酰甘油酯、棕榈酸2-庚基十一烷基酯、己二酸二异丙酯、N-月桂酰基-L-谷氨酸-2-辛基十二烷基酯、己二酸二-2-庚基十一烷基酯、月桂酸乙酯、癸二酸二-2-乙基己酯(di-2-ethylhexyl cebatate)、肉豆蔻酸2-己基癸酯、棕榈酸2-己基癸酯、己二酸2-己基癸酯、癸二酸二异丙酯(diisopropyl cebatate)、琥珀酸2-乙基己酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯和柠檬酸三乙酯及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含醚油。在一些实施方案中,醚油选自烷基-1,3-二甲基乙基醚、壬基苯基醚及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含高级脂肪酸。如本文中所用,高级脂肪酸具有8至22的碳数。在一些实施方案中,高级脂肪酸选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、山萮酸、油酸、12-羟基硬脂酸、十一碳烯酸、妥尔油、异硬脂酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含高级脂肪醇。如本文中所用,高级脂肪醇具有8至22的碳数。在一些实施方案中,高级脂肪酸选自直链醇(例如月桂醇、鲸蜡醇、硬脂醇、山萮醇、肉豆蔻醇、油醇和鲸蜡硬脂醇)和支链乙醇(例如单硬脂基甘油醚(鲨肝醇)、2-癸基十四烷醇、羊毛脂醇、胆甾醇、植物甾醇、己基十二烷醇、异硬脂醇和辛基十二烷醇)及其组合。
在一个实施方案中,脂肪材料任选包含一种或多种有机硅油。本文中所用的术语“有机硅油”(也称为有机硅流体)在本文中用于指水不溶性有机硅聚合物,其施加到头发上以改善其感觉或外观。有机硅油可为头发提供丝般的光滑感觉。它们还可提供光泽效果。通过用有机硅油的薄膜涂布发束来获得这些结果。由于有机硅油基本不溶于水,在施加到头发之后,尽管用水冲洗,但它们仍倾向于保留在头发上。因此,有机硅油可应用于香波,或应用于在洗发后施加的护发素,随后用水冲洗。
在一些实施方案中,油相包含非挥发性有机硅,其可以是聚烷基硅氧烷、聚烷基芳基硅氧烷或其混合物。合适的聚烷基硅氧烷包括在25℃下具有5至100,000厘沲的粘度的聚二甲基硅氧烷。这些硅氧烷可作为VISCASIL®系列购自General Electric Company,和作为DC 200系列购自Dow Corning。
在一些实施方案中,有机硅油选自线性聚二甲基硅氧烷、聚(甲基苯基硅氧烷)、环状硅氧烷及其混合物。聚二甲基硅氧烷和聚(甲基苯基硅氧烷)的数均分子量优选在大约1000至150 000 g/mol的范围内。聚甲基苯基聚硅氧烷(polymethylphenylpolysiloxanes)在25℃下具有15至65厘沲的粘度。这些硅氧烷可作为DC-556等级有机硅流体购自Dow Corning。
在一些实施方案中,有机硅油选自甲基聚硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、八甲基环四硅氧烷及其组合。
在一些实施方案中,有机硅油包含挥发性硅油,其选自具有四至八元环的环状硅氧烷。在一些实施方案中,挥发性有机硅包含环甲基硅氧烷,其选自十二甲基环六硅氧烷、十甲基环五硅氧烷(D5)、八甲基环四硅氧烷(D4)及其组合。
在一些实施方案中,脂肪相包含液体油/脂肪。在一些实施方案中,液体油/脂肪选自鳄梨油、山茶油、甲鱼油、澳洲坚果油、玉米油、貂油、橄榄油、菜籽油、蛋黄油、芝麻籽油、杏仁油、小麦胚芽油、山茶花油、蓖麻油、亚麻籽油、红花油、棉籽油、紫苏子油、大豆油、花生油、茶籽油、榧子油、米糠油、桐油、日本木油、荷荷巴油、胚芽油、三甘油、甘油三辛酸酯和甘油三异棕榈酸酯及其组合。
在一些实施方案中,脂肪相包含固体脂肪/油。在一些实施方案中,固体油/脂肪选自可可脂、椰子油、马脂、硬化椰子油、棕榈油、牛脂、羊脂、硬化牛脂、棕榈仁油、猪脂、牛骨脂、日本果核蜡、硬化油、牛脚脂、日本蜡和氢化蓖麻油及其组合。
在一些实施方案中,脂肪相包含植物油。在一些实施方案中,植物油选自布荔奇果油(buriti oil)、大豆油、橄榄油、茶树油、迷迭香油、荷荷巴油、椰子油、芝麻籽油、芝麻油、棕榈油、鳄梨油、巴巴苏仁油、米糠油、杏仁油、坚果油、向日葵油及其组合。在一些实施方案中,植物油选自椰子油、向日葵油和芝麻油。在一些实施方案中,油性组分选自可可脂、棕榈硬脂、向日葵油、大豆油和椰子油。
在一些实施方案中,头发护理组合物的油相包含脂质材料。在一些实施方案中,脂质材料选自神经酰胺、磷脂(例如大豆卵磷脂、蛋卵磷脂)、糖脂及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物的油相包含烃油。如本文中所用,烃油具有小于20个碳原子的平均碳链长度。合适的烃油包括环状烃、直链脂族烃(饱和或不饱和)和支链脂族烃(饱和或不饱和)。直链烃油通常含有大约6至大约16个碳原子,优选大约8至大约14个碳原子。支链烃油可以并通常可能含有更高数目的碳原子,例如大约6至大约20个碳原子,优选大约8至大约18个碳原子。本公开的合适的烃油通常具有0.0001至0.5 Pa·s、优选0.001至0.05 Pa·s、更优选0.001至0.02 Pa·s的在环境温度(25至30℃)下的粘度。
在一些实施方案中,烃油选自液体矿脂、角鲨烷、姥鲛烷、链烷烃、异链烷烃、地蜡、角鲨烯、矿物油、轻质矿物油、轻质矿物油和重质矿物油的共混物、聚异丁烯、氢化聚异丁烯、萜烯油及其组合。
在一些实施方案中,烃油是轻质矿物油。本文中所用的矿物油是获自石油的透明油状液体,已从其中除去蜡,并通过蒸馏除去挥发性较高的馏分。在250℃至300℃之间蒸馏的馏分被称为矿物油,其由烃的混合物组成,其中每个烃分子的碳原子数通常为C10至C40。矿物油可用其粘度表征,其中轻质矿物油相对不如重质矿物油粘稠,并且这些术语更具体地定义在U.S. Pharmacopoeia, 第22版, 第899页(1990)中。适用于本公开的轻质矿物油的市售实例是可获自Silkolene的Sirius® M40(碳链长度C0-C28,主要是C12-C20,粘度4.3 × 10 Pa•s)。可用于本公开的其它烃油包括相对较低分子量的烃,包括线性饱和烃,如十四烷、十六烷和十八烷,环状烃,如二辛基环己烷(例如来自Henkel的CETIOL® S),支链烃(例如来自Exxon Corp.的ISOPAR®和ISOPAR® V)。
在一些实施方案中,用于油相的脂肪材料选自新戊二醇二庚酸酯、丙二醇二辛酸酯、己二酸二辛酯、椰油基-辛酸酯/癸酸酯、己二酸二乙基己酯、二异丙基二聚体二亚油酸酯、二异硬脂基二聚体二亚油酸酯、乳木果(butyrospermum parkii )(shea)油、乳酸C12-C13烷基酯、酒石酸二-C12-C13烷基酯、柠檬酸三-C12-C13烷基酯、乳酸C12-C15烷基酯、ppg二辛酸酯、二乙二醇二辛酸酯、白池花籽油、油酸C12-15烷基酯、新戊酸十三烷基酯、鲸蜡硬脂醇和聚山梨糖醇酯60、C18-C26甘油三酯、鲸蜡硬脂醇&鲸蜡硬脂基葡糖苷、乙酰化羊毛脂、vp/二十碳烯共聚物、羟基硬脂酸甘油酯、C18-36酸二醇酯、C18-36甘油三酯、羟基硬脂酸甘油酯及其混合物。同样合适和优选的是鲸蜡醇&硬脂酸甘油酯&PEG-75、硬脂酸酯&鲸蜡醇聚醚-20&硬脂醇聚醚-20、月桂基葡糖苷&聚甘油基-2二聚羟基硬脂酸酯、山萮醇聚醚-25、聚酰胺-3 &季戊四醇基四-二叔丁基羟基肉桂酸酯、聚酰胺-4和PEG-100硬脂酸酯、鲸蜡基磷酸钾、硬脂酸和锂蒙脱石。
在一些实施方案中,用于油相的脂肪材料选自液体石蜡、液体异链烷烃、新戊二醇二癸酸酯、异硬脂酸异丙酯、2-乙基己酸鲸蜡酯、异壬酸异壬酯、甘油三(辛酸酯/癸酸酯)、烷基-1,3-二甲基丁基醚、分子量为100至500的甲基聚硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、碳数为12至22的高级脂肪酸、碳数为12至22的高级醇、神经酰胺、糖脂和萜烯油。
在一些实施方案中,用于油相的脂肪材料选自石蜡油、硬脂酸甘油酯、肉豆蔻酸异丙酯、己二酸二异丙酯、2-乙基己酸鲸蜡基硬脂酯、氢化聚异丁烯、凡士林、辛酸/癸酸甘油三酯、微晶蜡、羊毛脂和硬脂酸、有机硅油及其组合。
在一个实施方案中,用于油相的脂肪材料选自植物油,包括荷荷巴油、橄榄油、山茶油、鳄梨油、可可油、向日葵油、杏仁油、棕榈油、蓖麻油、布荔奇果油、中链甘油三酯。
在一个实施方案中,可被丝乳化剂乳化的油性材料选自植物油、异十二烷和异十六烷,以及一种或多种脂肪酸的油性酯,其中植物油选自荷荷巴油和/或山茶油,其中所述油性酯选自异壬酸异壬酯和椰油辛酸酯。
在一些实施方案中,油相以按头发护理组合物的总重量计1.0重量%至大约95重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,油相以按头发护理组合物的总重量计45.0重量%至大约95重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,油相以按头发护理组合物的总重量计45.0重量%至大约65.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,油相以按头发护理组合物的总重量计5.0重量%至大约45重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,油相以按头发护理组合物的总重量计5.0重量%至大约35重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,油相以按头发护理组合物的总重量计10.0重量%至大约25重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。
在一些实施方案中,油相以按乳液载体的总重量计大约50.0重量%至95.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,油相以按乳液载体的总重量计大约5重量%至45重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中,因为这样的含量能使乳液载体具有在室温附近的更宽温度范围内的稳定性以及良好的感觉。
C. 水相
在一些实施方案中,用于乳液载体的水相包含水、水溶液、醇和水的共混物、或溶致液晶相作为水性载体。对本公开的头发护理组合物中所含水的选择没有特别限制;具体实例包括纯净水、离子交换水和自来水。在一些实施方案中,水相进一步包含选自乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、丁四醇、木糖醇、山梨糖醇、肌醇、乙二醇、聚乙二醇的一种或多种小分子多元醇。在一些实施方案中,水相进一步包含一种或多种低级醇溶剂,包括甲醇、乙醇和异丙醇。
基于乳液制剂类型适当地确定水与多元醇的共混比。
在一些实施方案中,乳液包含按头发护理组合物的总重量计大约50重量%至大约98重量%的水相。在一些实施方案中,乳液包含按头发护理组合物的总重量计大约60重量%至大约90重量%的水相。在一些实施方案中,乳液中的水相的量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约50.0重量%、大约51.0重量%、大约52.0重量%、大约53.0重量%、大约54.0重量%、大约55.0重量%、大约56.0重量%、大约57.0重量%、大约58.0重量%、大约59.0重量%、大约60.0重量%、大约61.0重量%、大约62.0重量%、大约63.0重量%、大约64.0重量%、大约65.0重量%、大约66.0重量%、大约67.0重量%、大约68.0重量%、大约69.0重量%、大约70.0重量%、大约71.0重量%、大约72.0重量%、大约73.0重量%、大约74.0重量%、大约75.0重量%、大约76.0重量%、大约77.0重量%、大约78.0重量%、大约79.0重量%、大约80.0重量%、大约81.0重量%、大约82.0重量%、大约83.0重量%、大约84.0重量%、大约85.0重量%、大约86.0重量%、大约87.0重量%、大约88.0重量%、大约89.0重量%、大约90.0重量%、大约91.0重量%、大约92.0重量%、大约93.0重量%、大约94.0重量%、大约95.0重量%、大约96.0重量%、大约97.0重量%、大约98.0重量%。
在一些实施方案中,含丝乳化剂体系存在于水相中。
II. 香波基料载体
在一些实施方案中,头发护理组合物的载体包含香波基料,其中香波基料载体含有包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的清洁表面活性剂组分、粘度调节/增稠剂、以及水性载体。香波基料用于产生泡沫。香波基料的pH值为大约5。
A. 清洁表面活性剂
(i) 丝起泡表面活性剂
在一些实施方案中,头发护理组合物包含去污表面活性剂组分以提供清洁性能。去污表面活性剂可选自阴离子去污表面活性剂、两性离子或两性去污表面活性剂或其组合。此类表面活性剂应当与本文描述的基本组分物理和化学相容,或不应以其它方式不适当地损害产品稳定性、美观或性能。据信阴离子去污表面活性剂为香波提供清洁和起泡性能。
