活性氧
活性氧的检测及生理机制
摘要当植物所生长的外界环境如温度、湿度、土壤中的水分发生改变时植物体内会产生大量的活性氧，使作物遭到严重的损伤，即环境胁迫使植物体积累大量的活性氧，从而使植物严重损伤。在本文中主要介绍了活性氧的测定方法、生理机制及对环境胁迫所产生的影响进行了具体的阐述。
关键词活性氧（ROS）环境胁迫
1活性氧的定义
人类发现活性氧已有100年的历史了，在距离地球表面15—25公里的高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围地球外围空间的活性氧层，这厚厚的活性氧层正是人类赖以生存的保护伞。活性氧又名三原子氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名。其分子式为O3，是氧气的同素异形体，具有它自身的独特性质：在自然环境下，它是淡蓝色的气体；具有很强的氧化能力，是已知最强的氧化剂之一；正常情况下，极其不稳定，容易分解为氧气；在空气中的半衰期一般为20—50分钟，随温度与湿度的增高而加快。活性氧是一种强氧化剂，具有广泛杀灭微生物作用，包括细菌、芽胞、病毒、真菌等，其杀灭速度较氯快600—3000倍。
2活性氧的检测
活性氧本身具有多样性及不稳定性，这就为活性氧的检测增加了复杂性。通过研究，研究者们使用各种各样的方法和仪器去检测ROS在生物细胞内的影响，反映了ROS在调节细胞行为的许多方面增加的证据支持一个中心的角色。其中的一些方法可以用于记录ROS和体内氧化损伤。早期的关于ROS在发育中扮演的角色的研究是基于具有氧化还原敏感性的发色体物质的使用，尽管一般的荧光探针在用于荧光检测的方法中广泛使用。大量的对于ROS水平敏感的ROS探针的一直在增加。在检测细胞ROS过程中，要考虑到探针对于检测过程中的ROS 最佳特异性、保证细胞状态及荧光试剂的检测特异性。最广泛应用的荧光探针，应该是与一定范围内的ROS相反应而使其能够被检测得到，如果要检测某一种ROS，这种方法是不可行的。DCFH是目前应用最为广泛的荧光感受器检测ROS，用于在体外检测活性氧。DCFH是不具有荧光的，但是它可以被羟基、二氧化氮和过氧化氢等自由基氧化生成具有荧光的二氯荧光素（DCF）。尽管DCFH不是直接对过氧化物和超氧化物敏感，但是在目前的过氧化氢分解机制中，比如过渡金属离子和氧化物酶，基础的中间物质与DCFH反应产生DCF。由于产生的荧光物质可以被光所分解，因此在荧光检测的时候一定要严格控制检测条件。
3活性氧的生理机制[4]
ROS是生物体内的氧自由基，包括氧和含氧的高反应活性分子( 如超氧化物阴离子、组织过氧化物和自由基等)、作为细胞内和细胞间的第二信使ROS调节许多信号分子。ROS主要来源于线粒体，是线粒体由状态III向状态IV转换中高氧的环境和高还原态的呼吸链使大量电子漏出并还原氧分子而形成。Lewen 等［1］在小鼠缺血缺氧细胞模型中证实有ROS 的产生，ER腔内蛋白被氧化修饰，
因此ER可能是ROS攻击的重要目标之一。近有研究，ER上ROS的产生是通过NADH －细胞色素P450 还原酶将电子传递给O2 形成阴离子，在NADH的辅助下，核膜上的电子传递链将电子传递给O2，便产生了ROS，ROS的产生与清除之间的平衡对维持细胞的氧化还原状态非常重要，细胞内氧化还原状态的改变促进了氧自由基的产生和凋亡诱导因子的激活，致使细胞凋亡的同时又加剧了细胞内氧化还原状态的改变，进而影响细胞的生理状态，启动了氧化应激，触发细胞凋亡信号的激活。内质网的主要功能就是通过折叠酶和分子伴侣的作用使新合成的蛋白达到正确的折叠构象并有效的进入分泌途径，为蛋白的折叠提供一个独特的氧化环境生理情况下，介导UPR产生的3个ERS感受蛋白PERK ATF6 IRE1，分别与ER分子伴侣GRP78(glucose- regulated protein78)结合处于无活性状态ROS可以直接攻击维持蛋白折叠酶活性所必须的游离巯基，使得ER腔内蛋白质被氧化修饰，进而诱导ER折叠酶或分子伴侣的功能异常而引起未折叠蛋白的积累，并滞留于ER腔内触发了ERS，与此同时ERS标志性分子伴侣蛋白GRP78的表达明显增加并从3种跨膜蛋白上解离，转而去结合未折叠蛋白，以增强ER蛋白质折叠能力，减少蛋白质在ER的堆积与GRP78解离后的ERS感受蛋白随之被激活进而触发了UPR的产生，并通过限制非折叠蛋白的合成，加强ER对蛋白的折叠能力，加速非折叠蛋白的降解等方式减轻了ER的负荷压力，触发了其各自诱导的促生存响应。
4环境胁迫对活性氧的影响
环境胁迫使植物细胞中积累大量的活性氧。从而导致蛋白质、膜脂、DNA 及其它细胞组分的严重损伤。植物体内有效清除活性氧的保护机制分为酶促和非酶促两类酶促脱毒系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX) 等。非酶类抗氧化剂包括抗坏血酸、谷胱甘肽、甘露醇和类黄酮。利用基因工程策略增加这些物质在植物体内的含量，从而获得耐逆转基因植物。
4.1活性氧造成的氧化损伤
当环境胁迫长期作用于植株，使其产生的活性氧超出活性氧清除系统的能力所及时就会产生氧化损伤。活性氧可以攻击蛋白质的氨基酸残基，尤其是Tyr、Phe 、Trp 、Met和Cys。形成羰基衍生物[2]此外，活性氧可以促进分子内和分子间的交联如二硫键的形成和蛋白质的断裂，超氧化物可使一些古金属的酶类失活，或产生羟自由基，引发磷脂的过氧化。1umo l／L的双氧水可以抑制碳固定。在l umo l／L 的低浓度下。它可使卡尔文循环中的一些巯基酶类失活最主要的是双氧水能够通过相应的反应产生更活跃、更有毒性OH，从而导致膜脂过氧化、碱基突变、DNA链的断裂和蛋白质的损伤。[1]氢氧根修饰一些蛋白质使它们对蛋白水解酶的作用更敏感，一旦被破坏，蛋白质就会进一步被肽链内切酶阵解，已发现在类囊体的膜上存在这样的酶此外，一种具有多种催化功能的蛋白酶复合体已在哺乳动物和植物中被证实其具有选择性地降解活性氧所破坏的蛋白质。
4.2活性氧的积极作用
虽然活性氧对植物细胞有很强的毒害作用，但在有些代谢过程中它却能被有效利用；①当病原体侵染植物后，细胞内的活性氧水平迅速提高，从而导致过敏细胞死亡：②活性氧参与细胞壁中富含羟脯酸的糖蛋白交联过程，这也有利于抵御病原体侵入细胞③活性氧很可能作为第二信使调控抗病相关基因的表达并启动植物抗毒素合成基因的转录。[3]
4.3活性氧的酶促脱毒系统
4.3.1超氧化物歧化酶
SOD为植物抗氧化系统的第一道防线。清除细胞中多余的超氧根阴离子。在高等植物中SOD根据其辅基部位结合的不同金属离子分为3类：Mn-SOD、Fe-SOD、Cu／Zn –SOD。[3]SOD基因家族的深入研究是在玉米中进行的。已得到的序列分析表明，广泛存在于真核生物中的Cu／Zn -SOD与Fe-SOD、Mn –SOD不同源。
