电子顺磁共振(ESR)在抗氧化活性研究中的应用

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1、电子顺磁共振(ESR)在抗氧化活性研究中的应用EPR(electronparamagneticresonance,电子顺磁共振)即ESR(electronspinresonance,电子自旋共振)。研究的是电子自旋运动产生的磁矩与外磁场作用。根据量子力学理论，电子的自旋运动产生自旋角动量磁矩，mz－自旋磁量子数g－g因子，朗格因子β－波尔磁子当电子的自旋运动是在某一个外磁场环境中，这时电子的磁矩根据电磁场理论会与外磁场相互作用，作用能：一个电子，自旋角动量S＝1/2,而在外磁场中自旋角动量有两个不同取向，mz＝±½所以，在外磁场的作用能，应有两个能级：电子自旋共振吸收电子自旋共振仪（ESR）

2、研究对象：自由基：指具有一个未成对电子双基或多基：具有两个或两个以上的未成对电子三重态分子：具有两个相距较近的未成对电子过渡金属离子和稀土离子固体晶格缺陷其他，一些非顺磁性物质，可以通过辐射、电解、化学反应产生的自由基，包括一些过渡态分子。多个领域的应用：▲固态物理，辨识与定量自由基分子(即带有不成对电子的分子)。▲化学，用以侦测反应路径。▲生物医学领域，用在标记生物自旋探子。▲ESR用在造影上，理论上可以用在定位人体中所具有的自由基，较常出现在发炎病症；但目前仍处在开发阶段，包括信噪比等等问题待解决。▲药理学研究。药物分子与自由基的相互作用。ESR是研究自由基的最直接和最有效的方法和技术,

3、是目前研究生物和医学体系中活泼自由基应用最多也是最成功的一种方法。生物化学发光法虽具有快速、简便、便宜等特点,但却有稳定性和重复性较差、灵敏度较低、影响因素较多等不足，而ESR具有方法灵敏度高、稳定性和重复性好等特点。优点：ROS即活性氧，就是含氧而且有高度化学活性的几种分子的总称，除超氧阴离子（O2•¯）、过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（•OH）、和单线态氧（1O2）以及一氧化氮（NO）以外，还包括脂质过氧化的中间产物LO•，LOO•和LOOH•。心血管疾病：心力衰竭四氯化碳在有NADPH存在时可被微粒体酶代谢生成三氯化碳自由基，进而在氧作用下生成活性更强的过氧自由基，以致造成肝损伤甚至

4、肝癌。2.肿瘤：肝癌氧自由基可明显降低心肌肌浆网内钙离子的摄取率和钙－ATP酶的活性，引起心肌收缩和舒张速率的下降。3.糖尿病径尿酸+O2阿脲+H2O2阿脲能使β细胞解体产生糖尿病。4.脑血管疾病脑中风的损伤主要由于缺血再灌注过程中产生大量的自由基导致的。生物和化学反应中所产生的自由基中间体往往瞬间即逝。即使浓度够大，ESR也难于直接检测自旋捕捉技术自旋捕捉剂是一类比较稳定的，可以与反应中产生的短寿命自由基结合产生另一种较稳定的自由基即自旋加合物的化合物一般来讲，捕捉剂通常有以下特性：在通常实验条件下比较稳定在特定溶剂中有良好的溶解性对短寿命自由基有较大的亲和力能迅速与之反应即有较高的捕捉效

5、率，所生成的自旋加合物易溶解于特定溶剂中，且对光、热等外在条件呈惰性，尽可能保持较长的稳定性自旋加合物的ESR波谱特征尽可能多地反应出所捕捉的短寿命自由基的性质。DMPO+•OHDMPO(5,5-Dimethyl-1-pyrrolineN-oxide5,5-二甲基-1-吡咯林-N-氧化物）是研究氧自由基最常用的捕捉剂，具有较大的捕捉速率常数，易溶于多种溶剂，水溶液可以达到0.1mM的浓度，对光不太敏感，与羟基自由基和超氧阴离子形成稳定的自选加合物DMPO-OH和DMPO-OOH，而且具有特征的ESR波谱。+O2•¯运用ESR研究天然抗氧化剂对ROS的清除作用curcuminBiochemic

6、alandBiophysicalResearchCommunications295(2002)62–66姜黄素TEMP-1O2adductreliableresult说明姜黄素具有潜在保护皮肤抵御紫外线损伤的功能Assay:1.Hydroxylradicalassay2.Superoxideanionassay1:2:2:1aN=aHB=14:92GaN=14.3G,aHβ=11.7G,aHγ=1.3G3.Singletoxygenassay4.Assayforthecarbon-centeredfreeradicalsfromAAPHaN=17.2G,g=2.0056aN=12.2G,aH

7、=2.4G用毛细管进行检测，样品消耗量小，与酶标法相当。PLE951.Hydroxylradical(1.4mMPLE95)PercentInhibition2.64%2.Superoxideanionassay(1.4mMPLE95)PercentInhibition38.1%3.SingletoxygenassayPLE95hadnoeffectonTEMPOsignalinacontrolexperim