自由基及检测方法
生物体系中自由基检测方法评述
生物体系中自由基检测方法评述
1自由基检测方法
自由基产生是生物体系中一个重要的活动，它的检测方法有多种，其中最常用的方法就是自由基检测方法。
自由基检测技术是用来识别和定量危害生物体积质的最有效的方法。
自由基检测方法是通过分析活性自由基来检测外界干扰和内部诱导影响生物体系时产生的自由基。
自由基检测使用了一些特定的荧光指示剂，这些荧光指示剂与受检物体中含有的活性自由基物质发生化学反应，然后荧光指示剂产生强荧光信号，这样就可以用仪器检测，然后从细胞参数中获得更多的信息。
2特点
自由基检测方法有一些显著的优势，比如准确性高、快速、可以定量化，可以直接应用于生物体系中，而且不受探测物质形态或其他变量的影响，可以灵敏检测出低活性自由基水平。
另外，专门的多种指示剂也可以检测出多种不同形式的活性自由基，灵敏度也比较高，而且这种技术的操作也很简单。
3局限性
虽然自由基检测技术具有许多优点，但也有一些局限性，比如受到光的干扰，结果不够可控，而且价格也比较贵，不能检测出非光表达的系统，比如水溶性的自由基。
总的来说，自由基检测方法是一种生物体系中自由基检测的重要方法，它在检测外界干扰和内部诱导影响动态变化中具有重要的作用，它操作方便、灵敏度高，而且可以采集大量信息，但也存在一些不可避免的局限性，因此在应用中还需根据具体情况结合其他技术使用，以便得到最佳效果。
ESR 光生自由基的检测
DMPO-O2·-
ESR——光生自由基的检测 超氧自由基、羟基自由基、空穴、单线态氧等在文献中的报道及特征：
羟基自由基的ESR谱图（DPMO-的ESR谱图）呈现出标 准的四重峰（就是有四个峰），四峰等距15G（相邻 峰的距离是一样的），且四个峰的峰高是1:2:2:1
硫酸根自由基的ESR谱图（DPMO-SO3）呈现出标准的
3260 3280 3300 3320 3340 3360 3380 3400
Fe3+为催化剂第三次实验（1.17）
0.50 0.25
0.2
DMPO _H2O2_Fe3+_1
0.1
0.2
DMPO _H2O2_Fe3+_2
0.1
DMPO _H2O2_Fe3+_3
Indensity
Indensity
Indensity
ESR——光生自由基的检测
单线态氧（.1O2-） 单线态氧是指激发态的氧分子，且自旋多重度为1，这种激发态的氧分子也具有较强的氧化性，但是在光催化过程中，氧气分子不 会直接在光照的条件下就产生单线态氧，而是需要敏化剂受到光辐射激发，再将能量传递给氧分子才能产生单线态氧，而某些染 料就是很好的敏化剂。
ESR——光生自由基的检测
光催化反应的发生是依靠半导体受到光辐射后价带上的电子激发至高能级的导带，在原来的价带留下带有氧化 性的空穴。导带上还原性的电子与价带上氧化性的空穴能够诱发后续的氧化还原反应。但是污染的降解，很多情 况下并不是由电子或是空穴直接进行氧化还原降解，而是电子-空穴先与吸附于光催化材料表面的电子受体或电 子给体进行作用，产生具有 高活性的中间物质，这些物质大多都是自由基。这些自由基能够进攻污染物分子某些 结构并破坏，从而产生氧化降解的效果。因此，对光催化降解中间活性物质-也就是自由基的研究近年来备受关 注，常见的自由基及其特性有以下几种：
清除DPPH自由基能力检测方法
清除DPPH自由基能力检测方法清除DPPH自由基能力是用来评价化合物在体外是否具有抗氧化活性的一种常用方法。
DPPH自由基是一种常用的自由基模型，其具有紫色，可通过其吸收峰的变化来反映清除能力。
以下是常用的几种用于检测清除DPPH自由基能力的方法：1.分光光度法分光光度法是一种常用的检测方法，基本原理是通过测量化合物与DPPH反应后的溶液吸光度的变化来评估清除DPPH自由基能力。
实验过程如下：1）准备1mM的DPPH乙醇溶液。
2）将待测化合物按一定浓度体系添加到相应的试管中。
3）将相同体积的DPPH溶液加入到每个试管中，混匀。
4）放置在室温下，静置反应30分钟。
5）使用紫外可见分光光度计测量反应体系的吸光度，计算清除率。
2.电子顺磁共振法（EPR）电子顺磁共振法是另一种常用的方法，通过测量化合物对DPPH自由基的清除能力，进而评估其抗氧化活性。
实验过程如下：1）准备含有DPPH和待测化合物的溶液。
2）使用电子顺磁共振仪测量样品的EPR信号，同时测量含有DPPH和不含DPPH的样品作为参比。
3）通过比较样品与参比的EPR信号来计算清除率。
3.原子力显微镜方法（AFM）原子力显微镜方法是一种非常灵敏的方法，可以用于直接观察化合物对DPPH自由基的清除作用。
实验过程如下：1）制备DPPH自由基薄膜。
2）将待测化合物沉积到DPPH自由基薄膜上。
3）使用原子力显微镜观察样品的表面形态变化。
4）通过观察DPPH颜色的变化和表面形态的变化来评估清除率。
4.荧光法荧光法是一种快速、灵敏且简便的检测方法，利用化合物与DPPH反应后荧光上转换的变化来评估清除DPPH自由基能力。
实验过程如下：1）制备DPPH乙醇溶液。
2）将待测化合物与DPPH溶液混合。
3）使用荧光光谱仪测量样品的荧光强度的变化。
4）通过荧光强度的变化来计算清除率。
总结：以上所述是几种常用于检测清除DPPH自由基能力的方法，分别基于吸光度、EPR、AFM和荧光等原理。
荧光探针的合成及自由基检测研究要点