4.3.2抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化氢酶
APX是清除H2O2的主要酶类。根据其在植物细胞中的定位分为4类：类囊体APX、基质APX、微体APX和细胞质APX。过氧化氢酶主要存在于植物过氧化物酶体与乙醛酸循环体中，它与APX一样都是清除H2O2的主要酶类。
4.4活性氧的非酶促清除及相关分子[5]
非酶促清除机制具有一些形态学特征。如：植物表面及叶部具有蜡质、产生非光化学抑制过程，如紫黄质和玉米黄质循环及光呼吸等。非酶类抗氧化剂包括类黄酮、生育酚、抗坏血酸、谷胱甘肽、胡萝卜素和甘露醇。这些物质既可直接同ROS反应，将其还原；又可作为酶的底物在ROS的清除中发挥重要作用。
4.4.1抗坏血酸和谷胱甘肽
抗坏血酸和谷胱甘肽在活性氧脱毒过程中起重要作用，它们可直接同ROS 反应，将其还原，又可作为酶的底物在活性氧的清除过程中扮演重要角色。抗坏血酸、还原型谷胱甘肽及APX、GR、SOD和MDHAR都参与了植物细胞中抗氧化剂的再生过程。
4.4.2甘露醇和类黄酮
甘露醇是已知的氢氧根离子清除剂。在氧化胁迫下，甘露醇可以保护巯基酶类或其他巯基调控的叶绿体组分，如黄素蛋白、硫氧还原蛋白和谷胱甘肽。最近研究发现类黄酮与抗坏血酸和a-生育酚一样，是主要的活性氧清除剂。
5提高植物抗氧化能力的基因工程
现已证实增强植物耐逆性的途径之一是提高植物体内抗氧化酶类活性及增强抗氧化代谢的水平。利用基因工程手段获得高效表达的转基植株，为了研究抗氧化酶类在清除活性氧方面的功能及作用提供了可行途径。清除活性氧的重要性已在几种酶类的转基因植株中得到证实，转基植株中SOD、APX、GR和过氧化氢酶的过量表达提高了植株对氧化胁迫的抗性。植物中许多抗氧化剂参与活性氧的清除过程，而且在氧化胁迫下许多细胞组分需要保护，所以单纯地转化某一个基因使之过量表达很难达到预期的效果。为改变耐受胁迫体系中的多个组分就必需采取多基因克隆策略。[5]如：(1)靶基因克隆，如几种细胞组分中的活性氧清除酶类；(2)组装能够吸钾排钠的基因表达框架；(3)产生能够自发满足离子均衡、碳的分配及蛋白质保护的转基因组； (4)产生具有细胞组织器官和点育特异性的转基因组。
6存在的问题
目前仍需解决的问题是弄清植物在胁迫条件下，具有防御功能的基因的表达及表达产物的代谢与信号传导途径，及在哪一发育阶段胁迫保护是必需的。解决这一任务需要寻求新的策略。如：①将多个基因转化到模式生物酵母菌拟南芥、烟草和水稻巾。测定基因的表达及表达产物的代谢情况②重点进行代谢调控分析第一种策略是在合适的启动子元件调控下转移所有与增加胁迫耐受性有关的基因；通过第二种速径，我们能够在植物原有代谢的基础上衡量提高植物耐受性的
酶类或代谢逮径的重要性。
7展望
ERS与细胞凋亡及肿瘤的发生发展都密切相关ERS引起的细胞凋亡不同于线粒体介导的细胞凋亡，有一套自身的信号传递通路，称为ER相关性死亡( ER-associated death，ERAD)途径而且参与ERS的分子伴侣和感受蛋白是ERS特异诱导的，因此它们能够作为治疗肿瘤的有效靶点ROS作为ERS的上游信号，研究两者之间的内在联系及其作用机制，可使我们进一步了解肿瘤细胞凋亡机制与ROS之间的联系，为开发治疗肿瘤疾病的化疗药物提供新的思路而ERS诱导的细胞凋亡是一类新的凋亡途径，ERS介导的细胞凋亡与其他途径的凋亡有着密切的联系，其反应机制涉及UPR Ca2 +的平衡以及氧化应激等机制，许多方面仍未确定，因此需要进一步研究，为肿瘤治疗提供新的途径。
参考文献
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[5] 杜秀敏.生物工程学报，2001,17（2）：121-124.
十三过碳酸钠的合成与活性氧含量测定
实验十三 过碳酸钠的合成与活性氧含量测定 【实验目的】 1. 了解过碳酸钠的组成、性质和应用。 2. 学习并掌握用溶剂法合成过碳酸钠。 3. 学习并掌握用催化分解量气法测定过碳酸钠的活性氧含量。 【实验原理】 过碳酸钠又名过氧碳酸钠，为碳酸钠和过氧化氢的加成化合物，具有正交晶系层状结构，其分子式为2Na 2CO 3·3H 2O 2，相对分子质量为314.58，外观为白色，松散、流动性较好的颗粒状或粉末状固体。过碳酸钠易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，10℃时在水中的溶解度为12.3g ·(l00g H 2O)-l ，30℃时为16.2g ·(l00g H 2O)-1，浓度为1%（质量分数）的过碳酸钠溶液在20℃时的pH 值为10.5。过碳酸钠属热敏性物质，干燥的过碳酸钠在120℃分解，但在遇水、遇热，尤其与重金属和有机物质混合时，极易分解生成碳酸钠、水和氧气。过碳酸钠因在水中易离解成碳酸钠和过氧化氢，而过氧化氢在碱性溶液中可分解生成水和具有漂白作用的活性氧，因而显示极强的漂白性。 过碳酸钠已广泛用于替代过硼酸钠(NaBO 2·H 2O 2·3H 2O)作为合成洗涤剂的漂白助剂，具有活性氧含量高，低温溶解性好，更适合于冷水洗涤，不损害织物和纤维，对有芳香味的有机添加剂及增白剂无破坏作用，并能保持香味等优点，特别适合用作低磷或无磷含硅铝酸盐（沸石）洗涤剂的组分。过碳酸钠还广泛应用于纺织、造纸、医疗和食品等行业作为有效的漂白剂、消毒剂、杀菌剂、除味剂等。此外，过碳酸钠是一种新型的化学释氧剂，与其他传统化学释氧剂相比，具有活性氧含量较高，性能较稳定，贮存使用安全等特点，通过配合适当催化剂可以适宜速率平稳产生纯净氧气，作为医疗保健用氧的固体氧源，已被用于各种化学产氧器。 原理上，过碳酸钠可根据以下反应式合成： 22322232O H 3CO Na 2O H 3CO Na 2?→+ 由于过碳酸钠在高温下容易分解，因此反应必须在低温下进行。 文献报道的过碳酸钠合成方法很多，可分为湿法和干法两类，不同的方法可以制得不同形态和规格的过碳酸钠产品。本实验选用便于在实验室条件下实施又可获得较高质量产品的溶剂法合成过碳酸钠。 溶剂法又名醇析法，是一种湿法方法，其基本过程为：将配制好的饱和碳酸钠溶液加入反应器，然后加入有机溶剂异丙醇或乙醇，并加入可溶性镁盐和硅酸钠作为稳定剂，再加入过氧化氢，在0 ~ 5℃下进行反应，生成的过碳酸钠经分离、洗涤，甩干、干燥得成品。 根据文献报道，过碳酸钠的活性氧含量可用高锰酸钾氧化还原滴定法测定。但实验表明，过碳酸钠的活性氧含量也可采用一种更为简便的方法，即催化分解量气法测量。在MnO 2等重金属化合物的催化作用下，过碳酸钠在水溶液中可迅速且完全地发生分解反应并生成O 2，所生成的O 2的质
几种抗氧化剂含量的测定
