异黑素（Allomelanin）作为一类特殊的不含氮元素的黑色素广泛存在于真菌细胞壁中。研究表明，含有黑色素的真菌不仅能够忍受核电站的放射性作用，甚至能够把辐射的能量转化为生长所需的化学能。然而真菌“吞食”辐射背后的生理机制仍然不甚清楚。近些年基于聚多巴胺材料的合成发展极大促进了对真黑素（Eumelanin）结构和生理机制的研究， 然而真菌异黑素由二羟基萘前驱体构成，很难在相同的氧化还原电势下聚合成胶体粒子，这极大限制了对异黑素的结构和功能的研究。

最近，美国西北大学Gianneschi课题组首次报道了利用可控氧化聚合对异黑素纳米粒子的人工合成。研究人员通过调控二羟基萘聚合动力学的参数（即氧化剂，酸碱度以及溶剂）得到一系列不同形貌的胶体粒子。该研究表明这些不同形貌的胶体粒子不仅呈现出有趣的自组装行为，而且具有比聚多巴胺纳米粒子更优异的抗氧化能力，并且他们能像天然黑色素一样参与角质细胞的生化运动过程来实现抵御紫外线的功能。该研究成果以题为“Artificial Allomelanin Nanoparticles”的论文发表在《ACS NANO》上。美国西北大学的研究生周旭豪为论文的第一作者，芝加哥大学的王召博士为论文的共同通讯作者。

研究发现不同当量的氧化剂可以调控反应的聚合动力学。在低浓度的高碘酸钠存在下，二羟基萘聚合可以得到均一大小的球形胶体粒子。有趣的是当提高高碘酸钠的浓度，反应产物不再是球形的纳米粒子，而是变成类似坚果形状的粒子（图一）。抗氧化（自由基清除）实验表明，这类人造异黑素粒子拥有比传统的聚多巴胺纳米粒子更好的自由基清除性能（图二）。最后，研究者把异黑素纳米粒子与人表皮角质形成细胞共培育。在紫外照射之后，含有异黑素纳米粒子的细胞活性氧自由基的水平明显低于聚多巴胺纳米粒子，显示出优异的细胞抗氧化作用（图三）。

图1. 不同形貌的异黑素胶体粒子透射电镜和扫描电镜图。氧化剂（NaIO4） 和 单体（1,8-DHN）比例为： （a and e） 0.2:1.0 （b and f） 0.5:1.0 （c and g） 1.0:1.0 （d and h）1.5:1.0。

图2.自由基清除活性实验。（a）DPPH自由基清除活性测试 （b）淬灭DPPH当量。

图3.人表皮角质形成细胞紫外照射实验。人表皮角质形成细胞与0.02mg/mL的异黑素纳米粒子，聚多巴胺纳米粒子和二氧化硅纳米粒子共培育3天后紫外照射。活性氧自由基激活染料（CM-H2DCFDA，绿色），细胞核染色（Hoechst， 蓝色）。