荧光探针的合成及自由基检测研究摘要荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增，其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点，且荧光现象具有有利的时间表度。
由于物质分子结构不同，其所吸收光的波长和发射的荧光波长也不同，利用这一特性可以定性鉴别物质。
荧光探针技术是一种利用探针化合物的光物理和光化学特性，在分子水平上研究某些体系的物理、化学过程和检测某种特殊环境材料的结构及物理性质的方法。
该技术不仅可用于对某些体系的稳态性质进行研究，而且还可对某些体系的快速动态过程如对某种新物种的产生和衰变等进行监测。
这种技术具备极高的灵敏性和极宽的动态时间响应范围的基本特点。
羟基自由基(HO·)和超氧阴离子自由基(O2-·)是生物体内活性氧代谢产生的物质，当体内蓄积过量自由基时，它能损伤细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。
因此，近些年来人们为了预防这类疾病的发生，自由基的研究已逐渐成为热点。
而快速、灵敏和实用的自由基检测方法就显得十分重要。
荧光探针检测自由基具有操作简便、响应迅速、选择性高等多种优点，我们将着重研究一类苯并噻唑结构荧光探针的合成及其对超氧阴离子自由基(O2-·)的检测。
关键词：荧光探针，苯并噻唑，超氧阴离子自由基，自由基检测SYNTHESIS OF FLUORESCENT PROBES AND DETECTION OF FREE RADICALSABSTRACTApplications of fluorescence analysis method in biochemistry, medicine, industry and chemical research grow with each passing day, the reason is that fluorescence analysis method has the advantages of high sensitivity, and the flurescence phenomenon has a favorable time characterization. Since the molecular structure of different materials, the absorption wavelength and fluorescence wavelength of the emitted light is different, this feature can be characterized using differential substances. Fluorescent probe technology is a method using photophysical and photochemical properties for researching some systems’physical and chemical process at the molecular level and detecting a particular structure and physical property of the special environment material. This technology not only can be used for steady-state nature of certain system, but also can monitore fast dynamic processes of a certain system such as the production and decay of a new species. This technology has the basic characteristics of a high degree of sensitivity and very wide dynamic range response time. Hydroxyl radical(HO-·)and superoxide anion radical(O2-·) is a substance produced in vivo metabolism of reactive oxygen species. When the body accumulates excess free radicals that will damage cells thereby causing chronic diseases and aging effects. Thus, in recent years people in order to prevent the occurrence of such diseases, the study of free radicals has become a hot spot. And fast, sensitive and practical method for the detection is very important. Using the fluorescent