几种抗氧化剂含量的测定 一、实验目的 1.掌握抗坏血酸（AsA）含量的测定。 二、实验原理 抗坏血酸（AsA）测定的原理： （1）AsA生理生化作用 抗坏血酸是植物细胞重要的抗氧化剂，通过清除体内的自由基和活性氧（H2O2）等，使机体免受氧化损伤。 （2）AsA含量的测定方法 a、2, 6-二氯靛酚滴定法 b、2, 4-二硝基苯肼分光光度法 c、荧光分光光度法 d、近红外分光光度法 e、电位滴定法 f、钼蓝比色法 g、2,2-联吡啶分光光度法 （3）二联吡啶法测定AsA含量的原理 三、实验材料和主要试剂 实验材料：菠菜叶片 实验试剂：5%TCA溶液、150mmol/L NaH2PO4(PH7.4)溶液、10%TCA溶液、44% H3PO4、4% 2, 2-二联吡啶；3% FeCl3。 四、实验步骤 （一）AsA含量的测定 1、标准曲线的制作 配制浓度为1mmol/L的AsA标准母液，分别配制成0、0.1、0.2 、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7mmol/L 的AsA标准液。分别取0.2ml AsA标准液，分别加入0.2ml NaH2PO4（PH7.4）溶液、0.2ml H2O，混匀，30s后，分别加入0.4ml 10% TCA溶液、0.4ml H3PO4溶液、0.4ml 2, 2-二联吡啶溶液，0.2ml 3%FeCl3溶液，37℃，60min，测A525nm。以AsA浓度为横坐标，
以OD值为纵坐标，制作标准曲线。 2、提取 称2.5g菠菜叶片1份，将样品剪碎加入10ml 5% TCA, 研磨，15000xg离心10min，上清液定容至25ml。 3、测定 分别取0.2ml上述制备的上清液和去离子水，分别加入0.2ml NaH2PO4（PH7.4）溶液、0.2ml H2O，混匀，30s后，分别加入0.4ml 10% TCA溶液、0.4ml H3PO4溶液、0.4ml 2, 2-二联吡啶溶液，0.2ml 3%FeCl3溶液，37 ℃，60min，在525nm下测定OD值。 根据标准曲线计算样品中AsA的含量。 五、实验结果 抗氧化剂含量（ug/gFW）＝抗氧化剂浓度（ug/ml）*提取液体积（ml）/样品的重量（g）抗氧化剂浓度（ug/ml）=（3.214*17.613+0.0012）/1.3095=43.23ug/ml 抗氧化剂含量（ug/gFW）43.23*25ml/2.500g=432.3（ug/gFW） 六、分析和讨论 1.抗氧化剂由植物体合成，待植物被破坏易被氧化，在实验中需迅速操作，防止抗氧化剂 被氧化。 2.还原型谷胱甘肽是植物细胞内另一种重要的抗氧化剂。它含有活性的巯基，极易被氧化。 GSH可以预知不饱和脂肪酸生物膜组分及其他敏感部位的氧化分解，防止膜脂过氧化，
水分胁迫与活性氧代谢
水分胁迫与活性氧代谢
摘要:水分胁迫使植物细胞产生大量的活性氧，而植物体内的酶促和非酶促清除系统不能及时地将其清除，使活性氧的产生能力大于清除能力，从而使体内的活性氧代谢失调，对植物造成伤害。文中综述了水分胁迫下活性氧代谢：(1)水分胁迫会通过多条途径来增加活性氧自由基的产生, 从而造成对植物的伤害；(2)活性氧的清除系统在活性氧自由基的清除中发挥着重要的作用,水分胁迫对各种保护酶的影响是不同的；(3)活性氧代谢与植物的抗旱能力有着密切的关系，它们可以作为抗旱性品种鉴定和选育的参考指标。文中还就活性氧代谢的进一步研究提出了建议。 目前，全球有近三分之一的可耕地处于干旱或半干旱状态，由于干旱所造成的作物品质下降，产量降低是十分惊人的，其减产程度超过其它逆境因素所造成的减产的总和[1]。当植物遭受到水分胁迫(干旱)时，都会使植物体内产生大量的活性氧自由基，造成氧化损伤，从而对植物产生严重的危害。这些活性氧自由基是通过植物体自身的代谢产生的一类自由基。主要包括：氢氧根负离子(OH-)、氢氧自由基(·OH) 、过氧化氢(H2O2)、超氧物阴离子自由基(O2·-) 、单线态氧(1O2) 等。这些活性氧自由基可以损伤蛋白质、质膜、叶绿素及其它细胞组分。当这些活性氧对细胞产生伤害时，细胞内还存在一些物质来清除活性氧自由基, 以减弱对细胞的损伤。活性氧清除剂主要包括：超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶
(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、抗坏血酸过氧化物酶(ASP)、以及维生素C(ASA )、维生素E(Vte)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)、类黄酮、甘露醇等。 在正常情况下，细胞内活性氧的产生与清除总是处于动态平衡状态，即体内产生的活性氧可以及时地被活性氧清除剂清除掉，不会对植物产生伤害。而在水分胁迫条件下，植物细胞膜系统会受到破坏，Fridovich[2]提出生物自由基伤害学说，认为植物体内自由基大量产生(毒害)会引发膜脂过氧化作用，造成细胞膜系统的破坏，直到植物细胞的死亡。干旱胁迫下造成对植物的伤害就是细胞内O2·-自由基的产生与清除的不平衡所致，从而使膜脂发生过氧化作用或膜脂脱脂作用(形成丙二醛)，破坏膜结构，使植物受到伤害[3]。 1 水分胁迫中活性氧的产生及对植物的损伤 在高等植物的正常代谢过程中，活性氧可通过多条途径产生。例如，在电子传递的过程中，当电子传递到分子氧上时，随之产生活跃且具有毒性的活性氧。叶绿体、线粒体、过氧化物体等均可产生活性氧。其中对叶绿体活性氧的产生机制了解得最为清楚。叶绿体是光合作用的细胞器，在PSI 的电子传递过程中，光合电子可通过末端氧化酶将O2光氧化还原为超氧化物，并通过PSI的电子循环或类囊体扩散至基质表面，在这里发生酶促歧化反应生成H2O2和O2或者在Fe或Cu 的存在下通过Fenten或Haber-Weiss反应生成OH-和O2[4]。最近
活性氧
活性氧（ROS）指较O2的化学性质更为活跃的O2代谢产物及其衍生的含氧物质 的统称，包括所有的含氧自由基和过氧化物。 成人疾病的“元凶”——活性氧 《中国医药报》傅秀宏 活性氧是氧气被人体吸收后，在分子阶段上产生的活性化物质。活性氧亦称氧自由基。氧自由基过多，超过人体消灭活性氧能力，出现生物膜脂质氧化反应，且易于生成新的自由基，危害人体。为抑制活性氧增多，人体制造SOD（超氧化物歧化酶）来中和活性氧。人在25岁前，制造SOD的能力强盛，活性氧并不可怕；中年以后，人体制造的SOD减少，活性氧的危害日甚，就容易引起衰老和成年人病。 日本田园都市厚生医院院长、医学博士春山茂雄说过这样的话：“如果把氧气装进胶囊里，人只在制造能量的时候拿出来利用一下，然后生活在没有氧气的环境里，这样大概可以活几百岁。”因此，人到中年，将活性氧的侵害降到最低点，保持青春活力，显得愈来愈重要。 活性氧这种物质，从引起成年人病伯病例看，最容易对心脑血管和细胞核中的遗传因子等造成侵害。当活性氧积累到一定量的时候，血管内壁受伤，引发心脏病、高血压、动脉硬化等；如果细胞核中的遗传因子受到活性氧的侵害，就容易致癌。