在一些实施方案中,香波基料包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)作为起泡表面活性剂。由此所得的香波在按摩到头发中时提供泡沫,很好洗掉,并在使用过程中提供“干干净净(squeaky)”的感觉。
在一些实施方案中,香波基料包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,香波基料包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的任何本文中描述的丝素蛋白基蛋白片段。
在一些实施方案中,香波基料包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波基料包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波基料包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
(ii) 附加的去污表面活性剂
在一些实施方案中,香波基料任选包含一种或多种附加的去污表面活性剂,其选自皂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂。
在一些实施方案中,香波基料任选包含脂肪酸皂作为清洁剂。本文中所用的皂是指其脂肪碳链具有12至32个碳原子的脂肪酸的盐。在一些实施方案中,香波基质包含C12-C14脂肪酸皂、C16-C18脂肪酸皂或80 C16-C18/20 C12-C14脂肪酸皂的80/20共混物。C16-C18脂肪酸皂可由牛脂获得,C12-C14脂肪酸皂可由月桂油、棕榈仁油或椰子油获得。在一些实施方案中,脂肪酸皂选自月桂酸钠和棕榈酸钠。在一些实施方案中,将少量脂肪酸加入脂肪酸皂清洁剂中以改善泡沫质量。
在一些实施方案中,香波基料任选包含磺酸盐和硫酸盐作为清洁剂。合适的磺酸盐和硫酸盐选自烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基醚磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯醚硫酸盐、烷基磺基乙酸盐、仲烷基磺酸盐、仲烷基硫酸盐、烷基磺基琥珀酸盐及其组合。烷基和酰基通常含有8至18个、优选10至16个碳原子,并且可以是不饱和的。烷基醚硫酸盐、烷基醚磺基琥珀酸盐、烷基醚磷酸盐和烷基醚羧酸及其盐可含有每分子1至20个氧化亚乙基或氧化亚丙基单元。
在一些实施方案中,阴离子去污表面活性剂选自油基琥珀酸钠、月桂基磺基琥珀酸铵、月桂基硫酸钠、月桂基醚硫酸钠、月桂基醚磺基琥珀酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基醚硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、椰油基羟乙基磺酸钠、月桂基羟乙基磺酸钠、月桂基醚羧酸、月桂基硫酸钠和月桂基醚硫酸钠(EO)1-3、月桂基醚硫酸钠(EO)1-3、月桂基醚硫酸钠(EO)和N-月桂基肌氨酸钠。
在一些实施方案中,用于香波基料的任选去污表面活性剂可包括高级脂肪酸甘油单酯单硫酸酯的水溶性盐,如氢化椰子油脂肪酸的单硫酸化甘油单酯的钠盐,高级烷基硫酸盐如月桂基硫酸钠,烷基芳基磺酸盐如十二烷基苯磺酸钠,高级烷基磺基乙酸盐,1,2-二羟基丙烷磺酸盐的高级脂肪酸酯,和低级脂族氨基羧酸化合物的基本饱和的高级脂族酰基酰胺,如在脂肪酸、烷基或酰基中具有12至16个碳的那些,等等。
在一些实施方案中,香波基料任选包含磷酸酯和膦酸酯作为去污表面活性剂。合适的磷酸酯和膦酸酯选自磷酸烷基酯、烷基醚磷酸酯、芳烷基磷酸酯、芳烷基醚磷酸酯、三月桂醇聚醚-4-磷酸酯(单-、二-和三-(烷基四乙二醇醚)-o-磷酸酯的混合物,来自Clariant Corp.的HOSTAPHAT® 340KL)、PPG-5鲸蜡醇聚醚10磷酸酯(来自Croda Inc.,Parsipanny, N.J.的CRODAPHOS® SG)。
在一些实施方案中,香波基料任选包含氧化胺作为清洁剂。合适的氧化胺表面活性剂选自月桂基二甲基氧化胺、月桂基氨基丙基二甲基氧化胺和/或鲸蜡基氧化胺。典型的阴离子清净剂包括月桂基磺基琥珀酸铵、月桂基硫酸铵、十二烷基苯磺酸三乙醇胺和月桂醇聚醚硫酸铵。最优选的阴离子清净剂是月桂基硫酸盐(laurel sulfates),特别是月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺和月桂基硫酸铵以及相应的月桂醇聚醚硫酸盐。
在一些实施方案中,将少量(例如大约0.01重量%至大约1.0重量%)的游离脂肪酸添加到香波基料中以产生更乳状和更稠密的泡沫。为了提供快速起泡和泡沫长度的组合,月桂基硫酸铵和月桂醇聚醚硫酸铵的组合是特别优选的。向香波基料中加入椰油单乙醇酰胺和月桂基硫酸铵增加了泡沫。山萮醇可与清洁表面活性剂组合以改善泡沫质量,类似于加入少量游离脂肪酸的效果。
在一些实施方案中,香波基料任选包含肌氨酸盐和肌氨酸衍生物作为去污表面活性剂。如本文中所用,肌氨酸盐是肌氨酸和N-甲基甘氨酸的衍生物,用脂肪酰基氯酰化。在一些实施方案中,肌氨酸盐选自月桂基肌氨酸钠、月桂基肌氨酸、椰油基肌氨酸及其组合。在一些实施方案中,肌氨酸盐是月桂基肌氨酸钠。
头发护理组合物中的阴离子表面活性剂组分的量应当足以提供所需的清洁和起泡性能,并通常为按头发护理组合物的总重量计大约5.0重量%至大约50.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中的阴离子表面活性剂组分的量为按头发护理组合物的总重量计大约8.0重量%至大约30.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中的阴离子表面活性剂组分的量为按头发护理组合物的总重量计大约10.0重量%至大约25.0重量%。在一些实施方案中,头发护理组合物中的阴离子表面活性剂组分的量为按头发护理组合物的总重量计大约12.0重量%至大约22.0重量%。
在一些实施方案中,香波基料包含两性离子或两性去污表面活性剂作为去污表面活性剂。适用于头发组合物的两性去污表面活性剂包括广泛描述为脂族仲胺和叔胺的衍生物的表面活性剂,其中脂族基团可以是直链或支链,并且其中脂族取代基之一含有大约8至大约18个碳原子,并且一个脂族取代基含有阴离子基团如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。
在一些实施方案中,两性去污表面活性剂选自椰油酰两性基乙酸盐、椰油酰两性基二乙酸盐、月桂酰两性基乙酸盐、月桂酰两性基二乙酸盐、椰油甜菜碱和椰油酰胺丙基甜菜碱、单乙酸盐(例如月桂酰两性基乙酸钠)、二乙酸盐(例如月桂酰两性基乙酸二钠)、氨基-和烷基氨基-丙酸盐(例如月桂氨基丙酸)、磺基甜菜碱类(sultaines)(也称为sulfobetaines)、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱及其组合。
在一些实施方案中,两性去污表面活性剂以按头发护理组合物的总重量计大约0.5重量%至大约20重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。在一些实施方案中,两性去污表面活性剂以按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约10.0重量%的重量百分比存在于头发护理组合物中。合适的两性离子或两性表面活性剂的其它实例可见于美国专利号5,104,646和5,106,609中。
在一些实施方案中,清洁表面活性剂可以由单一表面活性剂组成,通常为阴离子表面活性剂(以提供泡沫),如十二烷基醚硫酸钠,或更通常为十二烷基醚硫酸钠与辅助表面活性剂的混合物以提供温和性。最优选的辅助表面活性剂是椰油酰胺丙基甜菜碱。
在一些实施方案中,适于香波基料的去污表面活性剂选自月桂基硫酸钠、月桂醇聚醚硫酸钠、月桂基磺基琥珀酸二钠、椰油酰基肌氨酸盐、椰油酰两性基羧基甘氨酸盐和椰油甜菜碱及其组合。在一些实施方案中,适于香波基料的清洁表面活性剂是非硫酸盐表面活性剂,其选自大麻籽油PEG-8酯、月桂基燕麦氨基酸钠、椰油基谷氨酸钠、椰油酰水解钠(sodium cocoyl hydrolyzed)、苋菜红蛋白、磺基琥珀酸二钠-月桂基葡糖苷交联聚合物、橄榄酰基水解燕麦蛋白钾、椰油酰苹果氨基酸钠、甜杏仁两性乙酸钠、皂角苷、甜菜碱及其组合。
在一些实施方案中,香波基料中清洁表面活性剂和辅助表面活性剂的总重量量为按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约50.0重量%。在一些实施方案中,香波基料中清洁表面活性剂和辅助表面活性剂的总重量量为按头发护理组合物的总重量计大约2.0重量%至大约40.0重量%。在一些实施方案中,香波基料中清洁表面活性剂和辅助表面活性剂的总重量量为按头发护理组合物的总重量计大约10.0重量%至大约25.0重量%。在一些实施方案中,香波基料中清洁表面活性剂和辅助表面活性剂的总重量量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约1.0重量%、大约2.0重量%、大约3.0重量%、大约4.0重量%、大约5.0重量%、大约6.0重量%、大约7.0重量%、大约8.0重量%、大约9.0重量%、大约10.0重量%、大约11.0重量%、大约12.0重量%、大约13.0重量%、大约14.0重量%、大约15.0重量%、大约16.0重量%、大约17.0重量%、大约18.0重量%、大约19.0重量%、大约20.0重量%、大约21.0重量%、大约22.0重量%、大约23.0重量%、大约24.0重量%、大约25.0重量%、大约26.0重量%、大约27.0重量%、大约28.0重量%、大约29.0重量%、大约30.0重量%、大约31.0重量%、大约32.0重量%、大约33.0重量%、大约34.0重量%、大约35.0重量%、大约36.0重量%、大约37.0重量%、大约38.0重量%、大约39.0重量%、大约40.0重量%、大约41.0重量%、大约42.0重量%、大约43.0重量%、大约44.0重量%、大约45.0重量%、大约46.0重量%、大约47.0重量%、大约48.0重量%、大约49.0重量%、大约50.0重量%。
B. 增稠剂和粘度调节剂
在一些实施方案中,香波基料包含粘度调节剂和/或增稠剂。
在一些实施方案中,增稠剂选自乙二醇单硬脂酸酯、卡波姆聚合物、羧乙烯基聚合物、丙烯酸类共聚物、甲基纤维素、丙交酯和乙交酯单体的共聚物、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、角叉菜胶、疏水改性的羟乙基纤维素、锂皂石和纤维素醚的水溶性盐如羧甲基纤维素钠和羧甲基羟乙基纤维素钠、天然树胶如刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、瓜尔胶、HP瓜尔胶、杂多糖树胶(例如黄原胶)和黄蓍胶。
在一些实施方案中,增稠剂选自滑石、气相二氧化硅、聚合聚醚化合物(例如,聚环氧乙烷或聚环氧丙烷(MW 300至1,000,000),用含有1至大约18个碳原子的烷基或酰基封端)、乙二醇硬脂酸酯、具有16至22个碳原子的脂肪酸的链烷醇酰胺、聚乙二醇3二硬脂酸酯、聚丙烯酸(例如Carbopol® 420、Carbopol® 488或Carbopol® 493)、丙烯酸的交联聚合物、丙烯酸与疏水性单体的共聚物、含羧酸的单体与丙烯酸酯的共聚物(例如Carbopol®1342)、丙烯酸与丙烯酸酯的交联共聚物、用多官能剂交联的聚丙烯酸(例如Carbopol®910、Carbopol® 934、Carbopol® 940、Carbopol® 941和Carbopol® 980、Ultrez® 10)和结晶长链酰基衍生物。
在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约15.0重量%的增稠剂/粘度调节剂。在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约0.1重量%至大约10.0重量%的增稠剂/粘度调节剂。在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约0.5重量%至大约6.0重量%的增稠剂/粘度调节剂。在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约0.9重量%至大约4.0重量%的增稠剂/粘度调节剂。在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约2.0重量%的增稠剂/粘度调节剂。在一些实施方案中,香波基料中存在的增稠剂/粘度调节剂的量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约0.1重量%、大约0.2重量%、大约0.3重量%、大约0.4重量%、大约0.5重量%、大约0.6重量%、大约0.7重量%、大约0.8重量%、大约0.9重量%、大约1.0重量%、大约1.25重量%、大约1.50重量%、大约1.75重量%、大约2.0重量%、大约2.25重量%、大约2.5重量%、大约2.75重量%、大约3.0重量%、大约3.25重量%、大约3.5重量%、大约3.75重量%、大约4.0重量%、大约4.25重量%、大约4.5重量%、大约4.75重量%、大约5.0重量%、大约5.25重量%、大约5.5重量%、大约5.75重量%、大约6.0重量%、大约6.25重量%、大约7.5重量%、大约7.75重量%、大约8.0重量%、大约8.25重量%、大约8.5重量%、大约8.75重量%、大约9.0重量%、大约9.25重量%、大约9.5重量%、大约9.75重量%、大约10.0重量%、大约10.1重量%、大约10.2重量%、大约10.3重量%、大约10.4重量%、大约10.5重量%、大约10.6重量%、大约10.7重量%、大约10.8重量%、大约10.9重量%、大约11.0重量%、大约11.1重量%、大约11.2重量%、大约11.3重量%、大约11.4重量%、大约11.5重量%、大约11.6重量%、大约11.7重量%、大约11.8重量%、大约11.9重量%、大约12.0重量%、大约12.1重量%、大约12.2重量%、大约12.3重量%、大约12.4重量%、大约12.5重量%、大约12.6重量%、大约12.7重量%、大约12.8重量%、大约12.9重量%、大约13.0重量%、大约13.1重量%、大约13.2重量%、大约13.3重量%、大约13.4重量%、大约13.5重量%、大约13.6重量%、大约13.7重量%、大约13.8重量%、大约13.9重量%、大约14.0重量%、大约14.1重量%、大约14.2重量%、大约14.3重量%、大约14.4重量%、大约14.5重量%、大约14.6重量%、大约14.7重量%、大约14.8重量%、大约14.9重量%、大约15.0重量%。