probes for the detection of free radicals is a simple, quick response, high selectivity variety of advantages. We will focus on the study of a classof synthetic fluorescent probes of benzothiazole structure and detection of superoxide anion radical.Key words：Fluorescent probes, Benzothiazole, Superoxide anion radical, Detection of free radicals目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 荧光 (1)1.2.1 荧光的产生 (1)1.2.2 荧光探针结构特点 (2)1.2.3 荧光探针传感机理 (3)1.2.4 常见荧光团 (3)1.2.5 荧光探针的性能 (5)1.2.6 影响荧光探针性能的因素 (5)1.2.7 荧光淬灭 (5)1.3 自由基 (6)1.3.1 自由基的间接检测技术 (6)1.3.2 自由基的直接检测技术 (7)1.4 研究现状 (8)1.4.1 超氧化物歧化酶(SOD)的检测 (8)1.4.2 2-(2-吡啶)-苯并噻唑啉荧光探针 (8)1.4.3 PF-1和PNF-1 (8)1.4.4 香草醛缩苯胺 (8)1.4.5 Hydroethidine类荧光探针 (9)1.4.6 二(2,4-二硝基苯磺酰基)二氟荧光素 (9)1.5 选题背景和意义 (10)1.6 课题研究内容 (10)2 荧光探针的合成 (11)2.1 引言 (11)2.2 还原文献 (11)2.3 新探针合成 (11)2.3.1 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (11)2.3.2 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.3 2-(苯)-苯并噻唑 (12)2.3.4 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (12)2.3.5 2-(4-硝基苯)-苯并噻唑 (13)2.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (13)2.4 合成小结 (14)2.5 实验药品及规格 (14)2.6 实验仪器及型号 (15)3 实验结果与讨论 (16)3.1 引言 (16)3.2 荧光性能测试 (16)3.2.1 荧光性能待测溶液配制 (16)3.2.2 荧光性能测试结果 (16)3.2.3 测试谱图 (17)3.3 1H NMR数据 (21)3.3.1 2-(2-吡啶)-苯并噻唑 (21)3.3.2 2-(4-二甲氨基苯)-苯并噻唑 (22)3.3.3 2-(4-氰基苯)-苯并噻唑 (23)3.3.4 2-(苯)-苯并噻唑 (24)3.3.5 2-(4-甲基苯)-苯并噻唑 (25)3.3.6 2-(水杨醛)-苯并噻唑 (25)3.3.7 2-(2-噻吩)-苯并噻唑 (26)3.4 反应条件控制及处理 (27)3.5 结论与展望 (27)参考文献 (28)致谢 (30)译文及原文 (31)1 绪论1.1 引言荧光分析法在生物化学、医学、工业和化学研究中的应用与日俱增, 其原因在于荧光分析法具有高灵敏度的优点, 且荧光现象具有有利的时间表度。
自由基的临床检测方法
第31卷第4期吉林医药学院学报V01．31N o．42010年08月Jour nal of J il in M ed i cal C ol l eg e A ug．2010—239一文章编号：1673-2995(2010)04-0239-02自由基的临床检测方法C l i ni cal de t e ct i on m e t hod of f r ee r adi ca l s综述潘黎明1，艾一玖“，林艳茹3(1．北华大学医学检验学院，吉林吉林132013；2．吉林医药学院附属医院，吉林吉林132013；3．北华大学临床医学院，吉林吉林132013)摘要：自由基极不稳定，半衰期短，具有很强的氧化能力，因此在生物体内具有重要的生物学意义。
大量的研究结果表明自由基与许多疾病的发生有密切的关系。
其反应特点为连锁反应，一经启动即可连续发生，且损伤作用累积，其临床检测对疾病的预防有重要的意义。
关键词：自由基；检测；临床应用；基层医院中图分类号：R446．1文献标识码：A近年来随着人们健康意识的提高，疾病的预防和抗衰老越来越受到人们的关注。
众多研究成果显示，自由基不仅关系到人类的衰老，而且与许多疾病的发生、发展和治疗密切有关…。
自由基对人体的损伤作用是累积的【2J，所以如果人们在其累积初期就发现它，就可以预防很多疾病的发生。
目前自由基的检测方法有很多种，按原理分类主要有分光光度法、化学发光法、高效液相色谱法、电--FIJ顷磁共振技术、电化学法、荧光方法和毛细管电泳法，每种方法都有自己不同的特点和适用范围口J。