活性氧和人体的脂肪结合，则使皮肤出现松弛，衰老加快。 防范活性氧，日常饮食上要来一次“革命”。不新鲜食物，被部分氧化食物，绝不要入口。少吃罐头、塑包食品，不吃剩菜剩饭。减少高热食品的食量，消除因消化食物带来的活性氧。植物油不饱和脂肪酸较多，与活性氧结合，产生过氧化脂质；过氧化脂质与蛋白质结合，易生成衰老色褐素。食用动植物的混合油最有益健康。 具有抑制氧化作用的物质是抗氧化物，如维生素E、维生素A、维生素C都是重要的抗氧化物。黄绿色蔬菜、绿茶、芝麻以及鱼贝，食用后可以增强人的抗氧化力。人体对SOD的原料摄取，也十分重要。多吃蛋白质含量高的食品，可补充部分SOD，中和活性氧。富含负离子的水，可防治活性氧对于人体的侵害。 必须注意，人生气、郁闷或情绪剧烈波动的时候，去甲肾上腺素、肾上腺素大量释放，血管突然收缩再舒张的“一刹那”，血液再灌流促使产生活性氧，也特别容易对人体造成危害。所以保持心情平静，遇事不怒、不乱，是生活中养生的诀窍。日常运动提倡以消耗脂肪为主的轻松、平缓运动，如散步、慢跑等，这些运动能够激发脑内类似吗啡的一种荷尔蒙释放，而这种荷尔蒙，可中和活性氧，具有防衰老、提高自然治愈力的作用。 日本研究发现：负离子是致癌活性氧的克星 新华网东京9月25日电（记者何德功）负离子常用来清新空气，在充满负离子的房间生活会让人感到心情愉快。日本富山医药大学田泽贤次教授等人最近发现，负离子还可以增加人体内的抗氧化物，降低活性氧对人体的伤害。 据《读卖新闻》晚刊24日报道，人体内过量的活性氧会对细胞蛋白质造成伤害，从而诱发癌症。因此，如何减少人体内的活性氧一直是专家关注的课题。田泽教授等人为此做了 这样一个实验：在一个房间内安装负离子发生装置，离装置3米以内的区域每平方厘米负离子数可达到约2.7万个，是另一个不安装该装置房间的27倍。研究人员将进行过剧烈运动、体内易产生活性氧的11名运动员分成两组，分别让他们在这两个房间入睡，然后检查他们的血液和尿液。 结果发现，睡在有负离子发生装置房间的运动员，其体内对抗活性氧的抗氧化物质泛醇约增加5倍，促进被活性氧伤害的细胞核和细胞膜再生的物质也增加了三分之一。研究人员由此认为，负离子可降低甚至抵制活性氧对人体细胞的损害。（完）（来源：新华网）
活性氧与肿瘤研究进展
基因组学论文 学院生命科学学院 专业生物科学 年级生科2班 姓名方海燕 论文题目活性氧与肿瘤研究进展 指导教师陈磊职称讲师 学号：
2017 年 5 月 3 日 目录 【摘要】 (3) Abstract (3) Keywords: (4) 1概述 (4) 2肿瘤患者氧化还原状态改变 (4) 3肿瘤患者ROS增多机制 (5) 3.1遗传分子生物学改变 (5) 3.2能量代谢改变 (5) 3.3炎性因子参与 (5) 3.4杭肿瘤药物使用 (5) 4 ROS与肿瘤生物学特性关系 (5) 4. 1与肿瘤形成研究发现 (5) 4.1.1脂质过氧化生物膜磷脂中的多不饱和脂肪酸 (5) 4.1.2 DNA损伤ROS通过诱导核DNA ( nDNA ) (5) 4.1.3蛋白质破坏 (5) 4.2 ROS与肿瘤转移 (6) 5 ROS与肿瘤治疗 (6) 6结语 (6) 参考文献 (7)
活性氧与肿瘤研究进展 姓名：方海燕学号：20145071235 学院：生命科学学院 指导老师：陈磊职称：讲师 【摘要】目的：探讨活性氧与肿瘤的发生、发展和治疗之间的关系。方法：应用ＰｕｂＭｅｄ和ＣＮＫＩ期刊全文数据库检索系统，以“活性氧和肿瘤”为关键词，检索２０００－０１－２０１３－０６的相关文献。共检索到英文文献２９条，中文文献３３０条，纳入标准：１）活性氧与肿瘤发生；２）活性氧与肿瘤转移；３）活性氧与肿瘤治疗。根据纳入的标准，最后分析文献２７篇。结果：肿瘤患者体内氧化还原失衡，表现为氧化应激水平增高，国内外在胃肠道肿瘤、舌癌和乳腺癌等的研究中均发现了氧化应激状态改变。肿瘤患者活性氧增多的机制主要集中在如下几个方面：１）遗传分子生物学的改变，包括转入因子Ｎｒｆ２及其抑制蛋白Ｋｅａｐ１、ＲＡＳ途径的相关突变，癌基因蛋白（比如Ｒａｆ、Ｍｏｓ、ＭＥＫ和Ｍｙｃ）的过度表达，抑癌基因（如ｐ５３）的沉默；２）肿瘤细胞处于高代谢状态，患者正常营养素摄取减少，引起活性氧的堆积；３）免疫系统非特异性的慢性激活，产生过多的前炎性因子；４）抗肿瘤药物特别是多柔比星和顺铂等的使用。活性氧与肿瘤生物学特性密切相关。一方面，它通过脂质过氧化、ＤＮＡ损伤和蛋白质破坏等参与肿瘤的形成；另一方面，活性氧也参与肿瘤的转移，这不仅表现在其清除剂可以降低细胞转移能力，也包括其可以调节肿瘤细胞迁移和侵袭；再者，活性氧和转录因子Ｓｎｉａｌ相互作用可以诱导上皮细胞间充质转化的产生。活性氧的作用与其浓度有关，高浓度的活性氧可能导致细胞凋亡，而低浓度可致细胞增殖和癌变，国内外研究发现许多抗肿瘤药物通过增加细胞内活性氧的产生来诱导肿瘤细胞凋亡，如乙烷硒啉、三氧化二砷、顺铂、柔红霉素和５－ＦＵ等。结论：活性氧不仅影响肿瘤的生物学特性，而且与肿瘤的治疗有密切关系，寻找合适的活性氧浓度，将为肿瘤的防治提供帮助。 【关键词】肿瘤；活性氧；治疗；综述文献。 Abstract：OBJECTIVE;To discuss the relationship between reactive oxygen species (ROS) and tumor,including the development，metastasis and treatment of tumor. METHODS;Using "reactive oxygen species and tumor" as key words totrace related papers from January 2000 to June 2013 in the database system of PubMed and CNKI. Thirty-nine literatureswere finally selected according to the inclusion criteria as follows; 1)reactive oxygen species and development of tumor;2) reactive oxygen species and metastasis of tumor; 3)reactive oxygen species and treatment of tumor. RESULTS; Tumor patients suffered from redox imbalance, manifesting as increasing of the oxidative stress level. Domestic and foreign studiesof gastrointestinal tumortonguc carcinomabrcast cancer all found the change of oxidative stress level. The main mechanisms why reactive oxygen species (ROS) arc ample in tumor patients arc as follows:1)the change of genetic molecularbiology,including relative
