查耳酮(Chalcone)为具有延伸π-共轭体系的α,β-不饱和酮，是开发有机紫外(UV)滤料的理想骨架。本研究以市售UVA滤料阿伏苯宗(Avobenzone, AVO)的化学结构为模板，合成了一系列取代查耳酮，并系统评价其紫外吸收谱、光稳定性、抗氧化潜力、光防护能力及安全性相关性质。其中2-羟基查耳酮3ca和3cb表现最为优异：3ca的λmax为365 nm，临界波长(critical wavelength, λc)为386 nm，UVA/UVB比值为6.3，摩尔吸光系数ε为58,880 M−1cm−1；3cb的λmax为353 nm，λc为376 nm，UVA/UVB比值为3.2，ε为28,900 M−1cm−1。两化合物均满足广谱防护标准，经UVA及UVB照射后降解率<5%，光稳定性与氧苯酮(Benzophenone-3, BP-3)相当且优于AVO。含3ca与3cb的制剂分别使UVA诱导的DNA损伤减少90.4%和95.1%。皮肤渗透实验显示化合物主要滞留于角质层(stratum corneum, SC)（3ca94.1%，3cb97.4%），进入活体表皮(epidermis, EPI)及真皮(dermis, DE)的量极少，接受液(receptor fluid, RF)中未检出。两查耳酮在鸡胚绒毛尿囊膜试验(Hen's Egg Test–Chorioallantoic Membrane, HET–CAM)中无相关刺激性，经皮给药后皮肤生物物理参数无显著改变。上述结果支持羟基取代查耳酮作为外用广谱紫外滤料的开发潜力。
论文解读：阿伏苯宗结构相关查耳酮的开发——光防护、光稳定性及安全性评价
该论文发表于Photochemistry and Photobiology，针对目前商用有机紫外(Ultraviolet, UV)滤料尤其是广泛使用的UVA滤料阿伏苯宗(Avobenzone, AVO)存在光不稳定、光照下发生烯醇-酮互变及光降解导致防护力丧失并产生潜在致敏或细胞毒性降解产物的问题，以及多数具光防护活性化合物因光稳定性差、环境持久性或人体毒性而未能获准上市的现状，研究人员提出以具延伸π-共轭体系、与AVO具有相同二苯甲酰甲烷类发色团的查耳酮(Chalcone, α,β-不饱和酮)为骨架，通过在A环引入2-位羟基促进分子内氢键及非破坏性激发态失活，设计并合成一系列AVO结构相关的取代查耳酮，系统考察其UV吸收特性、光稳定性、抗氧化与ROS抑制能力、体外光毒性、溶血及眼刺激性(HET–CAM)、配方后抗UVA致DNA损伤效力、人体皮肤渗透/滞留分布及人体皮肤生物测量学参数，以评估羟基查耳酮作为新一代外用广谱有机UV滤料的可行性。研究最终筛选出2-羟基-4-甲氧基查耳酮衍生物3ca与3cb，证实其在UV吸收、光稳定性、皮肤限留性及初步安全性方面优于或等同于已上市滤料AVO与氧苯酮(Benzophenone-3, BP-3)，且不易透入活体皮肤层。
主要关键技术方法
研究人员以取代苯乙酮（部分需以叔丁基二甲基硅烷基氯化物TBDMSCl保护2-位酚羟基）与取代苯甲醛经氢氧化钠催化羟醛缩合（超声辅助）合成5种查耳酮（含3aa、3ab、3ba、3ca、3cb），产物经硅胶柱纯化及1H/13C NMR、HRMS-ESI鉴定。在乙腈等溶剂中以UV-Vis测定50 μM化合物250–400 nm吸收光谱，计算最大吸收波长λmax、临界波长(critical wavelength, λc，吸光度降至峰值的1/e处对应波长)、UVA/UVB吸光度比值及摩尔吸光系数ε。光稳定性通过干膜与乙腈溶液经UVA灯(Philips TUV–UVA 30 W)及窄带UVB灯(Philips TL 20 W/01)照射4 h后，以UV-Vis与HPLC-DAD对比暗对照峰面积损失定量，以AVO(光不稳定参照)与BP-3(光稳定参照)作对照。抗氧化潜力用ABTS与DPPH自由基清除实验，细胞内ROS抑制用HaCaT细胞负载DCFH2-DA探针经UVA照射(4 J/cm2)后荧光检测。光毒性按OECD 432指南行3T3 NRU PT法计算平均光效应(Mean Photo Effect, MPE)。溶血实验用人全血红细胞与化合物孵育测540 nm吸光度。眼刺激性用受精鸡胚第10天绒毛尿囊膜(HET–CAM)法观察溶血/出血/凝血。防晒配方将3ca/3cb(2% w/w)加入Lanette N®霜基质，以质粒DNA(pCMUT)构筑UV透射DNA剂量计，UVA照射(300 kJ/m2，BG39滤光)后用T4内切酶V处理琼脂糖凝胶电泳定量环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer, CPD)计算DNA-防晒指数(DNA-SPF)与DNA保护率。