广义的自由基检测分为三个部分：自由基直接间接检测、自由基清除酶系检测和自由基相关代谢产物的检测。
在临床上应用对检测方法有一定的要求，例如要体外检测，所需费用要在检测者能承受的范围，操作不能太繁琐等等。
本文主要介绍针对医学上疾病的预防、亚健康状态检查和基层医院的临床应用的一些自由基检测方法。
l自由基自由基(f r ee r adi cal)或称游离基(r adi ca l)，是指具有未配对价电子(即外层轨道具有奇数电子)的原子、原子团或分子，如H，C l，O H，R O，R00，N O，N O：，0：。
食品中羟基自由基的检测与分析方法研究
食品中羟基自由基的检测与分析方法研究食品的安全与健康一直是人们关注的焦点，而其中一个重要的方面就是食品中羟基自由基的检测与分析。
羟基自由基是一种具有高度活性的氧自由基，它可以对人体产生负面影响，包括氧化脂质、蛋白质以及DNA等，从而导致各种疾病的发生。
因此，对食品中羟基自由基的检测与分析方法的研究具有重要的意义。
目前，食品中羟基自由基的检测与分析方法主要有以下几种。
第一种方法是基于化学荧光的检测与分析方法。
这种方法利用羟基自由基与特定荧光探针反应后产生荧光信号的原理，通过测量荧光信号的强度来检测食品中羟基自由基的含量。
这种方法具有操作简便、检测灵敏度高等优点，然而，由于化学荧光探针具有一定的选择性，因此，对于复杂的食品样品，这种方法的适用性存在一定的局限性。
第二种方法是基于电子自旋共振的检测与分析方法。
这种方法利用食品中羟基自由基与特定自旋探针之间的相互作用，从而产生特定的共振信号。
通过检测共振信号的强度和形状，可以推断出食品中羟基自由基的含量和分布。
这种方法具有高度的分辨率和灵敏度，但是由于设备成本高昂且操作复杂，因此在实际应用中受到一定的限制。
第三种方法是基于高效液相色谱-质谱联用技术的检测与分析方法。
该方法通过将食品样品中的羟基自由基与特定荧光标记物结合，并利用高效液相色谱将其分离，再经质谱仪进行检测。
这种方法具有高度的分离能力和灵敏度，可以对复杂的食品样品进行分析，然而，由于设备和操作要求较高，因此在实际应用中的推广受到一定的制约。
综上所述，食品中羟基自由基的检测与分析方法研究对于保障食品的安全和健康至关重要。
目前已有多种方法被提出并应用于实际检测中，然而，每种方法都存在一定的局限性。
因此，未来的研究应该进一步发展新的检测与分析方法，提高检测灵敏度和分辨率，降低成本和操作的复杂性，以便更好地满足食品安全的需求。
此外，还需要加强与食品相关领域的合作，共同促进食品中羟基自由基的检测与分析方法的发展，为人们提供更加安全、健康的食品。
核磁共振测自由基
核磁共振测自由基一、简介核磁共振（NMR）是一种强大的无损检测技术，可以对物质的微观结构和动态行为进行深入探测。
自由基，作为许多生物化学反应中的重要活性分子，其检测和分析对于理解反应机制、评估生物医学应用以及环境监测等方面具有重要意义。
核磁共振技术为自由基的检测提供了一种非侵入、非破坏性的手段。
二、核磁共振的基本原理核磁共振技术基于原子核的自旋磁矩。
当这些磁矩在磁场中受到射频脉冲的激励时，它们会发生能级跃迁，释放出射频信号。
通过测量和分析这些信号，可以获得关于分子结构和动态行为的信息。
三、核磁共振在自由基检测中的应用1. 直接检测：一些自由基具有特征性的核磁共振信号，可以直接通过核磁共振谱进行检测和识别。
这种方法尤其适用于那些在生物体内具有重要功能的自由基，如超氧自由基（•O2-）和羟基自由基（•OH）。
2. 动态监测：核磁共振技术还可以用于监测自由基反应的动力学过程。
通过测量自由基浓度的变化，可以深入理解反应机制和反应速率。
这对于评估抗氧化剂、药物等对自由基反应的影响具有重要意义。
3. 结构分析：核磁共振技术结合化学位移和J耦合等参数，可以用于解析自由基的结构，例如取代基的位置和电子效应等。
这对于理解自由基的化学性质和反应活性非常关键。
4. 代谢物追踪：通过核磁共振技术，可以追踪自由基在生物体内的代谢过程，了解其在生物体内的分布和转化。
这对于研究自由基与疾病的关系以及药物开发具有重要意义。
四、核磁共振测自由基的挑战与前景尽管核磁共振技术在自由基检测中具有显著的优势，但仍面临一些挑战。
首先，某些自由基的信号弱、稳定性差，导致检测难度较大。
其次，生物体内的自由基浓度通常较低，这要求检测方法具有较高的灵敏度。
此外，自由基的短寿命和低丰度也给检测带来了挑战。
为了克服这些挑战，研究者们正在不断探索新的技术和方法。
例如，开发高灵敏度的探测器和检测系统，利用超导量子计算技术提高检测的分辨率和灵敏度等。
随着技术的不断进步，核磁共振技术在自由基检测中的应用将更加广泛和深入。
自由基的捕获与检测
自由基是许多化学反应过程的中间体 ,它的寿命是很短暂的 ,可能很快经历进一步的氧化还原反 应而生成反磁性物质. 活性有机反应碎片或反应中间体的分离和鉴定对于理解和证明反应机理是非常 重要的 ,也是令人非常感兴趣的. 自由基中间体在 100 多年前被发现 ,直到最近的几十年才发展了检测 技术 :一是闪光光解与电子自旋共振波谱连用累加[1 ] ;二是自旋捕捉技术与电子自旋共振波谱连用[2 ] . 前者是直接的方法而后者是间接但相对简便的方法. 最近日本的一研究组首次合成了金属离子 ———自 由基中间体配合物 ,是一非常有研究前景的方法[3 ] .
