抗氧化及抗氧化剂课件.
抗氧化
还原型VE
3、维生素C：强抗氧化剂、自由基清除剂
3、维生素C：强抗氧化剂、自由基清除剂 • VC与氧化剂直接作用，使氧化型GSH还原为还原型G SH，从而发挥抗氧化作用； • VC也可还原超氧化物、羟基、次氯酸及其他活性氧 化剂，这类氧化剂可能影响DNA的转录或损伤DNA、 蛋白质或膜结构。 • VC自由基清除剂，通过逐级供给电子变成三脱氢抗 坏血酸和脱氢抗坏血酸，以清除超氧自由基、羟基 等自由基，发挥抗衰老作用。
• 特异性催化还原型谷胱甘肽为氧化型谷胱甘 肽，促进有毒的过氧化物还原为无毒的羟化 物，保护细胞膜及组织免受过氧化物损伤， 以维持细胞的正常功能。
矿物质
• 金属酶 锌、铜、锰 超氧化物歧化酶 • 硒 谷胱甘肽过氧化物酶
维生素类
1、维生素A
2、维生素E：氧自由基的清道夫
VE+自由基
氧化型VE
VC、GSH、 NADPH
自由基与抗氧化
主要内容
1、自由基
定义 分类 来源 危害
2、抗氧化
抗氧化物质及机制
定义
自由基
• 定义：具有不成对电子的原子或基团
• 分类：超氧阴离子O2.-
羟自由基OH.
过氧化氢H2O2 过氧自由基RO2. 烷氧基RO.
自由基的来源
自由基的来源
自由基的产生
1、外在的污染： • 吸烟与饮酒 • 辐射 • 不安全的食物 • 农药 • 抗生素 • 杀虫剂 • 污染的空气
的酶，如黄嘌呤氧化酶、细胞色素P450；螯合
Fe3+、Cu2+等具有诱导氧化作用的过渡态金属离 子，阻断自由基的生成；增强其他营养素的抗 氧化能力。
5、蛋白酶抑制剂：抑制炎症反应，降低自由基的产生 6、单萜类：增强抗氧化酶的活性，
食品抗氧化剂 PPT
［毒 性］
LD50 0、7～1、0g/kg (bw) (大鼠,经口)。 ADI 0～0、2mg/kg (bw)
注意:日本、欧盟的大部分国家、香港都不允许在 食品中添加TBHQ,向这些地区、国家出口的食品 中不要添加。
一、丁基羟基茴香醚(Butyl Hydroxy Anisol)
［概 述］
特丁基－4－羟基茴香醚(苯甲醚)、简称BHA。
分子式C11H16O2,相对分子质量180、25,
［性 状］
BHA带有特异的酚类的臭气和有刺激性的味。
3－BHA和2－BHA的混合物,一般3－BHA的含量为 90％以上,以块状或薄片状出售。
二、抗氧化剂的作用机制
3、自由基吸收剂
脂类化合物的氧化反应是自由基历程的反应,因而消除自由 基即可阻断氧化反应。作用模式如下(以AH代表抗氧化剂):
AH+R·→RH+A·
传递反应被阻:R、被还原、ROO、有其它的H
供体而不能去激活新的RH。
AH+ROO·→ROOH+A·
抗氧化剂的自由基A·没有活性,它不能引起链式反应,却能 参与一些终止反应。
化的连锁反应 ❖ 三 消耗食品内部和环境中的氧气 ❖ 四 抑制氧化酶的活性
二、抗氧化剂的作用机制
氧化的三因素 ── 诱导剂、氧、自由基
各类抗氧化剂的作用机制
1、金属离子螯合剂 ── 抗氧化增效剂之一
食用油脂通常含有微量的金属离子。 枸橼酸、EDTA和磷酸衍生物可螯合金属离子,以消 除自由基产生的催化因子。加入增效剂,含油食品货架 期延长特别长时间。
抗氧化剂
抗氧剂是一类能够有效阻止或延缓自动氧化的物质，是药物辅料的一个重要组成部分，主要用于防止药物及其制剂的氧化变质，以及由氧化所导致的变色、产生沉淀及其他方面的不稳定性。
药物的氧化反应是引起药物不稳定的主要因素之一。
