Pflanzen in der Sonne und ihr Licht zum Leben braucht , aber auch Mantel sich in einer natürlichen Sonnenschutz wie ein Sonnenanbeter am Strand, schützen sich vor schädlichen Strahlen .
Eine neue Studie untersucht die Eigenschaften und die Mechanik der Molekül Pflanzen verwenden, um schädliche UV - B-Strahlung absorbieren , und seine SPF Note würden aus den Charts sein .
" Dieses Molekül ist eine fantastische Sonnenschutzmittel und kann eine bemerkenswert breites Spektrum von UV-B- Licht zu absorbieren - das gesamte Spektrum ", sagte Timothy Zwier , Purdue University MG Mellon Distinguished Professor of Chemistry, der die Studie leitete . " Es ist auch unglaublich gut genießen Sie diese Strahlen , wobei jedes Molekül der Aufnahme eine beeindruckende Menge an UV-B- Licht. "
Die Forschungsgruppe untersuchten Moleküle aus einer Gruppe namens Sinapinsäure- Ester , die gezeigt haben , um im Schutz von Pflanzen vor UV-B- Licht, das DNA und Pflanzengewebe schädigen können einbezogen werden.
" Ich war von der Vorlage eines Purdue Kollege Clint Chapple , der entdeckt, dass diese Sinapinsäure- Ester wirken als Sonnenschutzmittel Pflanzen fasziniert ", sagte Zwier . " Er zeigte, wie Pflanzen, die modifiziert wurde , um nicht in der Lage zu produzieren diese Moleküle erlitten lähmenden Schäden, die auf schlechtes Wachstum und Absterben geführt. Ich fand die Idee der Pflanze Sonnencreme faszinierend. Meine Arbeitsgruppe wollte untersuchen, warum diese besonderen Moleküle wurden verwendet die Pflanzen , und wir dachten, wir hätten die Werkzeuge, um die Moleküle zu erforschen und zu entdecken, was sie besonders in einer neuen Weise macht . "
Es war bekannt , dass Pflanzen produzieren diese Moleküle und senden sie an die Oberfläche der Blätter, aber genau das, was Wellenlängen des Lichtes die Moleküle einzeln aufgenommen und wie sie es noch nicht festgelegt worden , sagte er.
Eine Papier Einzelheiten zu den Ergebnissen der US-Energieministerium finanzierte Studie wurde in der Zeitschrift der American Chemical Society veröffentlicht und ist derzeit online verfügbar .
Das Research-Team verwendet laserbasierten Methoden, um das Spektrum der von den Molekülen absorbiert Licht aufzunehmen. Das Team besonders an der Molekül sinapoyl Malat , das gedacht wurde, um die Hauptquelle der Schutz vor der Sonne zu sein war . Sinapoyl Malat ist kompliziert und hat verschiedene Teile , also das Team ähnliche Sinapinsäure Estermoleküle , die unterschiedliche Teile des Zielmoleküls beibehalten studierte , wobei Zwier .
"Das dekonstruktiven Ansatz ähnelt einem Künstler Zeichnen eines einfachen Baumes : Zuerst müssen Sie den Kofferraum zu ziehen , dann haben Sie einen Zweig und dann eine weitere Niederlassung und so weiter hinzufügen, bis Sie das komplette Bild zu haben", sagte er. "Das hilft uns auch genau feststellen, welche Teile des Moleküls sind die wesentlichsten seiner einzigartigen Eigenschaften . "
Die Forscher erste verwendet einen Laser , um das Molekül aus seinem festen Zustand und in die Gasphase zu bringen. Dann kühlte das Molekül auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt , es zu isolieren und dessen Spektrum so klar und einfach wie möglich zu interpretieren, sagte er. Das Team verwendete drei verschiedene Laser , die verschiedenen Formen der Moleküle wäre übernehmen , wenn sie absorbiert unterschiedliche Wellenlängen des UV-B- Licht zu untersuchen. Sie analysierten auch die Strukturen der Moleküle mit Infrarotlicht .