当准确的测量 ,才能区分一个β质子所产生的二级分裂. 谢毓元[5 ]等应用 PBN 作自旋捕获剂研究了超 声作用下苯甲酰呋喃核糖的溴化反应.
每一种自旋捕获剂除能独立地结合自由基外 ,还可以配位使用来鉴别一些较活泼的自由基中间
体. 徐广智[6 ]等用 PBN 、MN P 及 2 、3 、4 、52四甲基亚硝基苯 ND 的配合物用 Braker ER200D2SRC 谱仪 测定苯甲醛及对溴苯甲醛在光作用下的活泼中间体的 ESR 谱.
N=O
MN P 或 tNB ( Ⅱ) 2 - 甲基 2 - 亚硝基丙烷
收稿时间 :1999 - 11 - 28 作者简介 :井强山 (1970 —) ,男 ,河南信阳人 ,信阳师院化工系讲师 ,在读硕士研究生 ,主要从事催化剂及气体净化方面的研究 1
32
许昌师专学报 2000 年 3 月
=
H
,2 R
=
CH3
3 R
=
OH
(3)
1 R = Me ,2 R = H ,PM IO (5)
(Байду номын сангаас)
抗氧化自由基检测的方法及步骤
抗氧化/自由基检测的方法及步骤
一、技术简介
自由基是含有未成对电子的原子、分子或原子团。
它是线粒体在电子传递的过程中产生的，正常情况下，机体的自由基清除系统可使自由基的产生与消除保持在极低的动态平衡水平上，对机体是有利的。
但当体内蓄积过量自由基时，就会损伤细胞，导致动物组织或细胞的氧化损伤。
在抗氧化研究中，自由基的检测已成为至关重要的一环，得到了广泛的应用。
自由基检测的方法多种多样，包括自由基相关酶的测定，化学发光测定，吸光度法等。
以SOD检测为例，介绍其主要原理和实验流程。
超氧化物歧化酶（SOD）是一种抗氧化剂，其主要功能是清除机体内的自由基。
黄嘌呤氧化酶催化黄嘌呤产生超氧阴离子自由基，后者氧化羟胺成亚硝酸盐，亚硝酸盐在对氨基苯磺酸与甲萘胺作用下呈现紫红色，用可见光分光光度计测其吸光度。
当被测样品中含SOD时，则对超氧阴离子自由基有专一性抑止作用，使可形成的亚硝酸盐减少，比色时测定管的吸光度值低于空白管的吸光度值，通过公式计算可求出被测样品中SOD的活力。
二、实验流程
1. 从血液或组织中提取超氧化物歧化酶（SOD）；
2. 设置测定管和对照管，加入相应的试剂；
3. 混匀，37℃恒温水浴30min；
4. 加入显色剂；
5. 吸光度检测；
6. 根据公式计算SOD活力。
tmb检测羟基自由基实验报告
tmb检测羟基自由基实验报告本试剂盒应用双抗体夹心法测定标本中大鼠羟基自由基（HO·）水平。
用纯化的大鼠羟基自由基（HO·）抗体包被微孔板，制成固相抗体，往包被单抗的微孔中依次加入羟基自由基（HO·），再与HRP标记的羟基自由基（HO·）抗体结合，形成抗体－抗原－酶标抗体复合物，经过彻底洗涤后加底物TMB显色。
TMB在HRP酶的催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色。
颜色的深浅和样品中的羟基自由基（HO·）呈正相关。
用酶标仪在450nm波长下测定吸光度（OD值），通过标准曲线计算样品中大鼠羟基自由基（HO·）浓度。
样本处理及要求：1. 血清：室温血液自然凝固10-20分钟，离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
仔细收集上清，保存过程中如出现沉淀，应再次离心。
2. 血浆：应根据标本的要求选择EDTA或柠檬酸钠作为抗凝剂，混合10-20分钟后，离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
仔细收集上清，保存过程中如有沉淀形成，应该再次离心。
3. 尿液：用无菌管收集，离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
仔细收集上清，保存过程中如有沉淀形成，应再次离心。
胸腹水、脑脊液参照实行。
4. 细胞培养上清：检测分泌性的成份时，用无菌管收集。
离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
仔细收集上清。
检测细胞内的成份时，用PBS（PH7.2-7.4）稀释细胞悬液，细胞浓度达到100万/ml左右。