活性氧与人体的衰老机制
生老病死是人的客观规律 人们常说：“生老病死，人之常情。”但同时，这种司空见惯和豁达洒脱的口吻在每个人真正直面时显得单薄而寡淡。新生命的降生让人热泪满襟，疾病的折磨让人痛苦不堪，日复一日的衰老让人无力悲凉，死亡让人徒留多少遗憾。“生如夏花般灿烂，死如秋叶般静美”，这是泰戈尔的生与死；“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”，这是文君的慷慨赴死；“老骥伏枥，志在千里，”这是曹操的壮士暮年—— 人生的必然过程被千古风流人物演绎得隽永而灿烂。而如今，随着科学技术迅猛发展，人们对生老病死的认识也越加客观，研究也越发主动。经过前辈的刻苦钻研，我们得以站在巨人的肩膀上，对“生老病死”认识、了解，从而强壮其体魄，认真工作五十年，健康生活一百。 首先，我们要对在自然界中扮演了重要角色的自由基加以了解。什么是“自 由基”？自由基是指外层轨道中具有奇数电子的原子、原子团、分子。正是这些 数量级仅在原子、分子水平的小东西却对生命进程起了至关重要的作用。自由基的化学性质是活性强，结构不稳定,存在的时间短暂，一旦发生反应，常呈链锁 式反应。 在化学上，自由基的产生方法主要有三种：一、光照法，具有一定能量的光 辐照某些化合物时，使化学键断裂，生成自由基；二、氧化还原法，通过电子转 移生成自由基；三、热均裂法，很多过氧化物和偶氮化合物受热时均裂，生成自 由基，这是最方便而且用途最多的方法。而在实际生活中，则例如，外界环境中 的阳光辐射、电脑辐射、空气污染、吸烟、农药、X 射线、电磁波、酒精、一些
药物和污染物质等。而且，医学研究指出，人类在极端不良情绪下，如愤怒、紧张、恐惧时会产生自由基——所以各位，就算为了自己的性命着想，也要修身养性才是。 自由基就像空气一样无处不在：化妆品里，吸烟做饭时，化学制剂中，工业 废气中，汽车尾气中。人体里的自由基可以帮助传递维持生命活力的能量，也可以被用来杀灭细菌和寄生虫，还能参与排除毒素。受控的自由基对人体是有益的。但当人体中的自由基超过一定的量，并失去控制时，这种自由基就会给我们的生命带来伤害——正所谓是过犹不及。而伴随着生态环境形势日益严峻，自由基数目也与日剧增。 自由基对人体的损害主要有三个方面：一、使细胞膜被破坏；二、使血清抗 蛋白酶失去活性；三、损伤基因导致细胞变异的出现和蓄积。自由基不仅存在于人体内，也来自于人体外。因此，降低自由基危害的途径也有两条：一、利用内 源性自由基清除系统清除体内多余自由基；二、发掘外源性抗氧化剂--自由基清除剂，阻断自由基对人体的入侵。大量研究已经证实，人体内本身就具有清除多余自由基的能力，这主要是靠内源性自由基清除系统，它包括超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶等一些酶和维生素C、维生素E、还原性谷胱甘肽、胡萝卜素、硒等一些抗氧化剂。酶类物质可以使体内的活性氧自由基变为活性较低的物质，从而削弱它们对肌体的攻击力。酶的防御作用仅限于细胞内，而抗氧化剂有些作用于细胞膜，有些则是在细胞外就可起到防御作用。 这些物质就深藏于我们体内，只要保持它们的量和活力它们就会发挥清除多余自 由基的能力，使我们体内的自由基保持平衡。我们生物体系主要遇到的是氧自由
各生理指标的测定方法
各生理指标的测定方法 一、脯氨酸含量的测定 1.茚三酮法 1.1原理 在正常环境条件下，植物体内游离脯氨酸含量较低，但在逆境（干旱、低温、高温、盐渍等）及植物衰老时，植物体内游离脯氨酸含量可增加10-100倍，并且游离脯氨酸积累量与逆境程度、植物的抗逆性有关。 用磺基水杨酸提取植物样品时，脯氨酸游离于磺基水杨酸的溶液中，然后用酸性茚三酮加热处理后，溶液即成红色，再用甲苯处理，则色素全部转移至甲苯中，色素的深浅即表示脯氨酸含量的高低。在520nm波长下比色，从标准曲线上查出（或用回归方程计算）脯氨酸的含量。 1.2步骤 试剂：（1）25%茚三酮：茚三酮------------0.625g 冰乙酸------------15ml 6mol/L磷酸--------10ml 70°C水浴助溶； （2）6mol/L磷酸：85%磷酸稀释至原体积的2.3倍； （3）3%磺基水杨酸：磺基水杨酸------3g 加蒸馏水至------100ml 实验步骤： （1）称取0.1g样品放入研钵，加5ml 3%磺基水杨酸研磨成匀浆，100°C沸水浴15min； （2）冰上冷却，4000rpm离心10min； （3）提取液2ml+冰醋酸2ml+25%茚三酮2ml混合均匀，100°C沸水浴30min，冰上冷却； （4）加4ml甲苯混合均匀，震荡30s，静置30min； （5）以甲苯为空白对照，再520nm下测定吸光值。 1.3计算方法 脯氨酸含量（μg/gFW）＝ X * 提取液总量（ml）/ 样品鲜重（g）*测定时提取液用量（ml）*10^6 公式中：X-----从标准曲线中查得的脯氨酸含量（μg） 提取液总量---------------------------5ml 测定时提取液用量---------------------2ml 问题及质疑： 1.酸性体系下，脯氨酸与茚三酮加热反应后的最终产物为红色，再实验过程中，仅有少数时候能发现红色产物。原因有待确定。 2.经查看文献资料，反应步骤已经是优化的，没有问题。甲苯萃取脯氨酸与茚三酮的反应产物，消除了多余未反应的茚三酮，磺基水杨酸，提取液中其他杂质（如色素）以及PH变化
活性氧与活性氮的生成与处理