大多数药物的氧化降解是含有自由基的自氧化过程，在这一过程中仅有很少的氧就能引起反应。
而空气中的氧气占21％（v/v），在如此多氧的存在下，药物不需要其他氧化剂的参与，室温就能自发引起“自氧化反应”。
这种反应的过程很复杂，属于游离基诱发的“链反应”，光和热能加速这种反应的进行，微量的金属离子或过氧化物也会催化这种反应。
分子结构中具有酚羟基或潜在酚羟基等有效成分的制剂中，只要有少量的氧存在，就可能引起药物自氧化反应。
药物氧化的结果，不仅使有效物含量降低，而且有可能改变药物的颜色或出现沉淀，甚至产生有毒物质影响制剂的质量。
因此，为了抑制O2对氧化反应的作用，就有必要加入抗氧剂。
抗氧剂本身是一种还原剂，与药物同时存在时，抗氧剂遇氧后首先被氧化，对易氧化的药物成分起到保护作用，从而保证药物制剂的稳定性。
在自氧化过程中，抗氧剂的作用是提供电子或有效氢离子，供给自由基接受，使自氧化链反应中断。
目前，抗氧剂在医药方面应用已经比较普遍，发展迅速，本文就抗氧剂的种类及其在药物制剂方面的应用进行综述。
1、抗氧剂的分类1.1 根据溶解性分类根据抗氧剂的溶解性，将抗氧剂分为水溶性抗氧剂和油溶性抗氧剂。
1.1.1 水溶性抗氧剂：主要用于水溶性药物的抗氧化。
常用的有：亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、抗坏血酸等。
1.1.1.1 亚硫酸钠为无色透明结晶或白色结晶性粉末，具有亚硫酸气味，具有强烈的还原性。
水溶液呈碱性，主要用于偏碱性药物的抗氧剂。
与酸性药物、盐酸硫胺等有配伍禁忌；不宜与氧化剂、强酸接触。
1.1.1.2 亚硫酸氢钠为白色单斜型结晶粉末，具有为二氧化硫臭味，具有还原性。
水溶液呈酸性，主要用于酸性药物的抗氧剂。
抗氧化剂的作用机理课件
抗氧化剂具有抗炎和免疫调节作用，能够缓解炎症反应，调节免疫 系统。
抗氧化剂在化妆品行业的应用
1 2 3
抗衰老 抗氧化剂能够清除自由基，减缓皮肤老化过程， 抗衰老。
美白和淡斑 抗氧化剂能够抑制黑色素生成，美白和淡斑。
保湿和滋润 抗氧化剂能够保持皮肤水分，增加皮肤弹性和滋 润度。
抗氧化剂在其他领域的应用
抗氧化剂的作用机理课件
目录
• 抗氧化剂概述
• 抗氧化剂在人体中的作用 • 常见抗氧化剂及其来源 • 抗氧化剂的应用与发展趋势 • 案例分析：抗氧化剂在食品中的应用
01
抗氧化剂概述
抗氧化剂的定义
01
抗氧化剂是一种能够清除活性氧 （ROS）和自由基的物质，从而 保护细胞免受氧化损伤。
02
抗氧化剂通过与活性氧和自由基 结合，阻止或减轻氧化反应，达 到保护细胞和组织的目的。
抗氧化剂可以抑制这些非酶抗氧 化剂的消耗，从而增强机体的抗
氧化能力。
Hale Waihona Puke 常见的抑制非酶抗氧化剂消耗的 抗氧化剂包括硫辛酸、NADPH等。
03
抗氧化剂在人体中的作用
预防心血管疾病
降低血脂
抗氧化剂可以抑制脂质的氧化，降低血浆中 胆固醇和甘油三酯的水平，从而降低心血管 疾病的风险。
保护血管
抗氧化剂可以防止血管内皮细胞的氧化损伤， 维持血管的正常功能，降低高血压和动脉粥 样硬化的风险。
抗氧化剂的分类
根据来源
抗氧化剂可以分为天然抗氧化剂 和合成抗氧化剂。
根据作用机制
抗氧化剂可以分为酶类和非酶类抗 氧化剂。
根据作用范围
抗氧化剂可以分为脂溶性和水溶性 抗氧化剂。
抗氧化剂的重要性
抗氧化剂
萄球菌、大肠杆菌及枯草杆菌等，最低抑
菌浓度为0.005％~0.01％。并可有效地抑
