許多防曬霜中的成分會漂白珊瑚並危害海洋生物。 www.shutterstock.com
隨著氣溫升高，美國人蜂擁到海灘，他們塗上厚厚的防曬霜，以防止導致皮膚癌的太陽有害紫外線輻射。 當他們飛濺和游泳時，很少有人考慮乳液和噴霧劑中的化學物質對生活在這些沿海地區的魚類和珊瑚等海洋生物是否安全。
壞消息是，越來越多的證據表明，這些輻射過濾器中的某些化學物質正在漂白珊瑚並殺死魚類。 好消息是，我們正在開發一種更環保、更清潔、更安全的替代方案。
廣泛使用的防曬霜分為兩大類：物理和化學。 物理防曬霜含有微小的礦物質，可以作為偏轉太陽光線的盾牌。 另一方面，化學防曬霜使用許多合成化合物，這些化合物會在紫外線到達皮膚之前吸收紫外線。
殺手級化學品
但是這些乳液在水中會洗掉。 例如，每10,000名遊客在海浪中嬉戲，每天約有4公斤的礦物顆粒被沖入海灘水中。 這些礦物質催化過氧化氫的產生，這是一種眾所周知的漂白劑，其濃度足以傷害沿海海洋生物。 事實上，每年有多達 14,000 噸的防曬霜被排放到水中。 這些防曬霜中的活性成分、礦物質和合成有機化合物正在使全球 10% 的珊瑚礁承受壓力，其中包括 40% 的沿海珊瑚礁。
其中一種成分是氧苯酮，這是一種常用於化學防曬霜的合成分子，已知對珊瑚、藻類、海膽、魚類和哺乳動物有毒：在超過 400 萬加侖的水中一滴這種化合物就足以危及生命。有機體。 不幸的是，它在沿海水中的濃度已經大大高於其毒性極限，儘管還沒有致命，並且可能會加速珊瑚白化。 為了保護海洋生態系統免遭進一步破壞，夏威夷立法者通過了一項新法律，禁止使用含有氧苯酮和另一種有害成分辛諾酸鹽的化學防曬霜。 該法律將於 2021 年 1 月 1 日生效。
藻類防曬霜
一瓶藍藻Synechocystis sp。 用於生產 shinorine 的 PCC 6803。 綠色來自葉綠素，它是細菌的天然組成部分。 Shinorine很清楚。
楊光博士CC BY-NC-ND
保護自己免受紫外線傷害並不是什麼新鮮事。 包括微生物、植物和動物在內的許多生物已經進化出保護自己的方法。 這些生物體產生吸收紫外線並阻止輻射進入細胞和破壞 DNA 的小分子。 與物理和合成化學防曬劑不同，這些天然可用的化合物對環境友好且可生物降解。 因此，這些天然產品有可能成為更安全的商業防曬劑化合物。
在我在佛羅里達大學藥學院的實驗室中，我們有興趣在世界範圍內尋找可用於健康、農業和環境的天然化學物質。 最近，我和我的同事發現了一種更有效的收穫 shinorine 的方法——一種由稱為藍藻的微生物產生的天然防曬劑。
Shinorine 屬於一類天然產物，稱為類菌孢素氨基酸，由兩種氨基酸和一種糖組成。 許多暴露在強烈陽光下的水生生物，如藍藻和大型藻類，會產生 shinorine 和其他相關化合物以保護自己免受太陽輻射。 化妝品行業已經在產品中註入了 shinorine 作為關鍵活性成分。 shinorine 的商業供應來自於在經歷頻繁環境變化的大型潮汐池中緩慢生長的海洋紅藻。 這意味著傳統的提取方法既費時又不可預測。
為了提高 shinorine 的產量，我們尋找一種能夠在可預測的條件下茁壯成長的快速生長的藍藻菌株。 這需要做很多工作！ 我們解碼了來自海洋和陸地生態系統的 100 多種藍藻的遺傳藍圖——基因組，並選擇了一種，Fischerella sp。 PCC9339，實驗室培養。
令我們高興的是，四個星期後，這種菌株產生了 shinorine，但不幸的是還不夠。 為了生產更多，我們隨後將一組編碼製造 shinorine 指令的基因轉移到一個淡水藍藻（來自加利福尼亞州伯克利），集胞藻。 PCC 6803，只需要水、二氧化碳和陽光就能快速生長。 使用工程藍藻，我們生產了與傳統方法相當的數量的 shinorine，但我們只用了幾周而不是一年的時間來培養紅藻。
通過推進生產更多 shinorine 和其他吸收紫外線的天然產品的方法，我們希望讓“綠色”防曬霜更容易獲得——以保護我們的皮膚和我們渴望看到的生物的生命。
丁友松不為任何將從本文中受益的公司或組織工作、諮詢、持有股份或從其獲得資金，並且除了其學術任命外，未披露任何相關從屬關係。
Translated By Thai Ladies Beauty, Written By Yousong Ding, Assistant Professor of Medicinal Chemistry, University of Florida, https://theconversation.com/making-a-cleaner-greener-environmentally-safe-sunscreen-95627