全分子量透明质酸与二羟丙基精氨酸盐酸盐之间“分子铆钉”技术的机制及应用前景探究

随着人们对皮肤干燥问题的关注度不断提高，皮肤保湿已成为肌肤护理的重要热点之一。皮肤干燥不仅影响皮肤的外观（润泽、弹性和紧实度），而且影响皮肤对活性物质的吸收[1]。因此，具有高效保湿功能的护肤品是消费者的基本且关键需求之一，而持久的保湿效果则是化妆品配方的核心目标[2]。透明质酸（HyaluronicAcid，HA）是一种由乙酰葡糖胺和葡萄糖醛酸组成的链状高分子酸性黏多糖。由于HA分子链中单糖间的氢键作用，即使在低浓度下，HA也能形成独特的蜂窝状网络结构，从而吸附约自身重量1000倍的水分，展现出强大的保湿能力[3]。因此，HA在护肤产品中的应用日益广泛，并逐渐成为核心保湿成分之一[3，5]。研究还证实，HA除保湿外，还具有抗炎舒缓[6]和抗皱紧致等功效[7]，尤其是小分子量的HA[8]。然而，HA的多羟基结构使其高度亲水且带负电，导致其在皮肤和头发上的沉积效率较低，容易被水或汗水冲洗掉，难以实现预期的保湿和其他功效。单纯增加HA用量不仅无法改善沉积效果，还会增加配方成本并影响使用感受[9-11]。传统HA化妆品应用中，为增强其皮肤驻留性往往需要对HA分子进行化学修饰（如交联、酯化或接枝改性），这些方法虽然能提高HA的稳定性，但存在工艺复杂、反应条件苛刻、成本高昂等问题，且可能影响HA的天然生物活性[12]。研究发现，含有羟基和氨基的二羟丙基精氨酸盐酸盐（DihydroxypropylArgininehydrochloride，AR）能与海藻糖形成强氢键网络，显著提升海藻糖保湿效果，同时避免了传统化学修饰方法带来的工艺复杂性和潜在刺激性[13]。受此启发，本研究探索通过HA与AR的分子协同作用来提升HA的沉积性能和保湿功效。

本研究采用专利的“全分子量透明质酸”（HA60和HA20）与AR构建新型分子作用体系。AR分子由甘油和精氨酸组成，其中甘油是高效保湿剂，精氨酸作为带正电荷的氨基酸保湿剂，能与皮肤、头皮和受损的头发表面产生强静电作用。实验发现，特定配比的HA与AR可形成强分子间作用力，这种带正电荷的复合物能与带负电的皮肤表面产生强烈相互作用，显著提升HA的抗冲洗性和长效保湿性。我们将这种分子间作用机制命名为“分子铆钉”效应，该机制无需复杂化学修饰或生物发酵工艺，即可显著改善HA在皮肤和毛发上的沉积性能、持久保湿效果及使用感受。

1.1材料、试剂与仪器

重均分子量为600kDa的“全分子量透明质酸”（HA60）和重均分子量为200kDa的“全分子量透明质酸”（HA20），梅晔生物医药股份有限公司；二羟丙基精氨酸盐酸盐水溶液（AR），日本SeiwaKasei公司；去离子水（0.055μS/cm），实验室超纯水机制备；Decon90，英国迪康公司；大豆磷脂酰胆碱（卵磷脂，纯度≥98%），上海麦克林生化有限公司；洁面啫喱，梅晔生物医药股份有限公司。

NANOITC等温滴定量热仪，美国TA公司；KSVZ-500石英晶体微天平，KSVInstrument公司；NanoWizard4XP原子力显微镜，美国Bruker公司；氧化硅石英晶体（QSX303，ATcut，4.95MHz），BiolinScientificAB公司。

1.2实验方法

1.2.1分子间作用力分析

通过等温滴定量热法，使用NANOITC等温滴定量热仪获得AR与HA化合物间相互作用的完整热力学参数，并对其进行分析。样品配置为：用去离子水配置5mg/mL的AR水溶液和2mg/mL的HA20与HA60水溶液。滴定程序设置为：2.5μL每滴，共20滴；转速250rpm，温度25℃；仪器基线稳定时间3600s。实验步骤为：样品经过脱气处理10min。先用300mL10%Decon90和1L去离子水冲洗滴定池。滴定针吸取52μLAR溶液样品，进样针取350μLHA20或者HA60溶液样品。滴定针装载完毕后点击开始平衡基线。最后用NanoAnalysis分析处理结果。

1.2.2协同表面沉积评估

采用石英晶体微天平与耗散监测（QuartzCrystalMicrobalancewithDissipationmonitoring，QCM-D）与原子力显微镜（AtomicForceMicroscopy，AFM）相结合，可以定性和定量地量化冲洗过程中样品的协同表面沉积。

1.2.2.1QCM-D沉积质量曲线测定

实验样品制备：所有实验样品均由去离子水混合，在室温下磁力搅拌直到完全溶解，配置的溶液组合如下表1所示。

SiO2表面制备：在测量前，使用2%十二烷基硫酸钠（SDS）溶液冲洗氧化硅石英晶体（QSX303，ATcut，4.95MHz），然后用去离子水彻底冲洗干净，使用氮气吹至干燥。将去离子水以100μL/m