異黑素（Allomelanin）作為一類特殊的不含氮元素的黑色素廣泛存在于真菌細胞壁中。研究表明，含有黑色素的真菌不僅能夠忍受核電站的放射性作用，甚至能夠把輻射的能量轉化為生長所需的化學能。然而真菌“吞食”輻射背后的生理機制仍然不甚清楚。近些年基于聚多巴胺材料的合成發展極大促進了對真黑素（Eumelanin）結構和生理機制的研究， 然而真菌異黑素由二羥基萘前驅體構成，很難在相同的氧化還原電勢下聚合成膠體粒子，這極大限制了對異黑素的結構和功能的研究。

最近，美國西北大學Gianneschi課題組首次報道了利用可控氧化聚合對異黑素納米粒子的人工合成。研究人員通過調控二羥基萘聚合動力學的參數（即氧化劑，酸堿度以及溶劑）得到一系列不同形貌的膠體粒子。該研究表明這些不同形貌的膠體粒子不僅呈現出有趣的自組裝行為，而且具有比聚多巴胺納米粒子更優異的抗氧化能力，并且他們能像天然黑色素一樣參與角質細胞的生化運動過程來實現抵御紫外線的功能。該研究成果以題為“Artificial Allomelanin Nanoparticles”的論文發表在《ACS NANO》上。美國西北大學的研究生周旭豪為論文的第一作者，芝加哥大學的王召博士為論文的共同通訊作者。

研究發現不同當量的氧化劑可以調控反應的聚合動力學。在低濃度的高碘酸鈉存在下，二羥基萘聚合可以得到均一大小的球形膠體粒子。有趣的是當提高高碘酸鈉的濃度，反應產物不再是球形的納米粒子，而是變成類似堅果形狀的粒子（圖一）。抗氧化（自由基清除）實驗表明，這類人造異黑素粒子擁有比傳統的聚多巴胺納米粒子更好的自由基清除性能（圖二）。最后，研究者把異黑素納米粒子與人表皮角質形成細胞共培育。在紫外照射之后，含有異黑素納米粒子的細胞活性氧自由基的水平明顯低于聚多巴胺納米粒子，顯示出優異的細胞抗氧化作用（圖三）。

圖1. 不同形貌的異黑素膠體粒子透射電鏡和掃描電鏡圖。氧化劑（NaIO4） 和 單體（1,8-DHN）比例為： （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。

圖2.自由基清除活性實驗。（a）DPPH自由基清除活性測試 （b）淬滅DPPH當量。

圖3.人表皮角質形成細胞紫外照射實驗。人表皮角質形成細胞與0.02mg/mL的異黑素納米粒子，聚多巴胺納米粒子和二氧化硅納米粒子共培育3天后紫外照射。活性氧自由基激活染料（CM-H2DCFDA，綠色），細胞核染色（Hoechst， 藍色）。