韩克利团队发现一种天然防晒霜防晒机理

最近，中国科学院大连化学研究所研究员韩克立带领一个复杂分子系统反应动力学研究小组，发现了植物叶面防晒分子的超快反-顺光异构化机理和一种新的防晒分子。相关的研究结果发表在《JPC快报》上。

紫外线辐射会对生物体造成DNA损伤。与动物相比，植物暴露在光线下的时间更长。为了防止紫外线的不利影响，在十字花科植物的表面均匀分布一层苹果酸类似物(SM)，一种芥子酸(SA)的脂质衍生物，可以有效地将紫外线的能量消散到环境中，从而防止紫外线的破坏作用。然而，钐在溶液环境中抗紫外线损伤的机理仍不清楚。

研究人员利用飞秒瞬态吸收光谱和时间相关密度泛函理论计算发现，钐和水杨酸在中性水溶液中脱质子化。在吸收紫外线达到电子激发态后，它们将通过超快速光异构化转换回基态，有效地将紫外线的能量转移到环境中，避免对遗传物质的破坏。然而，去质子化的水杨酸吸收紫外线的能力在光异构化后大大降低，而钐几乎不变，这解释了为什么钐天然地被选为防晒霜。此外，该团队还发现质子化状态的水杨酸可以在6皮秒内通过反式-顺式光异构化返回基态，生成的顺式产物也具有良好的紫外吸收能力，这为开发新型防晒霜指明了方向。

以上工作得到了科技部和国家自然科学基金“973计划”的支持。