制口腔中引起龋齿的口腔变异链球菌，防
龋齿的效果比氟化物好。但对真菌、酵母、
乳酸菌及醋酸菌均无抑制作用。
4）除臭作用
茶多酚可吸附食品中的异昧，并可将高
糖食品中的“酸尾”消失，使口感甘爽。
茶多酚对食品中的色素具有保护作用，它
BHT对于油炸食品中所用油脂的保护作
用较小。对人造黄油贮存期间没有足够的
稳定作用。一般很少单独使用。
（4）特丁基对苯二酚 （又名叔丁基对苯二 酚、叔丁基氢醌，简称TBHQ ） 1）理化特性
易溶于乙醇和乙醚，可溶于油脂，不溶 于水。对热稳定，遇铁、铜等金属离子不 形成有色物质， 但在见光或碱性条件下可 呈粉红色。
一、定义和分类
1、食品抗氧化剂： 是指添加到食品中能阻止或延缓空气中氧气对 食品的氧化，提高食品品质的稳定性和延长 食品储存期的一类食品添加剂。
食品抗氧化剂应具备的条件
①有优良的抗氧化效果； ②本身及分解产物都无毒无害；
③稳定性好，与食品可以共存，对食品的感官性质
没有影响； ④使用方
食品防腐剂
微生物
腐败
酶 氧化
①外观、营养发生变化； ②产生有害物质
氧化
油脂酸败
褪色
褐变
风味变劣
维生素 破坏
防止食品氧化变质的方法
物理法： 对食品原料、加工环节及成品采用：
低温 避光
①物理法
隔氧 充氮
防止食品氧化变质的方法—②化学法
化学法： 通过在食品中添加抗氧化剂达到防止食品 氧化变质的方法。
（3）二丁基羟基甲苯 （简称BHT ）
第三章抗氧化剂
第三章食品抗氧化剂Antioxidants第一节概述一、食品抗氧化剂1、食品抗氧化剂（1）定义：防止或延缓食品氧化，提高食品的稳定性和延长贮存期的物质。
（2）作用：阻止或延迟空气中氧气对食品中油脂和脂溶性成分（如维生素、类胡萝卜素等）的氧化作用，从而提高食品的稳定性和延长食品的保质期。
⑶使用意义：终止贮藏、加工过程中因自由基的导致的链锁反应，延缓食品被氧化的过程。
自由基(free radical)：由氧化反应或活性氧产生的带电粒子。
二、油脂的氧化机理（一）油脂的氧化过程RH R• ROO• ROOH+R•（二）激发油脂氧化的因素1、可变价金属离子（尤其是铜和铁）（1）金属离子直接与油脂作用，生成脂肪自由基Mn+ + RH M（n-1）+ + R•+ H+（2）金属离子使氧分子活化成单线态氧或过氧化自由基Mn+ +O2 M（n+1）+ + O2-O2- –e 1O2 或O2- + H+ HOO•（3）加速氢过氧化物的分解，并成为自由基的主要来源ROOH + Mn+ RO•+ OH- + M（n+1）+ROOH + M（n+1）+ ROO•+ H+ + Mn+2、温度3、紫外线4、碱性条件和碱土金属离子5、油脂的不饱和度6、体系中氧含量周期系ⅡA族元素，包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)六种金属元素。
（三）油脂氧化的终结和分解氢过氧化物作为脂类自动氧化的主要初期产物，经过许多复杂的分裂和相互作用，最终形成有油脂酸败特征的醛、酮、醇、碳氢化合物、环氧化物及酸等低分子物质；也可经聚合作用生成深色的、有毒副作用的聚合物，同时也会使色素、香味物质等被氧化。
二、抗氧化剂的种类及其作用机理（一）抗氧化剂的种类按照抗氧化剂的溶解性分为水溶性抗氧化剂和脂溶性抗氧化剂两大类；按照抗氧化剂的来源分为天然抗氧化剂（生物抗氧化剂）和人工合成抗氧化剂；按照抗氧化剂的作用方式可以分为自由基吸收剂、金属离子螯合剂、氧消除剂、酶类抗氧化剂、紫外线吸收剂或单线态氧淬灭剂等。