第九章活性氧和氮物种的合成与代谢 朱小桢（译） 最近的25年，在运动生理学中，活性氧和氮物种的作用已受到了相当大的重视。现已证明，重体力活动可通过多种机制诱导增强氮物种的产生。在这种背景下，氮物种的产生似乎影响到运动生理学研究中的重要机制。有证据表明,为应对剧烈的体力活动而形成活性氧和氮物种会导致氧化应激。然而,运动引起氧化应激的功能意义仍然是值得商榷的。最近的一些研究揭示了活性氧和氮物种作为信号分子的重要作用。在这种背景下,活性氧和氮物种调节一系列生理功能。活性氧和氮物种调节未疲劳和疲劳的骨骼肌收缩功能。 活性氧和氮物种通过氧化还原敏感性转录因子调节基因表达是一个重要的调节机制，这被认为是参与训练的适应过程。内源性抗氧化系统针对定期训练而产生的适应可能会导致运动诱导的氧化应激的限制，并反映出是增强运动耐受性的潜在机制。训练的效果似乎也包括活性氧和氮物种生成的改变，这可能在慢性疾病的治疗和预防过程中发挥有益作用。目前，许多关于运动对活性氧和氮物种相关机制在人类细胞水平上的影响的可用数据，来源于外周免疫活性细胞的研究。因此，免疫学方面的内容是本章的一个重要组成部分。 本章的第一部分提供了有关活性氧和氮物种的基本知识，集中在他们的生成特性、作用机制、参与的生理功能、以及构成抗氧化系统。第二部分介绍了当前关于急性和慢性运动在形成、作用、调节活性氧和氮物种特性上的具体影响，以及抗氧化系统产生反应的知识。 生物体内的活性氧和氮物种 根据定义，自由基是在其轨道中存在具有非常明显的化学活性的一个或多个不成对电子的原子或分子（哈里维尔 1998）。通常，用一个点（.）来象征自由基物质。额外的氧化衍生物没有不成对的电子被归类为非自由基。这样的非自由基与自由基相比，也发挥氧化作用和具有相似的反应活性及调节作用（德勒格 2002）。 图9.1总结了活性氧和氮的主要类型，特别是对于其生成酶控制的，非酶促的，和铁或铜催化的机制已显示负责。化学反应性和产生的毒性靶细胞在不同类型活性氧和氮物种之间是不同的。迄今为止，活性最强的含氧物质是羟自由基 -）是生物相关的活性氧中最彻（·OH-）（哈里维尔 1998）。超氧阴离子（.O 2 -已计算为接近2公斤/年（哈里维尔底的研究。基础条件下，身体产生的总的.O 2 1998）。由亚硝酸盐和硝酸盐的定量测量，已证明一氧化氮（.NO）在大量生成，达到9公斤/年（哈里维尔1998）。 活性氧和氮物种产生的机制 一个术语之间的区别是：以氧为中心的活性氧（ROS）和氮衍生的活性氮（RNS），而术语活性氧和氮物种则统一了这两个种类。有几中机制被认为是负责合成活性氧和活性氮的。 氧为中心的活性物种及其衍生物 通过NADPH氧化酶亚基产生超氧阴离子是一个机制，其存在于吞噬细胞和多种其它细胞中，例如血管平滑肌细胞、内皮细胞、心脏和骨骼肌细胞以及成纤维细胞（Griendling等人，1994； Javesghani等人，2002；Jones等人，1996）。由非吞噬细胞中的NADPH氧化酶形成的活性氧程度较低，而在氧化还原敏感性信号传导途径的调节中起着重要的作用。NADPH氧化酶活化的心血管亚型，已被证明
植物细胞活性氧种类、代谢及其信号转导
植物细胞活性氧种类、 许树成 1,2 ,丁海东2, 桑建荣 2 ( 1阜阳 师院生物系,安徽阜阳 236032;2南京农业大学生命科学学院,江苏南京 210095) 摘要:越来越明显的证据表明,植物体十分活跃的产生着活性氧并将之作为信号分子、进而控制着诸如细胞程序性死亡、非生物胁迫响应、病原体防御和系统信号等生命过程,而不仅是传统意义上的活性氧是有氧代谢的附产物。日益增多的证据显示,由脱落酸、水杨酸、茉莉酸与乙烯以及活性氧所调节的激素信号途径,在生物和非生物胁迫信号的“交谈”中起重要作用。活性氧最初被认为是动物吞噬细胞在宿主防御反应时所释放的附产物,现在的研究清楚的表明,活性氧在动物和植物细胞信号途径中均起作用。活性氧可以诱导细胞程序性死亡或坏死、可以诱导或抑制许多基因的表达,也可以激活上述级联信号。近来生物化学与遗传学研究证实过氧化氢是介导植物生物胁迫与非生物胁迫的信号分子,过氧化氢的合成与作用似乎与一氧化氮有关系。过氧化氢所调节的下游信号包括钙“动员”、蛋白磷酸化和基因表达等。关键词:活性氧;MAPK ;H 2O 2;信号转导;胁迫中图分类号:Q 945 文献标识码:A 文章编号:0253-2700(2007)03-355-11 XU Shu -Cheng 1,2 ,DING Hai -Dong 2,SANG Jian -Rong 2 (1Depatment of Biology ,Fuyang Teachers College ,Fuyang 236032,China ;2College of Life Sciences ,Nanjing Agricultural University ,Nanjing 210095,China ) Traditionally ,reactive oxygen species (RO S )were considered to be toxic by -products of aerobic metabolism .However ,in recent years ,it has beco me apparent that plants actively produce ROS as signaling molecules to control pro -cesses such as programmed cell death ,abiotic stress responses ,pathogen defense and systemic signaling .Emerging evi -dence suggests that hormone signaling pathways regulated by abscisic acid ,salicylic acid ,jasmonic acid and ethylene ,as well as RO S signaling pathways ,play key roles in the crosstalk between biotic and abiotic stress signaling .Reactive oxygen species (ROS )were originally thought to only be released by phagocytic cells during their role in host defence .It is now clear that ROS have a cell signalling role in many biological systems ,both in animals and in plants .RO S induce pro -grammed cell death or necrosis ,induce or suppress the expression of many genes ,and activate cell signalling cascades ,such as those involving .Recent biochemical and genetic studies confirm that hydrogen peroxide is a signalling molecule in plants that mediates responses to abiotic and biotic stresses .The synthesis and action of hydrogen peroxide appear to be linked to those of nitric oxide .Downstream signalling events that are modulated by hydrogen peroxide include calcium mo -bilization ,protein phosphorylation and gene expression .ROS ;M APK ;H 2O 2;Signal transduction ;Stress Ever since the introduction of molecular oxygen (O 2)into our atmosphere by O 2-evolving photosynthet -ic organisms ～2.7billion years ago ,reactive oxygen species (ROS )have been the unwelcome companions of aerobic life (Halliwell and Gutteridge ,1989).In contrast to O 2,these partially reduced or activated de - 云南植物研究 2007,29(3):355～365 Acta Botanica Yunnanica 基金项目:安徽省教育厅科研资助项目(2005KJ 191)Received date :2006-09-05,Accepted date :2006-03-18 作者简介:许树成(1969-)男,博士,讲师,主要从事植物逆境生理与细胞生物学研究。E -mail :xscjack @tom .com
植物组织中SOD活性、MDA含量的测定方法
植物组织中SOD活性的测定超氧物歧化酶（SOD）是需氧生物中普遍存在的一种含金属酶。它与过氧化物酶、过氧化氢酶等酶协同作用防御活性氧或其他过氧化物自由基对细胞系统的伤害；SOD可以催化氧自由基的歧化反应，生成过氧化氢、过氧化氢又可以被过氧化氢酶转化成无害的分子氧和水。 【原理】 依据SOD抑制NBT在光下的还原作用来确定酶活性大小。在有氧化物存在下，核黄素可被光还原，被还原的核黄素在有氧的条件下极易再氧化而产生02-，02- 可将NBT还原为蓝色的甲，后者在560 nm 处有最大吸收。而SOD作为氧自由基的清除剂可抑制此反应。于是光还原反应后，反应液蓝色愈深，说明酶活性越低，反正酶活性越高。一个酶活单位定义为将NBT的还原抑制到对照一半（50%）时所需的酶量。 【仪器与用具】 离心机；分光光度计；进样器；紫光灯（4000 Lx）；15 mm×150 mm试管；黑色硬质套。 【试剂】 ①0.05mol/L 磷酸缓冲液PBS（pH=7.8） 提取介质50mmol/L PBS（pH=7.8）内含1% 聚乙烯吡咯烷酮 ② 130mmol/L 甲硫氨酸溶液：称1.9397g Met，用PBS 7.8 进行溶解 并定容至100ml；
③ 750umol/L NBT：称0.06132g NBT，用PBS 7.8进行溶解并定容至 100ml，避光保存； ④20umol/核黄素溶液：称0.0075g核黄素，用蒸馏水溶解定容至 1000ml，避光保存，现用现配； ⑤ 100umol/L的EDTA-Na2溶液：称0.0372g EDTA-Na2 ，用PBS 7.8 定容至1000ml。 【方法】 1.酶液提取 称取植物叶片0.2g（去叶脉）于预冷的研钵中，加1ml预冷的提取介质在冰浴下研磨成匀浆，加入提取介质冲洗研钵，并使最终体积为2ml，于4℃、10000r/min离心15min，上清液即为SOD粗提液。 2.显示反应 取透明度好、质地相同的15mm×150mm试管4支，2支为测定，2支为对照，按下表加入试剂。混匀后，给1支对照管罩上比试管稍长的双层黑色硬质套遮光，与其他各管同时置于4000lx日光灯下反应20-30min，反应温度控制在25-35℃ 【计算】
自由基活性氧与疾病
自由基、活性氧与疾病 摘要：本文主要介绍了自由基、活性氧与疾病的关系，并简要提出了抑制自由基的办法。关键词：自由基；活性氧；疾病 Free Radicals, Reactive Oxygen Species and Disease [Abstract] In this article, the interactions of free radicals, reactive oxygen species and disease were mainly introduced. A brief overview of the free radical scavenging capacities is introduced. [Key words] Free Radicals；Reactive Oxygen Species；Disease； 生物体内绝大多数分子是由氢原子和其它基团组成，相互之间常常可以发生解离作用，形成各带一个电子的基团与氢原子，称为自由基（free radicals）。自由基又叫游离基，其性质非常活泼，几乎可以在任何惰性条件下和任何惰性物质发生连锁反应[1]，即与其它物质反应生成新的自由基，从而导致基质的大量消耗及多种自由基产物的生成。 人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。氧自由基包括过氧化氢分子、羟自由基、过氧化羟基自由基、烷氧基自由基、超氧阴离子自由基等, 它们统称活性氧（reactive oxygen species，ROS），是人体内最为重要的自由基[2]。 有关氧自由基的报道和发现层出不穷，最重要的发现就是它们对人体健康的危害以及它们和许多疾病有着直接的或潜在的联系[3]。目前，自由基已经成为一个大众性的普及概念[4]，人们就像知道细菌、病毒可以通过感染人体而导致疾病一样，知道自由基可以通过对人体内细胞或组织的氧化损伤而在更基础的水平上使人体处于非健康的状态[5]。 1 自由基在机体中的作用 1.1 自由基对机体的损伤 在生理情况下，自由基有增强白细胞对细菌的吞噬和抑制细菌增殖的功能，增强机体抗感染及免疫能力；但在病理情况下，自由基又能对组织产生不可逆的损伤，使组织细胞发生破坏性的化学结构变化，直接导致许多疾病的发生。可见，自由基在机体内的生物活性具有双重性，是个“两面派”。 自由基对机体攻击的途径是多方面的, 既有来自体内的, 也有来自外界的。当机体中的自由基超过一定的量, 并失去控制时,机体就会受到各种各样的伤害, 以致产生各种各样的疑难杂病。下面，简单介绍自由基对机体的损伤作用。（1）自由基在生物体内攻击和破坏生物大分子，引起过氧化变性，产生组织损害和器官退行性变化，导致老年病和衰老的发生。（2）生物体在外界因素如感染、毒物、辐射等作用下，释放自由基，攻击细胞结构，诱发自身抗体，促使自身组织破坏。（3）自由基可能增加毛细血管通透性，使大量血浆渗出，而 有效循环血量减少，从而使细胞屏障作用遭到损害，加重休克。（4）自由基是缺血再灌注损伤的一个重要因素，涉及各主要器官组织，因组织缺血、缺氧时细胞内能量分解大于合成，三磷酸腺苷分解产物大量产生，在酶的催化下形成自由基。诸如冠动脉硬化与中风。（5）自由基对视网膜的损伤导致晶状体组织的破坏，从而产生白内障。 值得一提的是，自由基对蛋白质的不利影响是其对生物体危害的最重要方面, 这可从两方面去理解：首先是自由基直接对蛋白质的氧化破坏和因此引起的交联变性，这是衰老形成的重要原因之一。第二个方面是对核酸的氧化和交联，使DNA发生断裂、突变以及对热的稳定性发生改变等，从而严重影响了蛋白质遗传信息的正常转录、翻译过程，使蛋白质表达量降低甚至消失，或者产生突变蛋白质。自由基对蛋白质的影响涉及面很广，后果严重而复。1.2 自由基的清除与抑制 机体内自由基的产生和清除应当是平衡的，或者说体内氧化和还原应当是平衡的，机体才能