C. 水性载体
在一些实施方案中,香波基料包含水、水溶液、醇、醇和水的共混物或溶致液晶相作为水性载体。对本公开的头发护理组合物中所含的水的选择没有特别限制;具体实例包括纯净水、离子交换水和自来水。在一些实施方案中,香波基料进一步包含选自乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、丁四醇、木糖醇、山梨糖醇、肌醇、乙二醇、聚乙二醇的一种或多种小分子多元醇。在一些实施方案中,香波基料进一步包含一种或多种低级醇溶剂,包括甲醇、乙醇和异丙醇。
在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约50重量%至大约98重量%的水性载体。在一些实施方案中,香波基料包含按头发护理组合物的总重量计大约60重量%至大约90重量%的水性载体。在一些实施方案中,香波基料中的水性载体的量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约50.0重量%、大约51.0重量%、大约52.0重量%、大约53.0重量%、大约54.0重量%、大约55.0重量%、大约56.0重量%、大约57.0重量%、大约58.0重量%、大约59.0重量%、大约60.0重量%、大约61.0重量%、大约62.0重量%、大约63.0重量%、大约64.0重量%、大约65.0重量%、大约66.0重量%、大约67.0重量%、大约68.0重量%、大约69.0重量%、大约70.0重量%、大约71.0重量%、大约72.0重量%、大约73.0重量%、大约74.0重量%、大约75.0重量%、大约76.0重量%、大约77.0重量%、大约78.0重量%、大约79.0重量%、大约80.0重量%、大约81.0重量%、大约82.0重量%、大约83.0重量%、大约84.0重量%、大约85.0重量%、大约86.0重量%、大约87.0重量%、大约88.0重量%、大约89.0重量%、大约90.0重量%、大约91.0重量%、大约92.0重量%、大约93.0重量%、大约94.0重量%、大约95.0重量%、大约96.0重量%、大约97.0重量%、大约98.0重量%。
III. 非水性液体载体
在一些实施方案中,头发护理组合物包含非水性液体载体。本文中所用的非水性液体载体是指液体载体基本不含水。在本公开中,“基本不含水的液体载体”是指:液体载体不含水;或者,如果液体载体含有水,则水的含量极低。在本公开中,如果包含水,则水的含量为按头发护理组合物的重量计1%或更少,优选0.5%或更少,更优选0.3%或更少,再更优选0.1%或更少,甚至更优选0%。
在一些实施方案中,非水性液体载体包含选自矿物油、烃油、氢化聚癸烯、聚异丁烯、异链烷烃、异十二烷、异十六烷、挥发性有机硅油、非挥发性有机硅油、异十六烷、角鲨烯、角鲨烯、酯油及其组合的油性材料。在一些实施方案中,非水性液体载体包含选自白矿油(white mineral oils)、角鲨烷、氢化聚异丁烯、异十六烷和异十二烷的油性材料。在一些实施方案中,非水性液体载体包含角鲨烷和氢化聚异丁烯。在一些实施方案中,非水性液体载体包含白矿油、异十六烷和异十二烷。
在一些实施方案中,非水性液体载体包含具有大约8至大约20个碳原子的挥发性异链烷烃。在一些实施方案中,非水性液体载体包含具有大约8至大约16个碳原子的挥发性异链烷烃。在一些实施方案中,非水性液体载体包含具有大约10至大约16个碳原子的挥发性异链烷烃。在一些实施方案中,挥发性异链烷烃选自异丁烯的三聚体、四聚体和五聚体及其混合物。市售异链烷烃可具有其聚合度的分布,并且可以是例如三聚体、四聚体和五聚体的混合物。四聚体在本文中是指其中四聚体具有最高含量的市售异链烷烃,即以优选为70%或更多,更优选80%或更多,再更优选85%或更多的含量包含四聚体。
在一些实施方案中,挥发性异链烷烃是几种等级的异链烷烃的混合物。在一些实施方案中,挥发性异链烷烃具有在37.8℃下选自以下的粘度范围:大约0.5 mm2·s-1至大约50 mm2·s-1、大约0.8 mm2·s-1至大约40 mm2·s-1、大约1 mm2·s-1至大约30 mm2·s-1、大约1 mm2·s-1至大约20 mm2·s-1和大约1 mm2·s-1至大约10 mm2·s-1。当使用两种或更多种异链烷烃溶剂时,优选的是异链烷烃溶剂的混合物具有上述粘度。
在一些实施方案中,非水性液体载体包含酯油。在一些实施方案中,酯油具有3或更小的HLB,并且在室温下为液体。在一些实施方案中,酯油选自棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯和月桂酸甲酯。在一个实施方案中,酯油是硬脂酸甲酯。
在一些实施方案中,考虑到调理感(conditioned feel)和产品稳定性之间的平衡和/或考虑到防止起泡,酯油以选自以下的重量百分比包含在非水性液体载体中:按头发护理组合物的总重量计,大约0.1重量%至大约25重量%、大约0.5重量%至大约15重量%、大约1.0重量%至大约10重量%、大约1.0重量%至大约5.0重量%。
在一些实施方案中,非水性液体载体包含脂肪酯,其选自三羟甲基丙烷三辛酸酯/三癸酸酯(tricaprylate/tricaprylate)、苯甲酸C12-C15烷基酯、硬脂酸乙基己酯、椰油酸乙基己酯、油酸癸酯、椰油酸癸酯、油酸乙酯、肉豆蔻酸异丙酯、ethylhexyl perlagonate、季戊四醇四辛酸酯/四癸酸酯、PPG-3苄基醚肉豆蔻酸酯、丙二醇二辛酸酯/二癸酸酯、异硬脂酸乙基己酯、棕榈酸乙基己酯和天然油,如野大豆(glycine soja)、向日葵(helianthusannuus)、荷荷巴(simmondsia chinensis)、红花(carthamus tinctorius)、月见草(oenothera biennis)和油菜籽油(rapae oleum)及其组合。
在一些实施方案中,非水性液体载体包含甘油酯脂肪酯。在一些实施方案中,用于本公开的发油的合适的甘油酯脂肪酯具有0.01至0.8 Pa•s,优选0.015至0.6 Pa•s,更优选0.02至0.065 Pa•s的在环境温度(25至30℃)下的粘度。
在一个实施方案中,脂肪材料包含甘油酯脂肪酯。本文中所用的术语“甘油酯脂肪酯”是指在甘油和长链羧酸如C6-C30羧酸之间形成的单酯、二酯和三酯。羧酸可以是饱和或不饱和的,或含有亲水基团,如羟基。优选的甘油酯脂肪酯衍生自碳链长度为C10至C24,优选C10至C22,最优选C12至C20,最优选C12至C18的羧酸。在一些实施方案中,甘油酯脂肪酯是具有C6-C12脂肪酸链的中链甘油三酯。
在一些实施方案中,甘油酯脂肪酯来源于各种植物和动物脂肪和油,如山茶油、椰子油、蓖麻油、红花油、向日葵油、花生油、棉籽油、玉米油、橄榄油、鳕鱼肝油、杏仁油、鳄梨油、棕榈油、芝麻油、羊毛脂和大豆油。合成油包括三肉豆蔻精(trimyristin)、三油精和二月桂酸三硬脂精甘油酯。植物来源的甘油酯脂肪酯包括杏仁油、蓖麻油、椰子油、棕榈仁油、芝麻油、向日葵油和大豆油。
在一些实施方案中,甘油酯脂肪酯选自椰子油、向日葵油、杏仁油及其混合物。
非水性液体载体以按头发护理组合物的总重量计大约50%至大约99.9%、大约60%至大约99.8%,更优选大约65%至大约98%的按头发护理组合物的重量计的含量被包含。
IV. 基本不含非丝表面活性剂的水性液体载体
在一些实施方案中,头发护理产品包含基本不含非丝表面活性剂的水性液体载体。在一些实施方案中,水性液体载体选自水、水溶液、醇、醇和水的共混物、或溶致液晶相。对本公开的头发护理组合物中所含的水的选择没有特别限制;具体实例包括纯净水、离子交换水和自来水。
在一些实施方案中,水性液体载体包含选自乙二醇、丙二醇、甘油、丁二醇、丁四醇、木糖醇、山梨糖醇、肌醇、乙二醇、聚乙二醇的一种或多种小分子多元醇。在一些实施方案中,水性液体载体包含水和甘油。在一些实施方案中,水性液体载体以1:10的水与甘油的重量比包含水和甘油。在一些实施方案中,水性液体载体以选自1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2和1:1的水与甘油的重量比包含水和甘油。在一些实施方案中,水性液体载体以1:1的水与甘油的重量比包含水和甘油。在一些实施方案中,水性液体载体以1:10的水与甘油的重量比包含水和甘油。在一些实施方案中,水性液体载体包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)和甘油,其中SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)与甘油的重量比选自1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4、1:3、1:2和1:1。在一些实施方案中,水性液体载体以1:1的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)与甘油的重量比包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)和甘油。
在一些实施方案中,将水性液相的pH调节到大约4.0至大约9.0。在一些实施方案中,将水性液相的pH调节到大约4.5至大约8.5。在一些实施方案中,将水性液相的pH调节至大约5.0至大约7.0。pH调节剂可包括缓冲剂(例如PBS缓冲剂)、碱金属盐、酸、柠檬酸、琥珀酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化铵、乙醇胺、碳酸钠及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约99.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约5.0重量%至大约45.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约5.0重量%至大约35.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约10.0重量%至大约30.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约45.0重量%至大约95.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约60.0重量%至大约90.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约45.0重量%至大约75.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物包含按头发护理组合物的总重量计大约60.0重量%至大约75.0重量%的水性液体载体。在一些实施方案中,头发护理组合物中的水性液体载体的量选自:按头发护理组合物的总重量计,大约1.0重量%、大约2.0重量%、大约3.0重量%、大约4.0重量%、大约5.0重量%、大约6.0重量%、大约7.0重量%、大约8.0重量%、大约9.0重量%、大约10.0重量%、大约11.0重量%、大约12.0重量%、大约13.0重量%、大约14.0重量%、大约15.0重量%、大约16.0重量%、大约17.0重量%、大约18.0重量%、大约19.0重量%、大约20.0重量%、大约21.0重量%、大约22.0重量%、大约23.0重量%、大约24.0重量%、大约25.0重量%、大约26.0重量%、大约27.0重量%、大约28.0重量%、大约29.0重量%、大约30.0重量%、大约31.0重量%、大约32.0重量%、大约33.0重量%、大约34.0重量%、大约35.0重量%、大约36.0重量%、大约37.0重量%、大约38.0重量%、大约39.0重量%、大约40.0重量%、大约41.0重量%、大约42.0重量%、大约43.0重量%、大约44.0重量%、大约45.0重量%、大约46.0重量%、大约47.0重量%、大约48.0重量%、大约49.0重量%、大约50.0重量%、大约51.0重量%、大约52.0重量%、大约53.0重量%、大约54.0重量%、大约55.0重量%、大约56.0重量%、大约57.0重量%、大约58.0重量%、大约59.0重量%、大约60.0重量%、大约61.0重量%、大约62.0重量%、大约63.0重量%、大约64.0重量%、大约65.0重量%、大约66.0重量%、大约67.0重量%、大约68.0重量%、大约69.0重量%、大约70.0重量%、大约71.0重量%、大约72.0重量%、大约73.0重量%、大约74.0重量%、大约75.0重量%、大约76.0重量%、大约77.0重量%、大约78.0重量%、大约79.0重量%、大约80.0重量%、大约81.0重量%、大约82.0重量%、大约83.0重量%、大约84.0重量%、大约85.0重量%、大约86.0重量%、大约87.0重量%、大约88.0重量%、大约89.0重量%、大约90.0重量%、大约91.0重量%、大约92.0重量%、大约93.0重量%、大约94.0重量%、大约95.0重量%、大约96.0重量%、大约97.0重量%、大约98.0重量%。