什么是抗氧化剂-抗氧化剂的介绍
什么是抗氧化剂-抗氧化剂的介绍什么是抗氧化剂根据溶解性抗氧化剂可分为两大类：水溶性抗氧化剂和脂溶性抗氧化剂。
水溶性抗氧化剂通常存在于细胞质基质和血浆中，脂溶性抗氧化剂则保护细胞膜的脂质免受过氧化。
这些化合物或在人体内生物合成或通过膳食摄取。
不同抗氧化剂以一定范围的浓度分布于体液和组织中。
谷胱甘肽和辅酶Q10主要存在于细胞中，而其他抗氧化剂比如尿酸它们的分布更为广泛(详见下表)。
一些抗氧化剂由于既有抗氧化作用也是重要的病原体和致病因子所以只存在于某些特定机体组织中。
一些化合物通过与过渡金属配位螯合来阻止金属在细胞中催化自由基的产生，从而起到抗氧化防御的作用。
这种抗氧化防御手段中特别重要的一点是要将铁离子通过配位螯合隔离起来，因为铁离子是一些铁结合蛋白(iron-binding proteins)比如运铁蛋白和铁蛋白能发挥作用的关键。
硒和锌通常被认为是抗氧化营养素(antioxidant nutrients)，这两种元素本身没有抗氧化作用但会对一些抗氧化酶的活性起到作用。
抗氧化代谢产物溶解性人血清中的浓度(μM) 肝组织中的浓度(μmol/kg)抗坏血酸 (维生素C) 水溶性 50 – 60 260 (人体)谷胱甘肽水溶性 4 6,400 (人体)硫辛酸水溶性 0.1 – 0.7 4 – 5 (白鼠)尿酸水溶性 200 – 400 1,600 (人体)胡萝卜素脂溶性β-胡萝卜素: 0.5 – 1视黄醇 (维生素A): 1 – 35 (人体,全部胡萝卜素)α-生育酚 (维生素E) 脂溶性 10 – 40 50 (人体)泛醌 (辅酶Q) 脂溶性 5 200 (人体)尿酸尿酸是血液中浓度最高的抗氧剂。
尿酸是嘌呤代谢的中间产物，由黄嘌呤通过黄嘌呤氧化酶氧化产生，是一种有抗氧化性的氧嘌呤(oxypurine)。
在大部分陆地动物体内，尿酸氧化酶可催化尿酸进一步氧化成尿囊素,但人和一些高级灵长类动物的尿酸氧化酶基因不发挥作用，所以尿酸在体内不会进一步分解。
人体抗氧化系统与抗氧化物质PPT课件
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人体抗氧化系统
人体抗氧化防御系统是一个有机整体，系统内部各子系统 和不同层次系统之间是相互协作、相互依存、共同促进，发挥 系统整体功能的。二级抗氧化防御系统功能的正常发挥则有赖 于初级抗氧化防御系统的功能正常（同时也有赖于免疫系统的 功能正常）。而初级抗氧化防御系统内部酶类抗氧化系统功能 的正常发挥更有赖于非酶类氧化系统的支撑和材料供应；充足 的抗氧化剂是体内生成抗氧化酶的基础，如微量元素硒为 GSHPx 的必需成分，铜、锌、锰为SOD 的必需成分等。
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8
人体抗氧化系统
二级抗 氧化防 御系统
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抗氧化 修复系
统
9
人体抗氧化系统
抗氧化修复系统
这一系统主要对因氧化而受损的蛋白质和DNA 进行 修复。蛋白质的修复分修复和降解2 种途径，但蛋白质 的修复作用是有限的，主要靠特殊的蛋白质和水解酶对 氧化修饰蛋白进行分解代谢。对于受损的DNA 的修复是 比较理想的，主要修复方式有回复修复、切复修复和复 制后重组修复。对氧化的脂质不能被修复，只能将其氧 化产物代谢成无毒性产物。另外，该系统还包含机体的 解毒系统、膜修复和再生系统。
