全球最大染发剂化学数据库：助力新型染发剂研究，让爱美人士远离毒害

北卡罗莱纳州立大学的Tova Williams博士

北卡罗来纳州立大学的研究人员已经建造了全球最大的染发剂化学物质的开放版权数据库，作为开发新一代染发剂的数据资源，从而开发出对消费者、造型师和环境更安全的染发剂。

染发剂化学物质的在线数据库包含了当前和过去所使用的商业染发剂中313种物质结构和性质的详细信息。使用基于计算机的化学信息学分类，研究人员将染料分组成具有相似结构和性质的族。得出的结果揭示出一些令人惊奇并充满希望的新研究途径。

一篇关于该研究的期刊论文的主要作者，北卡罗来纳州立大学博士生Tova Williams说：“该数据库不仅仅可以帮助推动染发剂的设计，通过使用相同的方法，还可进行其他类型染料的设计。”

染发产业的全球产值每年可达数十亿美元，并仍处在快速发展中。根据染色效果的持续时间，染发剂基本可分为三种类型，临时染色剂只覆盖了头发的表面，通常一两次就洗掉了，半永久性染料的持续时间通常长一点，需要经过六到八次洗发才能脱色。然而，市场上约80％的商用染发剂是永久性的，通过化学中的氧化过程来起效。永久染发剂最初使用时是无色的。当微小的前驱体分子进入头发纤维的内部组织，在那里它们结合形成大分子并赋予头发颜色。头发的永久性颜色能够抵抗洗涤，因为染色剂在头发内部产生化学结合。

研究人员可以使用该数据库来帮助识别不太可能引起过敏反应或增加癌症风险的染料。对于消费者来说，因为染发剂会附着在头皮上，所以染发剂的安全性是一个关键的问题，对于不断使用染发剂产品的造型师来说也是如此。

Williams说：“使用计算机建模可以预测数据库中的哪些物质可能导致皮肤过敏，或者可能有更大的健康风险。这可以帮助研发出具备更好性能且更具可持续性的染料。”

“Cheminformatics平台可以加快研究和开发的进程，使得分析和比较数据库中数百种物质的性质成为可能，这是一个将不可能变为可能的壮举。”北卡州立化学助理教授Denis Fourches说道：“如果你要在实验室里用染发剂做这项工作，那将是一项需要几年时间和几百万美元的工作。如果没有计算机建模，300多种物质将是非常具有挑战性的，建模提供了具备透明性和可重复性的用来表征和分类染料一种方法。”

研究人员在创建数据库的过程中，发现了一组有趣的染料，这些染料不符合既定的类别：它属于半永久性染料，但又与永久性染料前驱体的性质有些相似。

该文章的共同作者，北卡罗来纳州立大学染料化学教授Harold Freeman说：“事实上，在北卡罗来纳州立大学的Max A. Weaver Dye Library中，有成千上万的由伊士曼化学公司捐赠给该校的染料和织物样品。”

Freeman教授说道：“我们突然想到可以将这项研究与染料数据库中超过100，000种独特的染料结合起来。通过修饰染料库中关键化合物的结构，我们期望能够设计出对环境无害的新型染料前驱体，将它们放到头发上，然后利用其独特的母体结构转换成颜色。这组染料拥有巨大的潜力，这可以帮助我们开发出更加高效且安全的染发剂。”

研究人员还考虑了染料对环境的影响。他们将染发剂数据库与美国环境保护局内部的化学仪表板连接起来。文章合著者之一的Antony John Williams在美国环保局位于北卡罗莱纳州三角研究园区的计算毒理学国家中心工作。

Fourches说道：“现在我们已经将数据库的版权开放，其他建模者已经对这类染发剂感兴趣了，这是设计更具可持续性和绿色的（毒性更小）新物质的一步。他们现在正在计算我们都没有想到的新类型的特性，这个消息令人非常振奋。”