通过反复冻融，以使细胞破坏并放出细胞内成份。
离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
仔细收集上清。
保存过程中如有沉淀形成，应再次离心。
5. 组织标本：切割标本后，称取重量。
加入一定量的PBS，PH7.4。
用液氮迅速冷冻保存备用。
标本融化后仍然保持2-8℃的温度。
加入一定量的PBS（PH7.4），用手工或匀浆器将标本匀浆充分。
离心20分钟左右（2000-3000转/分）。
自由基原位表征手段
自由基原位表征手段
自由基是一类具有单个未成对电子的高度反应性分子或原子，它们在生物体内可以引起氧化应激和细胞损伤。
原位表征手段用于研究自由基在生物体内的生成、活性和作用机制，可以帮助科学家更好地理解自由基相关的疾病发生机制和防治措施。
以下是一些常用的自由基原位表征手段：
1. 电子顺磁共振（EPR）谱：EPR谱是一种直接观测自由基的方法，通过测定自由基分子的电子自旋共振信号，可以定量分析自由基的生成和反应动力学。
2. 荧光探针：荧光探针可以用于检测细胞内的氧化应激水平，其中一些荧光探针可以特异性地与自由基反应产生荧光信号，用于定量测定自由基的生成量。
3. 活性氧检测试剂：活性氧检测试剂可以用于检测细胞内活性氧物质（如超氧阴离子、过氧化氢等）的生成，从而间接反映自由基的活性。
4. 单细胞成像技术：单细胞成像技术结合荧光探针可以实现对单个细胞内自由基的实时检测和成像，揭示自由基在细胞水平的动态变化过程。
5. 质谱分析：质谱分析可以通过分析自由基引起的产物，如氧化脂质、氧化蛋白等，来间接评估自由基的活性和作用。
这些原位表征手段可以帮助科学家深入了解自由基在生物体内的生成和作用机制，为疾病的预防和治疗提供重要参考。
高等有机化学 教案 自由基 radical
高等有机化学教案——自由基(radical)教案概述：本教案旨在让学生理解自由基的概念、特性以及其在有机化学反应中的应用。
通过学习，学生将能够识别不同类型的自由基，掌握自由基反应的基本原理，并能够分析自由基反应机理。
教学目标：1. 理解自由基的概念及其特性。
2. 识别不同类型的自由基。
3. 掌握自由基反应的基本原理。
4. 分析自由基反应机理。
5. 能够应用自由基理论解释实际有机化学反应。
教学内容：第一章：自由基概述1.1 自由基的定义1.2 自由基的特性1.3 自由基的表示方法第二章：自由基的与检测2.1 自由基的途径2.2 自由基的检测方法2.3 自由基的实验观察第三章：自由基反应的基本原理3.1 自由基反应的类型3.2 自由基反应的机理3.3 自由基反应的条件第四章：不同类型的自由基反应4.1 氢自由基反应4.2 卤素自由基反应4.3 碳自由基反应第五章：自由基反应在有机合成中的应用5.1 自由基聚合反应5.2 自由基加成反应5.3 自由基取代反应教学方法：1. 讲授：讲解自由基的基本概念、特性和反应原理。
2. 实验演示：通过实验观察自由基的和反应。
3. 案例分析：分析具体自由基反应的机理和应用。
4. 讨论与提问：鼓励学生提问和参与讨论，加深对自由基反应的理解。
教学评估：1. 课堂参与度：评估学生提问和参与讨论的情况。
2. 练习题：布置相关的练习题，检验学生对自由基反应的理解。
3. 实验报告：评估学生在实验中的观察和分析能力。
教学资源：1. 教材：高等有机化学教材相关章节。
2. 实验材料：用于自由基反应实验的化学品和仪器。
3. 课件：用于辅助讲解和展示自由基反应的相关内容。
教学时间安排：1. 每章内容讲解时间：约45分钟。
2. 实验演示时间：约1小时。
3. 课堂讨论与提问时间：约15分钟。
4. 练习题和实验报告评估时间：课后自行完成。
第六章：自由基反应机理的深入分析6.1 自由基反应的链式过程6.2 自由基反应的链终止反应6.3 自由基反应的调控因素第七章：自由基反应动力学7.1 自由基反应速率定律7.2 自由基浓度的影响7.3 温度对自由基反应的影响第八章：自由基反应的立体化学8.1 自由基反应的立体选择性8.2 自由基反应的立体动力学8.3 自由基反应的立体化学控制第九章：自由基反应在生物体内的应用9.1 自由基反应与生物体内氧化应激9.2 自由基反应在生物体内的防御机制9.3 自由基反应在药物化学中的应用第十章：自由基反应的实际应用10.1 自由基聚合反应在材料科学中的应用10.2 自由基反应在有机合成中的应用案例分析10.3 自由基反应在其他领域的应用教案编辑专员提示：在编写教案时，应确保每个章节的教学目标和内容相互关联，形成一个完整的知识体系。