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7
人体抗氧化系统
非酶类抗氧化系统
主要由以下各种非酶类抗氧化剂（以下简称抗氧化剂） 组成： （1）脂溶性抗氧化剂，如维生素E 、类胡萝卜素（CAR）、辅酶 （CoQ）等。（2）水溶性小分子抗氧化剂，如维生素C、谷胱甘 肽（GSH）等。（3）蛋白性抗氧化剂，如铜蓝蛋白、清蛋白和清 蛋白组合的胆红素、转铁蛋白和乳铁蛋白、金属硫蛋白等。（4） 硒、铜、锌、锰等微量元素。（5）低分子量化合物，如尿酸盐等。 （6）内源性褪黑激素（MT）。（7）植物化学物质，如植物纤维、 植物多糖、植物甾醇、酚类化合物、有机硫化合物、萜类化合物、 天然色素和部分中草药成分等。它们在体内筑成了第二道防线。
食品抗氧化剂作用机理及天然抗氧化剂课件
02
食品抗氧化剂的作用机理
自由基与氧化应激
自由基
是具有一个或多个不配对电子的分子、原子或离子，具有高度的化学反应活性。
氧化应激
是体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加， 产生一系列氧化产物。
自由基的来源
正常生理情况下，自由基的产生与消除处于动态平衡，自由基在细胞信号转导、基因表达 等方面发挥重要作用。但在某些情况下，如炎症、辐射、缺血再灌注等应激状态下，自由 基产生过多或消除不足，会导致氧化应激。
动物内脏如肝脏、心脏和肾脏等富含多种抗氧化物质，如维生素A、C、
E和硒等。这些物质能够清除自由基，保护细胞免受氧化损伤。
03
乳制品
乳制品如牛奶、酸奶和奶酪等含有多种抗氧化物质，如钙、维生素D和
蛋白质等。这些物质能够抑制氧化酶的活性，减少氧化反应的发生。
微生物来源的天然抗氧化 剂
益生菌和益生元
益生菌和益生元是常见的微生物 来源的抗氧化剂。它们能够调节 肠道微生物平衡，抑制炎症反应， 提高人体免疫力。
抗氧化剂的抗氧化机制
直接清除自由基
一些抗氧化剂可以直接与自由基 反应，清除自由基，从而阻断氧
化应激的进一步发展。
酶促防御系统激活
一些抗氧化剂可以激活体内的酶 促防御系统，如超氧化物歧化酶、
过氧化氢酶等，这些酶可以催化 自由基的转化，从而降低自由基
的毒性。
抑制炎症反应
一些抗氧化剂可以抑制炎症反应， 从而减少自由基的产生。
研究重点
研究抗氧化剂的作用机理和生物活性， 提高抗氧化剂的稳定性和生物利用度， 以及研究抗氧化剂与其他食品成分的 相互作用。
THANKS
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食品抗氧化剂作用机理及天然 抗氧化剂课件
第三章抗氧化剂
32
5 油溶性抗氧化剂的应用
鱼类制品 不饱和脂肪酸，血红素等。选用BHA和CA复配 其它食品 果实油：防止色、香的变劣，在温度低 时加入BHA 糖果：防止香气、油脂或高油脂的辅料的 氧化，通常使用BHA、BHT
33
6 正确使用抗氧化剂的方法
混合均匀： 加入固体中，先用少量物料或配料混 均，再加入物料中混均。 加入液体或表面，先溶解成稀释剂或乳 状液，再使用 掌握使用时机： 新鲜状态和未发生氧化变质之前使用
34
6 正确使用抗氧化剂的方法
控制影响抗氧化效果的因素 光、热、氧、金属离子 ⑴紫外线和热量 ⑵食品内部和周围氧浓度 ⑶铜、铁等重金属离子是氧化催化剂 与增效剂复配使用：CA、VC