4) 制剂添加剂
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含一种或多种制剂添加剂,其选自抗静电剂(例如三鲸蜡基甲基氯化铵)、天然或合成芳香精油、胶凝剂、泡沫增强剂、螯合剂(例如EDTA)、抗氧化剂(例如丁基羟基甲苯,BHT)、没食子酸的丙酯、辛酯和十二烷基酯、丁基化羟基苯甲醚(BHA)、pH调节剂(例如柠檬酸钠、柠檬酸、琥珀酸、磷酸、氢氧化钠和碳酸钠)、防腐剂(例如DMDM乙内酰脲、对羟基苯甲酸乙酯和对羟基苯甲酸丁酯)、抗微生物剂(例如三氯生(triclosan)或三氯卡班(triclocarbon))、有机溶剂或稀释剂、珠光助剂、维生素、香精(fragrances)、紫外光散射剂、热防护剂、头皮保护剂、蛋白质或分解蛋白质,如大豆蛋白、明胶、胶原、丝素蛋白和弹性蛋白、各种氨基酸,如衍生自丝素蛋白纤维的水解的丝氨基酸、头发生长促进剂、生物素、泛酸、血液流动促进剂、τ-谷维素、葡聚糖硫酸酯钠、烟碱衍生物、抗脂溢剂、硫、二甲硫蒽(thiantol)及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含反式-4-叔丁基-环己醇作为头皮保护剂。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含热防护剂,其选自如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)、甘油、丙二醇、水解小麦蛋白PG-丙基硅烷三醇、聚苯乙烯磺酸钠、Quaternium-70(Ceraphyl™ 70)、聚季铵盐-11(Gafquat™ 755N)、阳离子聚合物PVP/DMAPA丙烯酸酯共聚物(Styleze™ CC-IO,ISP)、PEG-40马来酸钠/苯乙烯磺酸酯共聚物、聚二甲基硅氧烷三季铵盐(Abil T Quat 60,Evonik)及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含天然或合成芳香精油。在一些实施方案中,芳香精油选自桉树油、杂熏衣草油(lavandin oil)、薰衣草油、香根草油、山苍子油、柠檬油、檀香木油、迷迭香油、洋甘菊油、香薄荷油、肉豆蔻油、肉桂油、海索草油、葛缕子油、橙油、香叶醇油、杜松油、杏仁油、摩洛哥坚果油、鳄梨油、雪松油、小麦胚芽油、香柠檬油及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含维生素,其选自维生素A、维生素B、维生素E、维生素D、维生素K、核黄素、吡哆醇、辅酶焦磷酸硫胺素、黄素腺嘌呤二核苷酸、叶酸、磷酸吡哆醛、四氢叶酸及其组合。
在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约8.0重量%的维生素和/或辅酶。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.001重量%至大约10.0重量%的维生素和/或辅酶。在一些实施方案中,头发护理组合物含有按头发护理组合物的总重量计大约0.05重量%至大约5.0重量%的维生素和/或辅酶。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含防腐剂,其选自三唑、咪唑、萘衍生物、苯并咪唑、吗啉衍生物、二硫代氨基甲酸酯、苯并异噻唑、苯甲酰胺、硼化合物、甲醛供体、异噻唑酮、硫氰酸酯、季铵化合物、碘衍生物、酚衍生物、杀微生物剂、吡啶、二烷基硫代氨基甲酸酯、腈、对羟基苯甲酸酯、对羟基苯甲酸烷基酯和它们的盐。
在一些实施方案中,头发护理组合物任选包含挥发性有机液体作为泡沫增强剂以在使用时提供起泡或作为抛射剂。挥发性有机液体用于增强由主要表面活性剂产生的泡沫,并且是产气剂,其暴露于空气和温度时提供即时丰富的泡沫。挥发性有机液体泡沫增强剂优选在大气压下在25℃至50℃的范围内沸腾。在一些实施方案中,挥发性有机液体泡沫增强剂选自饱和烃(例如正戊烷、异戊烷、正丁烷、异丁烯)、C1-C6烷基醚(例如二甲醚、二乙醚、甲乙醚、二异丙醚)及其组合。在头发护理组合物中挥发性有机液体的用量取决于配制的头发护理产品的类型和挥发性有机液体要起到的作用。在一些实施方案中,挥发性有机液体以按头发护理组合物的总重量计大约1重量%至大约7重量%的量存在。在一些实施方案中,挥发性有机液体以按头发护理组合物的总重量计大约3重量%至大约4重量%的量存在。
2. 产品形式
在一些实施方案中,将头发护理组合物配制为选自水溶液、乙醇溶液、油、凝胶、乳液、悬浮液、摩丝、液晶、固体、凝胶、乳剂、乳霜、气雾喷剂、膏剂、泡沫和滋补剂的形式。在一些实施方案中,头发护理组合物为选自乳霜、喷雾、气雾剂摩丝或凝胶的形式。
在一些实施方案中,头发护理组合物是选自洗发前产品、香波产品、头发冲洗剂、护发素、头发处理剂、定型液(setting lotions)、吹风造型液、美发喷剂、头发造型泡沫、头发造型凝胶、造型凝胶、造型乳霜、造型摩丝、造型泡沫、造型喷剂、造型喷雾(stylingspritz)、造型液体喷雾(styling mists)、造型发釉(styling glazes)、造型固定剂(styling fixes)、塑型液(sculpting lotions)、塑型凝胶(sculpting gels)、塑型发釉(sculpting glazes)、塑型喷剂(sculpting sprays)、光泽凝胶(glossing gels)、光泽喷雾(glossing spritz);塑型凝胶(shaping gels)、成型摩丝(forming mousses)、塑型喷雾(modeling spritz)、整理喷雾(finishing spritz)、定型凝胶、定型液、烫发剂、发油、发用液剂、生发剂、发乳和头发化妆品的头发护理产品。
在一些实施方案中,本公开提供了一种发蜡产品,其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。
在一些实施方案中,本公开提供了一种能够起泡的头发护理组合物,其包含如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段),和按头发护理组合物的总重量计小于20.0重量%的表面活性剂体系,其含有(a) 基于硫酸盐的表面活性剂、(b) 基于硅的表面活性剂、(c) 合成表面活性剂。
在一些实施方案中,本公开提供了一种头发护理组合物,其包含丝片段,其能够涂布毛小皮并管理头发毛糙。
在一些实施方案中,本公开提供了一种能够增加头发光泽的头发护理组合物,其包含如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)。
在一些实施方案中,本公开提供了一种能够增强头发颜色的头发护理组合物,其包含如本文中公开的SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)。
I. 美发喷剂
在一些实施方案中,头发护理组合物是头发造型产品,其包含丝素蛋白片段溶液、HLB值高于10的多羟基材料(polyhydric material)(多元醇和/或多糖)、植物提取物和如上所述的水性液体载体,其中多元醇包括甘油,其中丝素蛋白片段作为成膜剂并入。
在一些实施方案中,头发造型产品是美发喷剂或专业型定型剂(specialty typefixative)。在一些实施方案中,本公开提供了热防护喷剂,其包含头发护理组合物,该头发护理组合物包含如本文中所述的丝素蛋白片段,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。在一些实施方案中,丝头发护理组合物可用于防止由加热的造型器具,如直发器、吹风机、卷发钳等造成的损伤。所公开的热防护喷剂为头发提供保护以防止由于将头发加热到60℃至300℃的温度,优选加热到170℃至230℃的温度造成的损伤。
成膜剂提供头发定型性能和卷曲保持力,梳理时很少剥落或粉化,在头发上快速固化或干燥,无粘性,并且可以容易地通过洗发除去。成膜剂通过溶剂递送,所述溶剂通常是醇或醇和水的混合物,并且该醇的HLB值高于10。
在一些实施方案中,头发造型产品可以是美发喷剂的形式。美发喷剂通常包含头发造型剂和化妆品可接受的载体。在一些实施方案中,载体是水或水和醇的混合物。喷雾制剂任选包含抗氧化剂、防晒剂、维生素、蛋白质、肽、植物提取物、湿润剂、油、柔润剂、润滑剂、增稠剂、头发调理剂、聚合物和/或表面活性剂。在一些实施方案中,美发喷剂包含防腐剂。在一些实施方案中,美发喷剂包含香精。在一些实施方案中,美发喷剂包含表面活性剂。在一些实施方案中,美发喷剂含有水、香精、防腐剂和丝素蛋白片段溶液。在一些实施方案中,美发喷剂含有水、香精、防腐剂和丝素蛋白片段溶液。在一些实施方案中,美发喷剂含有水、防腐剂、香精、交联剂和抗静电剂。在一些实施方案中,美发喷剂含有水、防腐剂、香精、丝素蛋白片段溶液和头发调理剂。在一些实施方案中,美发喷剂含有水、防腐剂、香精、丝素蛋白片段溶液和表面活性剂。
在一些实施方案中,美发喷剂包含按美发喷剂的总重量计大约1.0重量%至大约6.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约300 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,美发喷剂包含按美发喷剂的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5kDa至大约300 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,美发喷剂包含按美发喷剂的总重量计大约3.0重量%至大约6.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约300 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,美发喷剂包含按美发喷剂的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约6 kDa至大约17 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,美发喷剂包含按美发喷剂的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,美发喷剂包含按美发喷剂的总重量计大约3.0重量%至大约6.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约39kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,美发喷剂包含基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约6 kDa至大约17 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa和/或大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5的多分散性,并且其中丝素蛋白基蛋白片段以选自以下的量存在:按美发喷剂的总重量计,大约1.0重量%、大约1.1重量%、大约1.2重量%、大约1.3重量%、大约1.4重量%、大约1.5重量%、大约1.6重量%、大约1.7重量%、大约1.8重量%、大约1.9重量%、大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%、大约5.0重量%、大约5.1重量%、大约5.2重量%、大约5.3重量%、大约5.4重量%、大约5.5重量%、大约5.6重量%、大约5.7重量%、大约5.8重量%、大约5.9重量%、大约6.0重量%。
美发喷剂的气雾剂形式的组合物包含气雾剂抛射剂,其用于从容器中排出其它材料,并在摩丝组合物中形成摩丝特性。本公开的造型组合物中包含的气雾剂抛射剂可以是常规用于气雾剂容器的任何可液化气体。合适的抛射剂的实例包括二甲醚和烃抛射剂,如丙烷、正丁烷和异丁烷。抛射剂可单独使用或混合使用。水不溶性抛射剂,尤其是烃是优选的,因为它们在搅拌时形成乳液微滴,并在需要时可产生合适的摩丝泡沫密度。