试验十五过碳酸钠的合成与活性氧含量测定
实验十五 过碳酸钠的合成与活性氧含量测定 【实验目的】1.了解过碳酸钠的组成、性质和应用。 2.学习并掌握用溶剂法合成过碳酸钠。 3.学习并掌握用催化分解量气法测定过碳酸钠的活性氧含量。 【实验原理】 过碳酸钠又名过氧碳酸钠，为碳酸钠和过氧化氢的加成化合物，具有正交晶系层状结构，其分子式为2Na 2CO 3·3H 2O 2，相对分子质量为314.58，外观为白色，松散、流动性较好的颗粒状或粉末状固体。过碳酸钠易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，10℃时在水中的溶解度为12.3g ·(l00g H 2O)-l ，30℃时为16.2g ·(l00g H 2O)-1，浓度为1%（质量分数）的过碳酸钠溶液在20℃时的pH 值为10.5。过碳酸钠属热敏性物质，干燥的过碳酸钠在120℃分解，但在遇水、遇热，尤其与重金属和有机物质混合时，极易分解生成碳酸钠、水和氧气。过碳酸钠因在水中易离解成碳酸钠和过氧化氢，而过氧化氢在碱性溶液中可分解生成水和具有漂白作用的活性氧，因而显示极强的漂白性。 过碳酸钠已广泛用于替代过硼酸钠(NaBO 2·H 2O 2·3H 2O)作为合成洗涤剂的漂白助剂，具有活性氧含量高，低温溶解性好，更适合于冷水洗涤，不损害织物和纤维，对有芳香味的有机添加剂及增白剂无破坏作用，并能保持香味等优点，特别适合用作低磷或无磷含硅铝酸盐（沸石）洗涤剂的组分。过碳酸钠还广泛应用于纺织、造纸、医疗和食品等行业作为有效的漂白剂、消毒剂、杀菌剂、除味剂等。此外，过碳酸钠是一种新型的化学释氧剂，与其他传统化学释氧剂相比，具有活性氧含量较高，性能较稳定，贮存使用安全等特点，通过配合适当催化剂可以适宜速率平稳产生纯净氧气，作为医疗保健用氧的固体氧源，已被用于各种化学产氧器。 原理上，过碳酸钠可根据以下反应式合成： 2 2322232O H 3CO Na 2O H 3CO Na 2?→+由于过碳酸钠在高温下容易分解，因此反应必须在低温下进行。 文献报道的过碳酸钠合成方法很多，可分为湿法和干法两类，不同的方法可以制得不同形态和规格的过碳酸钠产品。本实验选用便于在实验室条件下实施又可获得较高质量产品的溶剂法合成过碳酸钠。 溶剂法又名醇析法，是一种湿法方法，其基本过程为：将配制好的饱和碳酸钠溶液加入反应器，然后加入有机溶剂异丙醇或乙醇，并加入可溶性镁盐和硅酸钠作为稳定剂，再加入过氧化氢，在0~5℃下进行反应，生成的过碳酸钠经分离、洗涤，甩干、干燥得成品。 根据文献报道，过碳酸钠的活性氧含量可用高锰酸钾氧化还原滴定法测定。但实验表明，过碳酸钠的活性氧含量也可采用一种更为简便的方法，即催化分解量气法测量。在MnO 2等重金属化合物的催化作用下，过碳酸钠在水溶液中可迅速且完全地发生分解反应并生成O 2，所生成的O 2的质
活性氧检测试剂盒 Reactive oxygen species assay kit使用说明
活性氧检测试剂盒Reactive oxygen species assay kit使用说明 货号：CA1410 规格：100-500T 产品内容： 10mM DCFH-DA in DMSO0.1ml?20oC保存 活性氧供体1ml?20oC保存 说明书1份 产品简介： 活性氧(Reactive oxygen species,ROS)包括超氧自由基、过氧化氢、及其下游产物过氧化物和羟化物(O2??,H2O2,?OH,ONOO?,?NO)等，参与细胞生长增殖、发育分化、衰老和凋亡以及许多生理和病理过程。采用2,7-dichlorofluorescin diacetate(DCFH-DA)是迄今最常用、最灵敏的细胞内活性氧检探针。DCFH-DA没有荧光，进入细胞后被酯酶水解为dichlorofluorescin(DCFH)。在活性氧存在时DCFH被氧化为不能透过细胞膜的强绿色荧光物质dichlorofluorescein(DCF)，其荧光在激发波长502 nm，发射波长530nm附近有最大波峰，强度与细胞内活性氧水平成正比。此活性氧检测系统本底低，灵敏度高，重复性好，操作简便。 本试剂盒适于荧光显微镜、激光共聚焦显微镜等图像检测，荧光分光光度计、荧光酶标仪、流式细胞仪定量ROS检测。 工作波长： 最佳激发波长500、485(500±15nm)，最佳发射波长525(530±
20nm)。也可按照FITC荧光检测条件检测。 操作步骤： 一、试剂准备： 1.DCFH-DA可稀释于培养基或缓冲液中。血清或培养基颜色并不影响DCFH-DA及细胞内荧光产生，但可能会影响荧光显微镜观察，干扰荧光分光光度计、荧光酶标仪或流式细胞仪荧光测定。可将DCFH-DA稀释于无酚红培养基或适宜的缓冲液如PBS中。这依赖于使用何种荧光设备进行测定。 2.加入DCFH-DA的时机或孵育时间，以最终能顺利检测细胞内活性氧为目的。药物处理时间较短(<2小时)或预计ROS效应较弱，可先加或同时加入DCFH-DA。反之，treat刺激时间较长(>6小时)或预计产生ROS效应较强，可后加DCFH-DA。 3.活性氧供体含高纯度12mM H2O2。加入细胞后其本身即是一种活性氧，而且在代谢过程中可产生其它类型的活性氧，均可使DCFH-DA氧化为DCF呈现强绿色荧光。因而，用户可使用该试剂作为测试实验系统或仪器的阳性试剂，以初步观察细胞活性氧所产生的荧光的一般特征，并且也可以将该实际作为实验的一个阳性对照。推荐该试剂的细胞工作浓度为20~100μM 或更低浓度，但超过200μM将产生细胞毒。如果用户熟悉ROS荧光或实验没有必要采用阳性对照，可以不加该试剂。 二、加入荧光探针： 1.加入DCFH-DA于培养基，推荐初始工作浓度为10μM。对不同的细胞和处理，DCFH-DA工作浓度可为100nM~20μM，需进行预实验确定合适的浓度。总体稀释倍数应在1:500~1000以上以避免DMSO对细胞的影响。以DMSO作为溶剂对照。