⑷氧化链传递：-CH==CH-
O O
+ r-CH2-O-OH→
（快） C C H H
形成氧化链锁反应；不断产生低级酸、酮、醛类物质
O O O
C H O H C H H 3 2
9
2、抗氧化过程
抗氧化剂: AH
⑴RCH2· + AH → RCH3 + A·
自由基吸收剂（游离基清除剂），与氧化中间产物结合(降 低活性自由基浓度)，阻止氧化反应进行
自由基free radical：由氧化反应或活性氧产生的带电粒子。
2、食品抗氧化剂类型
⑴隔绝材料 ⑵吸附材料
⑶螯合剂 Sequestrants （抗氧增效剂） ⑷还原性物质 Antioxidants
抗氧化剂的概述
维生素E在细胞膜内可以防止脂质过氧化，但是维 生素E是否能促进人的长寿也有争论。测定若干动 物和人血浆中维生素E和基础代谢率之比及自然寿 命势能之间有很好的相关性，即长寿的人血浆中 维生素E的含量最高。
FIRRST 02
平时常见的几种抗氧化剂
ACCORDING TO YOUR NEED TO DRAW THE TEXT BOX SIZE TO YOUR NEED TO DRAW THE TEXT BOX SIZE
这一随机变化就是由氧 自由基引起的损伤积累 战胜了机体修复能力， 导致细胞分化状态的改 变甚至丧失。体内抗氧 化剂是消除这一损伤稳 定细胞分化状态的主要 因素。如果这一论点成 立，体内抗氧化剂的含 量和活性就应当与物种
的寿限有关。
胡萝卜素与自然寿命
植物中含有维生素A的前 体——胡萝卜素，用来防止 光合作用产生的氧自由基。 过去认为β-胡萝卜素对人和 其他物种仅仅是作为合成维 生素A的前体，发现不仅β胡萝卜素是很好的抗氧化剂， 而且其他类胡萝卜素也是很 好的抗氧化剂。组织中胡萝 卜素低的人群很容易得癌， 测量血清中胡萝卜素与寿限 有很好的相关性
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ADD HERE TO ADD TITLE
在食品工业中的应用
70%
在化妆品中的应用
90%
在保健食品中的应用
60%
在新药品中的应用
80%
ADD HERE TO ADD TITLE
在食品工业中，天然抗氧化剂 主要会作为食品添加剂来防止 食品的腐化变质，提高其保藏 性。例如某些产品中类胡萝卜 素等色素被破坏可能导致产品 的感官品质下降，即氧化会使 类胡萝卜素等色素不饱和分子 结构发生改变，导致产品退色， 而迷迭香的加入可有效地防止 褪色现象。
拒绝氧化永葆青春PPT课件
氧化与衰老
自由基产生过程
线粒体负责 细胞的有氧呼吸而产生能量
呼吸链氧化还原反应 生成活性氧
各种因素导致活性氧代谢错误 使自由基产生
氧化与衰老
自由基过多的原因
氧化与衰老
自由基的危害
攻击脂质
攻击蛋白
举例：脂质受自由基攻击 攻击核酸
攻击糖类
氧化与衰老
自由基所致的氧化与机体衰老的关系
氧化与衰老
医学界普遍认同自由基引发的氧化， 与衰老有极为密切的关系
老年痴呆
退化的脑神经元会呈显斑痕， 瘢痕起于自由基作祟。由于 这些变化密集在海马区（海 马区负责记忆），因而患者 “新事记不住，旧事忘不 掉”。
因此，要预防老年痴呆，就 先要预防自由基的增加。
自由基攻击
氧化与疾病
机体氧化引发中枢疾病
中风就是脑缺血及其 继发症状，它对大脑的真 正伤害是在血液供应恢复 后，产生大量的超氧化物 自由基，攻击周围脑组织。
氧化与疾病
机体氧化引发的心血管疾病
动脉粥样硬化