所用抛射剂的量取决于气雾剂领域中公知的通常因素。对于摩丝而言,抛射剂的含量通常为基于组合物的总重量计最多35重量%,优选2重量%至30重量%,最优选3重量%至15重量%。如果抛射剂如二甲醚包括蒸气压抑制剂(例如三氯乙烷或二氯甲烷),对于重量百分比的计算,抑制剂的量作为抛射剂的一部分包括在内。对于气雾喷剂,抛射剂的含量通常较高;优选为总组合物的30至98重量%,更优选50至95重量%。
优选的抛射剂选自丙烷、正丁烷、异丁烯、二甲醚及其混合物。优选地,抛射剂包含二甲醚和以下至少一种:丙烷、正丁烷和异丁烯。制备根据本公开的气雾剂头发造型摩丝组合物的方法遵循常规气雾剂填充程序。将组合物成分(不包括抛射剂)装入合适的可加压容器,将其密封,然后根据常规技术装载抛射剂。
II. 头发造型乳霜、头发造型凝胶
在一些实施方案中,头发造型产品也可呈现非起泡产品形式,如头发造型乳霜或凝胶。在一些实施方案中,头发定型产品可以是乳霜形式。在一些实施方案中,头发定型产品可以是凝胶形式。在一些实施方案中,头发乳霜/凝胶用于免洗用途。在一些实施方案中,头发乳霜/凝胶是透明的或半透明的。
在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含丝素蛋白片段溶液、HLB值高于10的多羟基材料(多元醇和/或多糖)、植物提取物和如上所述的水性液体载体,其中多元醇包括甘油,其中丝素蛋白片段作为成膜剂并入。
在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含按头发造型产品的总重量计大约1.0重量%至大约6.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约300 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含按头发造型产品的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约300 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含按头发造型产品的总重量计大约3.0重量%至大约6.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约300 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含按头发造型乳霜/凝胶的总重量计大约1.0重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含按头发造型乳霜/凝胶的总重量计大约3.0重量%至大约6.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约6 kDa至大约17 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa和/或大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5的多分散性,并且其中丝素蛋白基蛋白片段以选自以下的量存在:按头发造型乳霜/凝胶的总重量计,大约1.0重量%、大约1.1重量%、大约1.2重量%、大约1.3重量%、大约1.4重量%、大约1.5重量%、大约1.6重量%、大约1.7重量%、大约1.8重量%、大约1.9重量%、大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%、大约5.0重量%、大约5.1重量%、大约5.2重量%、大约5.3重量%、大约5.4重量%、大约5.5重量%、大约5.6重量%、大约5.7重量%、大约5.8重量%、大约5.9重量%、大约6.0重量%。
在一些实施方案中,头发造型乳霜/凝胶包含基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约39 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5的多分散性,并且其中丝素蛋白基蛋白片段以选自以下的量存在:按头发造型乳霜/凝胶的总重量计,大约1.0重量%、大约1.1重量%、大约1.2重量%、大约1.3重量%、大约1.4重量%、大约1.5重量%、大约1.6重量%、大约1.7重量%、大约1.8重量%、大约1.9重量%、大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%、大约5.0重量%、大约5.1重量%、大约5.2重量%、大约5.3重量%、大约5.4重量%、大约5.5重量%、大约5.6重量%、大约5.7重量%、大约5.8重量%、大约5.9重量%、大约6.0重量%。
另外,乳霜可包含油、头发调理剂和/或增稠剂。乳霜还可包含香精、植物提取物和/或表面活性剂。乳霜可包装在管、桶(tub)、瓶或其它合适的容器中。
另外,乳霜可包含基本不溶于液体、挥发性有机烃并在暴露于空气时尺寸稳定的聚合物。合适地,羧乙烯基聚合物的分子量为至少750,000,优选至少1,250,000,最优选至少3,000,000。优选的羧乙烯基聚合物是与烯丙基蔗糖或烯丙基季戊四醇交联的丙烯酸的共聚物(例如CARBOPOL® 934、940、941和980)。也可用作结构剂或增稠剂的其它材料包括可赋予组合物凝胶样粘度的那些,例如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素、瓜尔胶、藻酸钠、阿拉伯树胶、黄原胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基瓜尔胶、淀粉和淀粉衍生物。也可以使用无机增稠剂,如滑石、气相二氧化硅、膨润土或合成锂皂石粘土。
这样的乳霜或凝胶包含结构剂或增稠剂,其含量通常为基于头发造型乳霜或凝胶的总重量计0.1重量%至10重量%,优选0.5重量%至3重量%。合适的结构剂或增稠剂的实例是聚合物增稠剂,例如羧乙烯基聚合物。羧乙烯基聚合物是包含单体烯属不饱和羧酸和总单体的大约0.01重量%至大约10重量%的多元醇聚醚的单体混合物的互聚物。
III. 香波
在一些实施方案中,头发护理组合物是香波产品,其包含丝素蛋白片段溶液、HLB值 > 10的多羟基材料(多元醇和/或多糖)和如上所述的香波基料,其中水溶性SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)充当香波的去污表面活性剂。含有SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)的香波在按摩到头发中时提供泡沫,很好洗掉,并在使用过程中提供“干干净净”的感觉。
在一些实施方案中,香波包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波包含大约3.5重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波包含基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5的多分散性,并且其中丝素蛋白基蛋白片段以选自以下的量存在:按香波组合物的总重量计,大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%和大约5.0重量%。
在一些实施方案中,香波包含大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约80 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约6 kDa至大约17 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,香波包含大约3.5重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约6 kDa至大约17 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。在一些实施方案中,香波包含基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约6 kDa至大约17 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5的多分散性,并且其中丝素蛋白基蛋白片段以选自以下的量存在:按香波组合物的总重量计,大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%和大约5.0重量%。在一些实施方案中,香波包含大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约5 kDa至大约15 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波包含大约2.0重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波包含大约3.5重量%至大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波包含基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5的多分散性,并且其中丝素蛋白基蛋白片段以选自以下的量存在:按香波组合物的总重量计,大约2.0重量%、大约2.1重量%、大约2.2重量%、大约2.3重量%、大约2.4重量%、大约2.5重量%、大约2.6重量%、大约2.7重量%、大约2.8重量%、大约2.9重量%、大约3.0重量%、大约3.1重量%、大约3.2重量%、大约3.3重量%、大约3.4重量%、大约3.5重量%、大约3.6重量%、大约3.7重量%、大约3.8重量%、大约3.9重量%、大约4.0重量%、大约4.1重量%、大约4.2重量%、大约4.3重量%、大约4.4重量%、大约4.5重量%、大约4.6重量%、大约4.7重量%、大约4.8重量%、大约4.9重量%和大约5.0重量%。
在一些实施方案中,香波包含大约5.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素蛋白基蛋白片段,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约17 kDa至大约39 kDa的重均分子量,其中丝素蛋白基蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
在一些实施方案中,香波进一步包含按香波的总重量计大约0.01重量%至大约3.0重量%的如上所述的丝素蛋白氨基酸(Gly + Ala + Ser)和/或低分子量丝素肽(200 Da至5kDa)作为调理剂以滋养和调理头发。
IV 护发素
在一些实施方案中,头发护理组合物为包含SPF(例如但不限于丝素蛋白片段)、HLB值 > 10的多羟基材料(多元醇和/或多糖)、乳液基料和如上所述的头发调理活性剂的护发素形式,其中乳液载体的油相含有选自植物油、异十二烷和异十六烷的可被丝乳化剂乳化的油性材料,和一种或多种脂肪酸的油性酯,其中植物油选自荷荷巴油和/或山茶油,其中所述油性酯选自异壬酸异壬酯和椰油辛酸酯。
在一些实施方案中,护发素用于免洗型(leave-in或leave-on)用途。在一些实施方案中,护发素是透明的或半透明的。在一些实施方案中,护发素赋予头发良好的质感,而没有带来任何粘性或油腻感。在一些实施方案中,护发素用于冲洗型用途。在一些实施方案中,护发素包含如上所述的丝素肽作为头发调理剂以在使用过程中带来增强的感觉(enhanced feel)。
在一些实施方案中,护发素包含本文中所述的任何丝素肽或任何丝素蛋白片段。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.01重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约5 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.01重量%至大约0.06重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约5 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.1重量%至大约2.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约5 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.5重量%至大约2.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约5 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.6重量%至大约1.5重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约5 kDa的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.6重量%至大约0.75重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约5 kDa的重均分子量。