自由基及其检测
•自动电位滴定法
•极谱法
自旋共振波谱仪(ESR)自旋捕获法
顺磁共振波谱仪示意图
• 生物体内能直接用ESR技术检测研究的自 由基很少，因为体内绝大多数自由基的反 应活性非常高，半衰期很短，使其浓度很 低（10-8M- 10-10M），不能达到目前ESR 技术的检测水平（10-6M -10-7M）
• 解决这一困难的重要方法之一是自由基捕 获技术
自由基(自旋)捕获反应 R∗. + ST → R-SA∗
自由基
自旋捕获剂 (一般为抗磁 性物质 )
自由基加合物 （radical adduct, 长寿命自由基）
使自由基加合物的浓度积累到能被ESR检 测到的水平
自由基捕获剂
通用自旋捕获剂
特异自旋捕获剂
常用的荧光探针有 2 ,7-二氯荧光黄乙酰乙 酸 （DCFH-DA） 、3-氨基，4-氨甲基-2’， 7’- 荧光二乙酸酯（DAF-FMDA） 、双氢罗 丹明123 (DHR) 、 二氢乙锭( DHE) 等
可检测O2- 、 ·OH 和NO
乙酸盐基团 DCFH-DA
DCFH-DA
DAF-FMDA DAF-FMDA
金属络合物
基态
催化剂
两价阴离子氨基肽酸盐(APD) （激发态）
非辐射性跃迁
中性溶液 NO+ H2O2
过氧硝酸盐+鲁米诺
过氧硝酸盐 发光
化学发光测量一氧化氮简便灵敏，灵敏度达到 ～ 1 × 10-13mol / L。
另一种化学发光法测NO
臭氧与一氧化氮反应速度极快，发光强大。
NO+O3→NO2·
NO2· →NO2+h
白膜 蛋
自由基及检测方法
自由基及检测方法自由基是指具有未成对电子的化学物质分子或离子。
由于不稳定的电子结构，自由基往往具有高度反应性，常常与其他分子发生反应，对生物体和环境产生一定的危害。
因此，检测自由基的方法对于研究其活性和对策的制定非常重要。
首先，常见的检测自由基的方法有光谱法、电化学法和化学法。
1.光谱法：光谱法主要利用自由基与一些指示剂的发色反应，通过测量吸光度的变化来定量分析自由基的浓度。
例如，通过双氧水自由基法测定。
该方法将自由基和一定浓度的双氧水反应，自由基会被消耗，产生的氧会比较多，从而使溶液中的过量双氧水能够分解。
这种分解产生的氧气和标准溶液中的过量双氧水处理后产生的气相氧气一起，通过传递的管道，进入分光光度计中测定吸光度变化。
2.电化学法：电化学法主要是通过测量自由基在电极上的电流和电势来定量分析自由基的浓度。
常用的方法包括电化学阻抗谱法、循环伏安法和常规直线扫描伏安法。
其中，循环伏安法是常用的检测自由基的方法之一、循环伏安法通过改变电极电位并测量电流的变化来研究电化学反应，其中电流的变化与自由基的浓度相关。
3.化学法：化学法主要是利用自由基与一些化学试剂发生特定的反应，从而产生显色、发光等可测量的信号，进而定量分析自由基的浓度。
例如，常用的方法包括酸碱指示剂法和化学荧光法。
酸碱指示剂法通过改变溶液的酸碱度来测定自由基的浓度，原理是自由基的反应会改变溶液中的酸碱物质的浓度，从而改变颜色的变化。
而化学荧光法通过自由基与荧光试剂发生特定反应产生荧光，通过测量荧光的强度来定量分析自由基的浓度。
此外，还有一些特殊的检测方法：1.ESR(电子自旋共振)法：该方法依托于电子自旋共振光谱，通过测量自由基与电磁波之间的相互作用来分析自由基的存在与浓度。
具体操作是将样品放入ESR仪器中，通过照射样品产生磁场，使得自由基的电子自旋发生改变，进而可以观察到共振信号的变化。
2.活性氧自由基检测技术：活性氧自由基是一种特殊的自由基，可以通过特定的抗氧化物质捕捉或与特定的荧光染料反应来进行检测。
自由基生物学
统，让O2·-再产生另一个便于检测的反应， 通过检测SOD对这个反应的抑制程度间接 计算SOD活力。
6.2 活性氧
概念 O2的代谢产物及其衍生的活性物质，