病理演进：脂纹 纤维斑块 粥样斑块 继发病变
心肌梗死
心绞痛
冠心病
动脉血栓
氧化与疾病
机体氧化引发癌症
2015年诺贝尔化学奖3名获奖者的研究正是聚焦于描 绘细胞对抗自由基、修复DNA并维护遗传信息的机制。
氧化与疾病
机体氧化引发癌症
癌 症
氧化与疾病
机体氧化引发中枢疾病
拒绝氧化，永葆青春
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都是衰老惹的祸
衰 老 的 主 要 原 因 是 什 么
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目录
1
氧化与衰老
2
氧化与疾病
3
如何抗氧化
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• 超氧阴离子自由基在水溶液中的存活时间约 为1秒，但其质子化产物在脂溶性介质中的 存活时间约为1小时。与其他活性氧相比， 超氧阴离子自由基不是很活泼，但由于它在 脂质中寿命较长，并且可以从生成位置扩散 到较远的距离，所以超氧阴离子自由基具有 更大的危险性。 • 另外，由于超氧阴离子是生物体中第一个 生成的氧自由基，又是所有其他氧自由基的 前身，因此更具有重要的意义。
π*2p π2p δ2p δ*2p δ2s δ*1s
δ1s
基态O2 激发态1△gO2 激发态1∑gO2
• 激发态氧虽然不是自由基，但因解除了自 旋限制，所以反应性很强。 • 激发态氧同其他物质反应主要通过两种形 式进行，一是同其他分子的结合反应，二 是将它的能量转移给其他分子，自己回到 基态，称为淬灭。在两种形式的过程中会 生成一些过氧化物。
• 羟基自由基可参加的化学反应： 1、抽氢反应：羟基自由基可以参与磷脂抽氢 并引起一系列反应，导致细胞膜损伤；从脱 氧核糖上抽氢，引起细胞突变。 2、加成反应：羟基自由基可和芳香环反应， 还可以和DNA及RNA上嘌呤和嘧啶的碱基 反应，生成嘌呤和嘧啶的自由基，引起细胞 的突变和死亡。 3、电子转移反应： Cl- + ·OH Cl + OH ·
• 羟基自由基的产生：
1、离子辐射（辐射水）。 2、过氧化氢和金属离子的反应（ Fenton反应）。 3、Harber-Weiss反应。 4、由臭氧产生的羟基自由基。 O3 + H2O OH + OH- + O2 臭氧是光化学污染的主要成分，也是进攻生 · 物分子的强氧化剂，这些伤害可能都是通过 形成羟基自由基来实现的。
• 过氧化氢在体内的重要来源是超氧阴离 子自由基的歧化反应： 2 O2- · + 2H+ H2O2 + O2
另外羟基自由基相互反应也可以产生过 氧化氢。
• 羟基自由基是已知的最强的氧化剂，是氧气 的三电子还原产物。 O2 + 3e + 3H+ H2O + · OH 羟基自由基的反应性极强，寿命也极短。它 几乎可以和所有细胞成分发生反应，对机体 危害极大。
2+
• 超氧阴离子自由基的产生方法：
1、辐射分解和光化学方法。 2、电化学方法。 3、KO2 在有机溶剂中可以产生超氧阴离子。 4、碱性条件下二甲基亚砜可产生超氧阴离子。 5、光照核黄素。 6、酶促反应（黄嘌呤氧化酶XO）。 7、多形核白细胞和巨噬细胞的呼吸爆发。
• 过氧化氢是基态氧的二电子还原产物。 O2 + 2e + 2H+ H 2O 2 它具有较强的氧化性，但在较强的氧化剂 存在时也具有一定的还原性。它可以氧化某 些有机化合物，如抗坏血酸，并可以直接使 少数酶失活。