在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.01重量%至大约3.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约1000 Da的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.01重量%至大约0.6重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约1000 Da的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.1重量%至大约2.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约1000 Da的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.6重量%至大约1.5重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约200 Da至大约1000 Da的重均分子量。
在一些实施方案中,护发素包含基本不含按护发素的总重量计大约0.01重量%至大约3.0重量%的丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约1000 Da的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.1重量%至大约2.0重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约1000 Da的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.6重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约1000 Da的重均分子量。在一些实施方案中,护发素包含按护发素的总重量计大约0.6重量%至大约1.6重量%的基本不含丝胶蛋白的丝素肽,其中丝素肽具有大约1000 Da的重均分子量。
在一些实施方案中,护发素包含如上所述的丝素蛋白氨基酸作为头发调理剂以呈递为湿润剂并滋养头发。在一些实施方案中,丝素蛋白氨基酸衍生自水解丝素蛋白。在一些实施方案中,丝素蛋白氨基酸来自市售的水解丝(CAS号:96690-41-4)。来自家蚕(Bombyx mori)的丝素蛋白的氨基酸组成主要由Gly(43%)、Ala(30%)和Ser(12%)组成。
在一些实施方案中,丝素蛋白氨基酸以按护发素的总重量计大约0.001重量%至大约1.5重量%的重量百分比存在于护发素中。在一些实施方案中,丝素蛋白氨基酸以按护发素的总重量计大约0.1重量%至大约1.0重量%的重量百分比存在于护发素中。在一些实施方案中,丝素蛋白氨基酸以按护发素的总重量计大约0.2重量%至大约0.6重量%的重量百分比存在于护发素中。
在一些实施方案中,护发素包含丝素蛋白片段(5 kDa至80 kDa)和/或丝氨基酸(Gly + Ala + Ser)和/或低分子量丝素肽(200 Da至5 kDa)的混合物,其中丝素蛋白片段、丝素肽和丝素蛋白氨基酸各自独立地以按护发素的总重量计大约0.1重量%至大约1.0重量%的重量百分比存在于护发素中。
在一些实施方案中,护发素可包含衍生自多糖的阳离子聚合物,例如阳离子纤维素衍生物、阳离子淀粉衍生物、阳离子瓜尔胶衍生物和阳离子刺槐豆胶衍生物、合成阳离子聚合物、这些试剂的混合物或组合。该制剂可包含其它合成或天然聚合物或者衍生自生物制备方法的聚合物,在适当的情况,其例如用阳离子基团或中性基团官能化。这些聚合物可对组合物具有稳定或强化作用,和/或调理作用(沉积在皮肤或头发的表面上)。
在一些实施方案中,乳液载体是油包水乳液、油包水乳液、微乳液、纳米乳液或双连续微乳液。护发素任选包含抗氧化剂、防晒剂、维生素、蛋白质、肽、植物提取物、湿润剂、油、柔润剂、润滑剂、增稠剂、头发调理剂、聚合物和/或表面活性剂。在一些实施方案中,护发素包含防腐剂。在一些实施方案中,护发素包含香精。在一些实施方案中,美发喷剂包含表面活性剂。在一些实施方案中,护发素含有水、香精、防腐剂。
可以任何合适的浓度包含头发调理剂。在一些实施方案中,护发素中存在的头发调理剂的量为按护发素组合物的总重量计大约0.01重量%至大约50重量%。在一些实施方案中,护发素中存在的头发调理剂的量为按护发素组合物的总重量计大约0.1重量%至大约25.0重量%。在一些实施方案中,护发素中存在的头发调理剂的量为按护发素组合物的总重量计大约1.0重量%至大约15.0重量%。
实施例
现在参考下列实施例描述本文中包含的实施方案。仅为举例说明的目的提供这些实施例,并且本文中包含的公开内容无论如何不应被解释为局限于这些实施例,而是应该解释为涵盖由于本文中提供的教导而变得显而易见的任何和所有变动。
一般程序
本公开的组合物可通过本领域中已知的各种方法制备。这样的方法包括以下实施例的那些,以及下面具体例举的方法。如本文中在操作实施例(working examples)中所用,“低分子量”、“低MW”或“低-MW”丝素蛋白片段包括具有大约14至大约30 kDa的分子量的片段。如本文在操作实施例中所用,“中分子量”、“中MW”或“中-MW”丝素蛋白片段包括具有大约39至大约54 kDa的分子量的片段。
实施例1: 拉直造型(Straightened Style)丝头发护理组合物
图1A-1C示出了作为用于拉直和卷曲头发的头发造型树脂的丝素蛋白片段水溶液提供造型和卷曲保持。图1A:未处理的棕色发绺;图1B:将中分子量丝素蛋白溶液(6重量%,0.8 mL)施加到未处理的棕色发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,并高热吹干120秒。实现拉直造型;图1C:将中分子量丝素蛋白溶液(6重量%,0.8 mL)施加到棕色发绺上,将发绺用细齿梳梳理10次并在卷绕在圆锥管(30 mm直径)周围的同时高热吹干120秒。实现卷曲造型;在强力定型造型产品中的典型树脂浓度:3-6重量%;在松弛定型造型产品中的典型树脂浓度:1-3重量%。
实施例2:表面活性剂/香波活性剂丝头发护理组合物
图2A-2D示出了丝素蛋白片段水溶液作为表面活性剂/香波活性剂;丝在按摩到头发中时提供泡沫,很好洗掉,并在施用过程中提供干净、澄清的感觉。图2A:未处理的棕色发绺;图2B将水(0.3 mL)施加到棕色发绺上以将其打湿,然后将Tween 20(5重量%,0.6 mL)施加到发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,然后高热吹干120秒;图2C:将水(0.3 mL)施加到棕色发绺上以将其打湿,然后将中分子量丝素蛋白溶液(5%固体,0.6 mL)施加到发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,然后高热吹干120秒;图2D:将水(0.3 mL)施加到棕色发绺上以将其打湿,并将低分子量丝素蛋白溶液(5%固体,0.6 mL) 施加到发绺上;将发绺用细齿梳梳理10次,然后高热吹干120秒。测试的所有表面活性剂在洗涤时提供一些泡沫。低分子量丝素蛋白溶液在按摩过程中感觉尤其澄清,表明良好的表面活性剂性能。所有样品均很好吹干,没有留下明显的残留。
实施例3:丝素蛋白溶液的表面活性剂去污力
表19显示了各种表面活性剂的除油效力,包括丝素蛋白溶液A和丝素蛋白溶液B。将丝素蛋白溶液与月桂醇聚醚-3进行比较,月桂醇聚醚-3是一种常用的个人护理表面活性剂。为了获得数据,将发绺贴标签并记录质量。每个处理准备N = 2个发绺。对于各相关表面活性剂,制备表面活性剂在自来水中的1%溶液(1升)。为了测试,用0.45毫升橄榄油均匀涂布发绺。然后将发绺浸在测试溶液中20次。然后将发绺浸在自来水(1升)中10次。对于各相关表面活性剂重复这些步骤。让发绺晾干3天并在干时再次记录质量以计算除油量。
表19. 表面活性剂的相对去污力
表面活性剂 %除油 %丝
月桂醇聚醚-3 6.6
丝素蛋白溶液A 7.8 1 % 低-MW丝素蛋白
丝素蛋白溶液B 6.3 1 % 中-MW丝素蛋白
实施例4. 丝素蛋白基头发顺滑疗法(Hair Smoothing Therapy)在头发上的沉积
将漂白的头发样品用自来水冲洗,用低MW丝的3%溶液处理,再次冲洗,并晾干整夜。将处理过的头发以及漂白的未处理头发的小样品用10 nm(80:20)Pt:Pd涂层溅射涂布并使用JEOL 7900F SEM分析。漂白的未处理头发的SEM图像(图3A)和丝处理头发的SEM图像(图3B)的并排比较证实了丝素蛋白涂层对角蛋白纤维的顺滑效果。
实施例5. 丝素蛋白基头发处理和它们对头发的可梳理性和光泽度的影响
将漂白的直发绺用15%十二烷基硫酸钠和70%异丙醇均匀洗涤并干燥。将发绺在自来水中冲洗10秒,然后将2毫升(如表20中所述的)溶液施加到发绺上。将溶液在自来水中再冲洗10秒,同时将发绺梳理过去5次。用梳子的宽齿侧评估梳理。以1(很难梳理)至5(很容易梳理)的等级评定梳理。让发绺干燥整夜并用梳子的密齿侧再次评估干梳理的容易性,评定等级相同。在用溶液处理之前和之后用ETB-0833 Self-Calibration 20˚ 60˚ 85˚光泽计在60˚设置下测量各发绺的光泽度。在表20中提供了该测试中应用的官能化丝的化学结构。由官能化丝带来的可梳理性和光泽度的测试结果概括在下表21-22中。
表20. 用于测试的官能化丝
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表21. 丝溶液对湿梳理性和干梳理性的影响的评级
(1 = 最差,5 = 最好)
溶液 平均湿梳理评级 平均干梳理评级 平均组合梳理评级
T001 4.00 4.38 4.19
T002 水解小麦蛋白(2%) 3.38 3.63 3.50
T003 低-MW丝(2%) 4.00 3.25 3.63
T004 中-MW丝(2%) 3.88 3.25 3.56
T005 低-098-02-01(2%) 2.13 3.25 2.69
T006 中-098-02-02(2%) 2.50 2.75 2.63
T007 Hexamine(2%) 3.50 4.00 3.75
表22. 丝溶液的施加造成的光泽度变化
溶液 平均初始光泽度(GU) 平均最终光泽度(GU) 光泽度变化的平均%
T001 2.17 2.53 17.08%
T002 水解小麦蛋白(2%) 2.20 2.68 22.01%
T003 低-MW丝(2%) 2.17 2.70 24.72%
T004 中-MW丝(2%) 2.20 2.63 20.01%
T005 低-098-02-01(2%) 2.10 2.47 17.46%
T006 中-098-02-02(2%) 2.32 2.48 8.07%
T007 Hexamine(2%) 2.12 2.42 14.37%
实施例6. 丝素蛋白基头发处理和它们对头发的顺滑度、毛糙和卷曲纹理的影响
将卷曲发绺用15%十二烷基硫酸钠均匀洗涤并干燥。将发绺在自来水中冲洗20秒,然后将1毫升(如表23中所述的)头发处理溶液施加到头发上。将溶液轻轻按摩30秒。在施加后,将发绺在自来水中再冲洗20秒。让发绺干燥整夜并基于5个人的观察以1(最不理想的结果)至5(最理想的结果)的等级评估卷曲纹理、毛糙和顺滑度。图5是对各滋养参数的视觉评级的概要图。所有分析的丝类型均表现出与行业标准水解小麦蛋白相等或更好的性能。
表23. 丝溶液对卷曲纹理、毛糙和顺滑度的影响的评级
(1 = 最差,5 = 最好)
溶液 卷曲 毛糙 顺滑度
T001 2.75 2.88 3.93
T002 水解小麦蛋白(2%) 3.38 3.13 2.5
T003 低-MW丝(2%) 3.25 2.88 3.2
T004 中-MW丝(2%) 4.25 4.25 3.13
T005 低-098-02-01(2%) 3.25 3.25 2.68
T006 中-098-02-02(2%) 3.63 4.00 1.75
T007 中-098-08-02(2%) 3.75 3.88 3.33
T008 Hexamine 098-10-2(2%) 3.50 3.63 3.88
T009 New Silicone(2%) 3.88 3.75 2.55
实施例7. 丝素蛋白基头发处理和它们对头发的拒水性的影响
将漂白的发绺用15%十二烷基硫酸钠均匀清洁并干燥。将发绺用5毫升(如表4中所述的)溶液处理,然后高热吹干。使用一次性3毫升吸移管将一滴自来水分布在干燥发绺上并借助秒表记录水滴的润湿时间。对于各发绺记录三滴,并将它们的平均润湿时间记录在表24中。
表24. 丝溶液在头发上的平均润湿时间的概要
样品 溶液 平均润湿时间(秒)
T001 0.74
T010 中-MW丝 (6%) 2.60
T011 低-MW丝 (6%) 1.49
T012 中-MW丝(6%,pH ~4.5,柠檬酸) 2.88
T013 低-MW丝(6%,pH ~4.5,柠檬酸) 1.61
实施例8. 丝素蛋白基头发处理和它们对头发造型和调质(Texturizing)的影响
实施例8a. 卷曲保持