Die Forscher fanden heraus Absorptionseffizienz sinapoyl Malat ist - ein Maß dafür, wie viele Moleküle es braucht, um eine bestimmte Menge an Licht zu absorbieren - war eine der höchsten , die erreicht werden kann , sagte Zwier . Die Absorptionseffizienz wird als Oszillatorstärke eines Moleküls quantifiziert und sinapoyl Malat erreicht eine Stärke von 0,65 , 1,0 , wo der höchste Wert ist möglich .
"Es geht um die größte Absorptionseffizienz Sie in einem Molekül zu finden ", sagte er . "Es hat eine ausgezeichnete Arbeit der Erfassung der UV-B- Licht während der Vermietung andere Wellenlängen des Lichts notwendig zum Leben Slip bis hin zu pflanzen. Unsere Ergebnisse bestätigen sinapoyl Malat hat diese wichtige Zutat für die Funktion als eine effiziente Anlage Sonnenschutzmittel. "
Was die meisten überrascht Zwier und sein Team war , dass trotz ihrer außerordentlichen Bemühungen um sinapoyl Malat durch Abstreifen umgebenden Moleküle und Entfernen seine thermische Energie zu isolieren , eine in sich erweitert UV-Spektrum erhalten es .
" Dieses Molekül absorbiert alle Wellenlängen des UV -B-Strahlung , ohne Lücken in der Berichterstattung ", sagte er . " Andere Moleküle , die sehr ähnlich sinapoyl Malat Lücken in ihren Spektren , die einen Teil der UV-B- Licht durchschlüpfen lassen sind . Dieses breite Spektrum ist genau, was für eine gute Sonnencreme notwendig , dass alle Wellenlängen der schädlichen Strahlung mit hoher absorbiert Effizienz. "
Chapple , ein angesehener Professor und Leiter der Purdue Department of Biochemistry , fand auch die breite Abdeckung sinapoyl Malat signifikant.
" Die natürliche Selektion ist eine Verbindung, die die UV-Absorption Eigenschaften, die es besonders gut geeignet , um als suncscreen funktionieren machen hat erkannt ," sagte Chapple .
Zwier und sein Team vorgeschlagen, dass ein Teil dieser kompletten Wellenlängenbereich ist aufgrund der Anwesenheit eines zweiten angeregten Zustand , die zusammen mit der erste, der in Öffnungen im Wellenlängenbereich , die ansonsten existieren könnte füllen funktioniert.
" Wie so oft in der Wissenschaft stattfindet, beantwortet einige Fragen aufwirft andere", sagte Zwier . "Während es offensichtlich, dass sinapoyl Malat absorbiert dieses Licht und Energie ist , bleibt von dem, was mit ihm geschieht neben der größeren Frage. "
Die besten Fall ist , dass die Energie zurück in den niedrigeren Energiezustand des Moleküls geschleust schließlich Drehen der Energie von der Licht in Wärme . Es wird jedoch ein Molekül in einem angeregten Zustand und mit Energie geladenen auch für die Beteiligung an schädlichen Reaktionen bereit , sagte er.
Das Team plant , um das Molekül mit komplementäre Techniken, um die Prozesse besser zu verstehen, weiter zu studieren .
Diese Grundlagenforschung ist für andere landwirtschaftliche Forschung, sagte Chapple .
"Da unsere Umwelt verändert und wir manipulieren Pflanzen durch Züchtung , die Produktivität zu optimieren, ist es wichtig, dass wir ein umfassendes Verständnis davon, wie Anlagen arbeiten auf allen Ebenen , einschließlich UV-Schutz ", sagte er . "Diese Ergebnisse dienen als faszinierende warnendes Ohne diese Art von sehr Grundlagenforschung , könnte man fälschlicherweise zu manipulieren pflanzlicher Stoffwechselwege Zum Beispiel könnten wir den Inhalt einer Verbindung zu verringern, während die Erhöhung der Inhalt der anderen - . . Denken sie austauschbar zu sein - ohne zu bemerken, dass die, die von der Natur ausgewählt worden waren einzigartig characteristiscs hatte . "