• 过氧化氢可参与以下反应： H2O2 hv 2 ·OH 2H2O2 过氧化氢酶 2H2O + O2 H2O2 + Fe2+ Fenton反应 Fe3+ + · OH + OH过氧化氢可以穿透大部分细胞膜，这增加了 过氧化氢的细胞毒性，当它穿透细胞膜后就 可以与细胞内的铁反应产生羟基自由基 （ Fenton反应）。
• 自由基可参与的化学反应： 1、抽氢反应： R ·+ A-H RH + A · 2、化合反应： R ·+ R · R-R 3、歧化反应： 2 ·CH3-CH2 CH2=CH2 + CH3-CH3
4、加和反应： R · + A-C=C-B 5、芳环取代： Ar-H + ·C6H5 Ar-H + ·C6H5
• 超氧阴离子自由基既可以接受一个电子氧 化其他物质而被还原，也可以提供一个电 子还原其他物质而被氧化，这就构成了超 氧阴离子自由基的主要化学性质。
• 超氧阴离子自由基可参与的化学反应： 氧化反应、还原反应、歧化反应、 电子转移：O2-· + Cl Cl · + O2 Harber-Weiss反应： Fe H 2 O 2+ O 2O + OH + OH · 2 ·
· A-CR-C-B
Ar-C6H5 + H Ar · &# 2Cl · hv Cl ·+ H2 HCl + H · H · + Cl2 HCl + Cl · H·+ H· H2 Cl · + Cl · Cl2 H · + Cl · HCl
链启动 链增长
链终止
• 自由基的性质： 1、反应性强 2、具有顺磁性 3、寿命短
• 自由基的未成对电子具有自旋磁矩， 是顺磁性的，这就是研究自由基的电 子自旋共振（ESR）技术的理论基础。
• 自由基的性质： 1、反应性强 2、具有顺磁性 3、寿命短
• 氧气在参与生命活动的同时会产生各种氧 自由基，引起细胞的损伤并导致疾病发生。 氧气是一切氧自由基的来源和引起氧自由 基损伤的物质基础。 • 主要的活性氧：激发态氧（单线态氧）、 超氧阴离子自由基、过氧化氢、羟基自由 基。
• 超氧阴离子自由基是基态氧接受一个电子 形成的第一个氧自由基。 π*2p
_ O·
2
π2p δ2p δ*2p δ2s
δ*1s
δ1s 超氧阴离子
• 超氧阴离子在水中可视为一个碱，它可接受 一个H+形成质子化的超氧阴离子自由基 - 和HOO · 的性质差别很大， HOO ·。O2 · 前者带有负电荷，是亲水性的，不能穿透细 胞膜；而后者不带电荷，是疏水性的，可以 穿透细胞膜，并能在膜的疏水区积聚，而且 其氧化性远远大于前者。
free radical
• 自由基是指任何包含一个未成对电子的原子 或原子团。 • 未成对电子，指那些在原子或分子轨道中未 与其他电子配对而独占一个轨道的电子。 A ：B A ：B
均裂 异裂
A· + B· A+ + B-
• 自由基的性质： 1、反应性强 2、具有顺磁性 3、寿命短
• 自由基的性质： 1、反应性强 2、具有顺磁性 3、寿命短
• 氧元素是地球上最重要的元素之一，在地壳 中占53.8%，氧气占大气的21%。 • 氧气参与生物的新陈代谢，几乎是一切生命 活动的物质基础之一。地球上除厌氧生物外， 所有的动植物和需氧生物都离不开氧气。
• 当氧气浓度高于大气正常浓度时会对人及一 切需氧生物产生氧损伤。 • 在潜水艇和人造卫星上，用高氧浓度的空气 供给作业人员，常常会引起急性神经中毒， 发生痉挛。当氧气浓度达到50%时，会慢慢 损伤肺，并且无法修复。用高浓度氧气培育 早产儿会引起失明。