将带有人发的人体模型头部均匀分成左区域和右区域。人体模型的右侧用22.6克3% 低分子量丝(low silk)处理并梳理过去。将湿发在手指梳理下吹干。将整个头部的头发分成9个区域。各区域用1''直径卷发棒在350℉下卷曲10秒。左侧用22.6克自来水处理并以相同方式吹干和做卷。在手指梳开发卷后定性比较头部两侧的卷曲保持(将结果拍摄在图6中)。
实施例8b. 发量保持(Volume Retention)
将带有人发的人体模型头部均匀分成左区域和右区域。人体模型的右侧用17.5克3% 低分子量丝处理并梳理过去。将湿发用梳子在拉起发根的同时吹干以营造蓬松感(create volume)。左侧用17.5克水处理并以相同方式吹干,用梳子拉起发根以营造蓬松感。如图7A-B中所见,在开始和在随后24小时之后定性比较两侧。
实施例9. 丝素蛋白基头发处理和它们对半永久和永久头发塑型的影响
根据表25制备溶液。在四个称重皿(标记A-D)的每一个中放置头发样品(1.25 cm宽)。向各皿加入4毫升适当溶液。用戴手套的手指将溶液按摩到样品中直至头发浸透。然后将各样品卷绕在辊周围并固定。将辊包裹在铝箔中并置于设定为“高”的有罩吹风机(hooded hair dryer)下方60分钟。然后将样品解开,用微温自来水冲洗并挂着晾干。结果描绘在图8A-D中。
表25. 用于制备头发塑型溶液的试剂量
样品 去离子水 低MW丝(6%) 中MW丝(6%) 碳酸钠 半胱氨酸 琥珀酸
002-A 40 mL 2.54 g 1.46 g 0.71 g
002-B 20 mL 20 mL 2.54 g 1.46 g 0.71 g
002-C 20 mL 20 mL 2.54 g 1.46 g 0.71 g
002-D 40 mL
丝在以其自身使用时已展现出各种头发改善品质,但可合理地预期,丝与其它配制成分结合时仍有望展现出,并且最有可能增强,这些品质。可用于改善可梳理性的成分的实例包括但不限于阳离子表面活性剂和季铵,如羟丙基三甲基氯化铵。可用于改善卷曲纹理的成分的实例包括但不限于脂肪油,如椰子油、荷荷巴油和乳木果油。可用于改善毛糙和顺滑度的成分的实例包括但不限于水解小麦蛋白、硬脂酸和泛酸。可用于改善光泽度和亮泽度的成分的实例包括但不限于甘油和杏仁油。
也可合理地预期,表25中描述的配方的变体在半永久至永久头发塑型中也将会有效。使用半胱氨酸作为温和还原剂的概念可合理地扩展到包括另外的含巯基化合物,例如(但不限于)N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸甲基和乙基酯,及其盐。所用的交联剂可合理地从琥珀酸扩展到包括其它二元酸或三元酸,例如(但不限于)戊二酸、己二酸、柠檬酸、苹果酸、天冬氨酸、谷氨酸、丙二酸和酒石酸。这些活性成分在另外的配制试剂(稳定剂、乳化剂、调理剂等)存在下的使用也是这项工作的合理扩展。
实施例10. 官能化丝的合成
如本文中所用,这些方法、图式和实施例中所用的符号和惯例与当代科学文献,例如Journal of the American Chemical SocietyJournal of Biological Chemistry中所用的那些一致。
除非另行指明,否则所有温度以℃(摄氏度)表示。除非另行指明,否则所有反应在室温下在惰性气氛下进行。没有合成细节的所用试剂可购得或根据文献程序制备。
HPLC/质谱在与Q Exactive™ Hybrid Quadrupole-Orbitrap™质谱仪联用的Dyonex series 3000 HPLC上获得。检测通过MS、在214 nM的UV,使用大气化学电离(APCI)或电喷雾电离(ESI)和蒸发光散射检测器(ELSD)来进行。使用Thermo Scientific™Xcalibur™软件采集数据。使用PEAKS软件进行数据分析。
丝素蛋白以2.3 MDa蛋白质复合体的形式分泌,其由6组重链-轻链异源二聚体和1个纤维六聚糖酶(fibrohexamerin)(P25)分子组成。基于m/z和ms2裂解规律,对不同亚基(重链、轻链和/或纤维六聚糖酶)确认丝素蛋白的共价改性。
在HPLC/MS之前,根据下面的程序对合成的官能化丝施以蛋白酶消化。一般而言,各样品中的官能化丝用6M胍HCl变性并在60℃下用DTT还原30分钟,接着在室温下在暗处用碘乙酰胺进行烷基化。通过加入过量DTT猝灭烷基化反应并让反应在室温下继续进行另外30分钟。胰凝乳蛋白酶消化在1:50的蛋白质:蛋白酶比率下在37℃下进行整夜。
使用Nicolet iS50 FTIR光谱仪在冻干官能化丝样品上进行衰减全反射。
根据下述实验程序制备的官能化丝概括在表26中:
表26. 官能化丝
Figure 874776DEST_PATH_IMAGE046
a. IEF代表等电聚焦。
实施例10a. 样品 077-027-1
Figure 227260DEST_PATH_IMAGE048
将低MW丝置于冰浴上并在300 rpm下搅拌。将溶液的pH调节到9.5,然后经3小时,分3份加入甲基丙烯酸缩水甘油酯。在添加后,移除冰浴,并使混合物升温到室温(RT)。让混合物在室温下反应30分钟。将反应混合物通过使用10 kDa MWCO渗析管经水渗析来纯化。
基于来自在HPLC/MS分析中获得的质谱的m/z和ms2裂解规律对所有三个亚基(重链、轻链和纤维六聚糖酶)确认低MW丝素蛋白的共价改性(见图9A和图12A-B)。
实施例10b. 样品 077-024-2
Figure DEST_PATH_IMAGE049
将低MW丝置于冰浴上并在300 rpm下搅拌。经1小时,分3份加入乙酸酐。在每份后用氢氧化钠将pH调节到8.5-9.5。在最后的琥珀酸添加后,移除冰浴,并使反应升温到室温。让混合物在室温下反应30分钟。将反应混合物通过使用10 kDa MWCO渗析管经水渗析来纯化。
基于来自在HPLC/MS分析中获得的质谱的m/z和ms2裂解规律对所有三个亚基(重链、轻链和纤维六聚糖酶)确认低MW丝素蛋白的共价改性(见图9B和图13A-C)。
实施例10c. 样品 077-028-2
Figure 497705DEST_PATH_IMAGE050
将低MW丝置于冰浴上并在300 rpm下搅拌。经1小时,分3份加入琥珀酸酐。在每份后用氢氧化钠将pH调节到8.5-9.5。在最后的琥珀酸添加后,移除冰浴,并使反应升温到室温。让混合物在室温下反应30分钟。将反应混合物通过使用10 kDa MWCO渗析管经水渗析来纯化。
基于来自在HPLC/MS分析中获得的质谱的m/z和ms2裂解规律对所有三个亚基(重链、轻链和纤维六聚糖酶)确认低MW丝素蛋白的共价改性(见图9C和图14)。
实施例10d. 样品 077-30-1
Figure DEST_PATH_IMAGE051
基于来自在HPLC/MS分析中获得的质谱的m/z和ms2裂解规律对所有三个亚基(重链、轻链和纤维六聚糖酶)确认低MW丝素蛋白的共价改性(见图9D和图15)。
实施例10e. 样品 098-08-02
Figure 670060DEST_PATH_IMAGE052
将中MW丝用磷酸盐缓冲液调节到pH 7.2并加热到37℃。然后加入己醛,接着加入过氧化氢,并使该溶液在搅拌下反应24小时。然后将溶液冷却到室温并通过使用10 kDaMWCO渗析管经水渗析来纯化。
实施例10f. 样品 098-29-02
Figure DEST_PATH_IMAGE053
将中MW丝在磷酸盐缓冲液中调节到pH 6.5并加热到35℃。加入蘑菇酪氨酸酶并将该溶液搅拌2小时。然后将该溶液加热到85℃ 10分钟以使酪氨酸酶失活,然后将温度降低到60℃并加入N,N-二甲基乙二胺。使反应混合物反应2小时。然后将溶液冷却到室温并通过使用MWCO为10 kDa的膜经水渗析来纯化。
实施例10g. 样品 098-30-02
Figure 621835DEST_PATH_IMAGE054
将中MW丝在磷酸盐缓冲液中调节到pH 6.5并加热到35℃。加入蘑菇酪氨酸酶并将该溶液搅拌2小时。然后将该溶液加热到85℃ 10分钟以使酪氨酸酶失活,然后将温度降低到60℃并加入1-氨基戊烷。使反应混合物反应2小时。然后将溶液冷却到室温并通过使用MWCO为10 kDa的膜经水渗析来纯化。
实施例11. 电泳凝胶
通过使用Novex precast 3-10 IEF凝胶的凝胶电泳获得官能化丝样品的分子量谱带。凝胶电泳实验根据ThermoFisher Novex “Pre-Cast Gel Electrophoresis Guide”Version B,2003年1月27日,IM-1002进行。一般而言,将官能化丝样品在加载前在3-10 IEF样品缓冲液中稀释到14.7 mg/ml蛋白质浓度并使用BioRad 4.45-9.6 IEF电泳标样。凝胶在100恒定伏特下聚焦1小时、在200恒定伏特下聚焦1小时和在500恒定伏特下聚焦30分钟。将凝胶在12% TCA中固定½小时;在考马斯亮蓝R-250中染色,在10%乙酸中染色并在赛璐玢片之间干燥。
图10A-B显示了对在上述实施例10中合成的官能化丝和对照进行的电泳凝胶实验的结果。图10A显示了来自几种典型Activated Silks™的电泳凝胶,且图10B显示了化学改性Activated Silks™的电泳凝胶。表27列出了对图10B上的各泳道1-12的样品描述。
中分子量Activated Silks™具有两个等电点范围,一个在pH 4-5之间,第二个在pH 7-8之间。与此相比,低分子量Activated Silks™只有一个等电点,在pH 4-5的范围内。在化学改性后,乙酰化(样品077-024-2)和甲基丙烯酸化(样品077-027-1)丝的等电点不变。但是,琥珀酰化(样品077-028-2)使等电点移向更低的值(pH < 4.65),而胺化(样品077-030-1)使等电点移向更高的值(pH 5.1-6)并产生另外的等电点(pH 7-8)。
表27. 图10B中所示的凝胶电泳样品的样品描述
泳道 样品 µg载量 µl载量
1 BioRad IEF Stds - 6
2 IEF样品缓冲液 - 7.35
3 077-024-2 100 7.35
4 077-027-1 100 7.35
5 077-027-2 100 7.35
6 077-028-2 100 7.35
7 077-030-1 100 7.35
8 MC-1 100 7.35
9 S700-SP 100 7.35
10 DBr-7 100 7.35
11 Ser-1 100 7.35
12 - - -
通过尺寸排阻色谱法分析获得官能化丝样品的分子量分布。一般而言,在配备有PolySep GFC P-4000(7.8×300 mm)尺寸排阻柱和折射率检测器的Agilent 1100 HPLC上分析官能化丝的样品溶液。使用含有100 mM氯化钠 + 12.5 mM磷酸钠缓冲液(pH 7)的流动相在1 mL/min的流量下操作该仪器,样品运行时间为20分钟。使用Cirrus软件包相对于葡聚糖标样计算分子量分布。
图11显示了与典型中分子量丝相比两种改性中分子量丝的色谱图。这两种改性丝具有相比于标样更高的分子量(通过朝更早洗脱时间移动证明)。

Claims (82)

1.一种头发护理组合物,其包含:
丝素蛋白片段,其具有选自大约1 kDa至大约5 kDa、大约5 kDa至大约10 kDa、大约6kDa至大约17 kDa、大约10 kDa至大约15 kDa、大约15 kDa至大约20 kDa、大约17 kDa至大约39 kDa、大约20 kDa至大约25 kDa、大约25 kDa至大约30 kDa、大约30 kDa至大约35kDa、大约35 kDa至大约40 kDa、大约39 kDa至大约80 kDa、大约40 kDa至大约45 kDa、大约45 kDa至大约50 kDa、大约60 kDa至大约100 kDa和大约80 kDa至大约144 kDa的平均重均分子量,和1至大约5的多分散性;
0至500 ppm溴化锂;
0至500 ppm碳酸钠;和
皮肤病学可接受的载体。
2.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段具有1至大约1.5的多分散性。
3.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段具有大约1.5至大约2.0的多分散性。
4.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段具有大约1.5至大约3.0的多分散性。
5.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段具有大约2.0至大约2.5的多分散性。
6.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段具有大约2.5至大约3.0的多分散性。
7.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约10.0重量%存在于头发护理组合物中。
8.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约0.01重量%至大约1.0重量%存在于头发护理组合物中。
9.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约1.0重量%至大约2.0重量%存在于头发护理组合物中。
10.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约2.0重量%至大约3.0重量%存在于头发护理组合物中。