皮肤渗透/滞留用腹部成形术获取的人全层皮肤(志愿者捐赠，伦理批准CAAE: 82837124.4.0000.5346)装配Franz扩散池(32±0.5°C，8 h)，胶带剥离(Tape-stripping)分取角质层(stratum corneum, SC)、活体表皮(epidermis, EPI)、真皮(dermis, DE)及接收液(receptor fluid, RF)中化合物浓度经HPLC-DAD定量。人体皮肤生物测量学由11名健康志愿者前臂区涂敷后，用Mexameter(黑色素、红斑)、Tewameter TM300(经表皮失水率Transepidermal Water Loss, TEWL)、Skin-pH-Meter、Corneometer(水合)、Sebumeter于0–180 min多点测定。
RESULTS AND DISCUSSION
研究人员发现2-羟基查耳酮(3ca、3cb)相较无羟基类似物发生红移(λmax分别365 nm与353 nm vs. ~340 nm)，λc分别达386 nm与376 nm，满足广谱UV滤料λc＞370 nm监管标准；3caUVA/UVB比值6.3、ε＝58,880 M−1cm−1高于AVO(ε＝32,060)，表明更强的本征UVA吸收效率。3cb具平衡的UVA/UVB吸收(UVA/UVB＝3.2，ε＝28,900)，适合多功能配方。无2-OH之查耳酮(3aa/3ab/3ba)λc＜370 nm不满足广谱要求且UVA/UVB偏低。
光稳定性实验中3ca薄膜/溶液UVA与UVB照射后HPLC峰面积减少≤1.0%(film UVA 0.9%，UVB 0%；solution UVA 1.0%，UVB 0.4%)，3cb≤4.6%(film UVA 4.6%，UVB 0%；solution UVA 1.0%，UVB 0%)，降解率＜5%，稳定性等同BP-3且明显优于AVO(AVO film UVA降解10.3%)；而无2-OH查耳酮溶液UVA照射下降解达55.2%–83.5%，并观察到trans-cis光异构化，2-位羟基可抑制此过程。
抗氧化潜力显示仅带对甲氧基B环之3caABTS自由基清除率(70.9% ± 3.3%)介于BP-3与AVO间，其余查耳酮DPPH清除弱(＜13%)；细胞ROS实验中仅3cb呈剂量依赖性降低HaCaT细胞内ROS生成。
3T3 NRU PT测得各查耳酮MPE＞0.15提示光毒性阳性，但皮肤渗透显示3ca/3cb极少进入活体EPI/DE(分别5.6%/0.3%与2.4%/0.1%)，RF中未检出，结合文献认为3T3 NRU PT在此出现假阳性，实际透皮量不足以引发体内光刺激。溶血实验25 μg/mL下所有查耳酮溶血率1.5%–4.1%(BP-3为2.5%，AVO 0%)，属无至轻微溶血；HET–CAM未见出血/溶血/凝固，反应同阴性对照(0.9% NaCl)，AVO与BP-3见轻微凝固斑点，表明候选查耳酮无眼刺激性。
含2% 3ca与3cb配方DNA-SPF分别为10.4与20.3，UVA诱导DNA损伤(以CPD计)抑制率达90.4%与95.1%，显著高于空白基质(Lanette N® DNA保护80.0%对应DNA-SPF 5.0)。
皮肤渗透/滞留结果：3ca94.1%滞留SC、5.6% EPI、0.3% DE、RF未检出；3cb97.4% SC、2.4% EPI、0.1% DE、RF未检出。对照BP-3配方SC滞留64.8%、EPI 34.0%、DE 1.3%，显示查耳酮较BP-3更少穿透至活体皮肤层，符合理想外用UV滤料特征。
人体皮肤生物测量学中，含3ca/3cb配方涂抹后不同时间点黑色素、红斑(Erythema)、表面pH、TEWL、角质层水合(Corneometer值)及皮脂(Sebum)与空白基质及未处理对照相比均无统计学差异(p＞0.05)，志愿者无感官异常，表明局部耐受良好且不破坏皮肤屏障或酸碱环境。
总结讨论（结论部分翻译）
本研究证明查耳酮骨架是开发有机UV滤料的有效平台，UV吸收效率、光稳定性及安全性高度依赖芳香取代基性质与位置。所合成的2-羟基查耳酮3ca与3cb具强广谱UVA吸收、符合监管要求的临界波长及优异的抗UVA/UVB光降解能力，光稳定性与BP-3相当且优于AVO，同时避免了BP-3易透皮吸收的缺点。体外安全性与光安全性良好，制成配方可有效防护UVA诱导的DNA损伤且不改变皮肤生物物理参数，支持羟基取代查耳酮作为下一代防晒制剂候选UV滤料的应用潜力。