11.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约3.0重量%至大约4.0重量%存在于头发护理组合物中。
12.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约4.0重量%至大约5.0重量%存在于头发护理组合物中。
13.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述丝素蛋白片段以相对于头发护理组合物的总重量计大约5.0重量%至大约6.0重量%存在于头发护理组合物中。
14.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其进一步包含相对于头发护理组合物的总重量计大约0.01% (w/w)至大约10% (w/w)的丝胶蛋白。
15.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其进一步包含相对于丝素蛋白片段计大约0.01% (w/w)至大约10% (w/w)的丝胶蛋白。
16.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中在配制成头发护理组合物之前,所述丝素蛋白片段在水溶液中至少10天时没有自发或逐渐胶凝并且没有颜色或浊度的明显变化。
17.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述皮肤病学可接受的载体包含油相。
18.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述皮肤病学可接受的载体包含水相。
19.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其进一步包含乳化剂。
20.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其中所述皮肤病学可接受的载体包含水包油乳液或油包水乳液。
21.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其进一步包含烃油、脂肪酸、脂肪油、脂肪酸酯、阳离子季铵盐或其任何组合。
22.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其进一步包含去污剂、洗涤剂或其组合。
23.根据权利要求1所述的头发护理组合物,其进一步包含头发造型聚合物。
24.根据权利要求1-23任一项所述的头发护理组合物,其中所述头发护理组合物是透明的、半透明的或不透明的。
25.一种洗发前发用产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
26.一种洗发香波产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
27.一种头发冲洗产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
28.一种护发素产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
29.一种头发处理产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
30.一种头发定型液产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
31.一种吹风造型液产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
32.一种美发喷剂产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
33.一种头发造型泡沫产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
34.一种头发造型凝胶产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
35.一种发油产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
36.一种发用液剂产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
37.一种生发剂产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
38.一种发乳产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
39.一种头发化妆品产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
40.一种烫发剂产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
41.一种发用摩丝产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
42.一种发用凝胶产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
43.一种生发剂产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
44.一种发用泡沫产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
45.一种发膏产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
46.一种发用乳剂产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
47.一种发蜡产品,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物,和如本文中所述的皮肤病学可接受的载体。
48.一种能够起泡的头发护理组合物,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物,和按头发护理组合物的总重量计小于20.0重量%的表面活性剂体系,其含有(a)基于硫酸盐的表面活性剂、(b) 基于硅的表面活性剂和(c) 合成表面活性剂中的一种或多种。
49.一种染发组合物,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物,其中所述染发组合物能够涂布毛小皮并管理头发毛糙。
50.一种能够增加头发光泽的头发护理组合物,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
51.一种能够增强头发颜色的头发护理组合物,其包含根据权利要求1-24任一项所述的头发护理组合物。
52.官能化丝素蛋白基片段,其包含选自式(1)-(8)的化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 327923DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中,所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性,
并且所述中-MW丝具有大约25 kDa至大约60 kDa的重均分子量和1.0至大约5.0的多分散性。
53.根据权利要求52所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
54.根据权利要求52所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
55.根据权利要求52所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
56.根据权利要求52所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
57.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(1)的化合物
Figure 713905DEST_PATH_IMAGE004
58.根据权利要求57所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
59.根据权利要求57所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
60.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(2)的化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE005
61.根据权利要求60所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
62.根据权利要求60所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
63.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(3)的化合物
Figure 149434DEST_PATH_IMAGE006
64.根据权利要求63所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
65.根据权利要求63所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
66.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(4)的化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE007
67.根据权利要求66所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
68.根据权利要求66所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
69.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(5)的化合物
Figure 13485DEST_PATH_IMAGE008
70.根据权利要求69所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约25 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
71.根据权利要求69所述的官能化丝,其中所述低-MW丝具有大约5 kDa至大约17 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
72.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(6)的化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE009
73.根据权利要求72所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
74.根据权利要求72所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
75.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(7)的化合物
Figure 749229DEST_PATH_IMAGE010
76.根据权利要求75所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
77.根据权利要求75所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
78.根据权利要求52所述的官能化丝,其包含式(8)的化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE011
79.根据权利要求78所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约25 kDa至60 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
80.根据权利要求78所述的官能化丝,其中所述中-MW丝具有大约39 kDa至大约54 kDa的重均分子量和大约1.5至大约3.0的多分散性。
81.一种头发护理组合物,其包含根据权利要求52-80任一项所述的官能化丝。
82.根据权利要求81所述的头发护理组合物,其配制为选自洗发前用产品、香波产品、头发冲洗剂、护发素、头发处理剂、定型液、吹风造型液、美发喷剂、头发造型泡沫、头发造型凝胶、发油、发用液剂、生发剂、发乳、头发化妆品或烫发剂的头发护理产品。
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