统称为活性氧 (reactive oxygen species,ROS 或OFR) 。如:、·OH、H2O2、氢过氧基 (HO2·-)、烷氧基(RO·)、烷过氧基(ROO·)、 氢过氧化物(ROOH)等。
氧及其衍生物
天然存在的氧分子是自由基，含有2个不配对 的电子，分别位于不同的π*反键轨道上，有 相同的自旋量子数（自旋平行），这是氧的最 稳定的状态，称为基态氧（ground state）;
活泼形式的氧称为单线态氧，是基态氧接受了 能转变成的，有2种形式，1ΔgO2状态比基态 氧的能量高93.7kJ，1Σg+O2更活泼，比基态氧 的能量高156.9kJ；这两种单线态氧都已不存 在自旋限制，氧化能力大大增加。
当共价键异裂时，一个原子接受了成对电子， 如水异裂生成H+和OH-，由于都不存在不配对的电
子，故不是自由基。
6.1.1 自由基的产生
自由基可以通过共价键均裂产生，也可以通过 电子俘获产生。例如：CH4、CCl4
共价键化合物解离有两种方式：一是异裂；二 是均裂，其产物是自由基。 共价键解离的供能方法：热解、光解、辐射作 用、氧化还原偶联反应等。
利用这些方法系统地研究了氧自由基 和一氧化氮自由基的性质、生物功能和疾 病的关系，特别是在炎症、心脑缺血再灌 注损伤和神经退行性疾病中的作用。
4.自由基与医学的关系
从射线产生自由基及其具有顺磁性和 近年来对活性氧的研究得出结论：许多病
理过程，包括辐射损伤、衰老、毒物作用 及心血管疾病中的一些环节等，都和自由
自由基化学简述二氧化氮自由基的来源、清除和检测方法
简述二氧化氮自由基的来源、清除和检测方法自由基，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。
由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。
在化学中，这种现象称为“氧化”。
我们生物体系主要遇到的是氧自由基，例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。
加上过氧化氢、单线态氧和臭氧，通称活性氧。
体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。
但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。
如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。
此外，外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。
一般情况下，生命是离不开自由基活动的。
我们的身体每时每刻都从里到外的运动，每一瞬间都在燃烧着能量，而负责传递能量的搬运工就是自由基。
当这些帮助能量转换的自由基被封闭在细胞里不能乱跑乱窜时，它们对生命是无害的。
但如果自由基的活动失去控制，超过一定的量，生命的正常秩序就会被破坏，疾病可能就会随之而来。
特别是二氧化氮自由基，随着吸烟者人数的增加、空气环境的污染程度的加重，都直接或间接的导致了人体内二氧化氮自由基数量的增加。
N02主要来源于煤炭燃烧和汽车尾气排放,室内N02主要来源于燃煤灶、燃气灶的使用和抽烟等。
近年来,关于N02诱导各类疾病病死率上升的流行病学数据大量涌现,特别是有学者指出,N02会影响心脑血管系统和神经功能,并提示肺和支气管不是N02毒性作用的唯一靶器官。
因此在第一部分实验中,我们首先对正常大鼠进行了不同浓度(0、5、10和20 mg/m3) N02的吸入染毒处理,进而从氧化应激、炎性反应和细胞凋亡等多个角度考察了N02对心脑组织的毒性作用。
所以说自由基是一把双刃剑。
认识自由基，了解自由基对人体的作用，对健康十分必要。
自由基及检测方法
ESR电子顺磁共振（EPR）或称电子自旋共振（ESR）现象最早发现于1944年。
它利用具有未成对电子的物质在磁场作用下吸收电磁波的能量使电子发生能级间的跃迁的特征，对顺磁性物质进行检测与分析。
自旋捕集方法是将不饱和的抗磁性化合物（自旋捕集剂）加入反应体系,与反应体系中产生的各种活性高、寿命短的自由基结合形成相对稳定的自旋加合物,以适于ESR检测其原理是利用适当的自旋捕捉剂与活泼的短寿命自由基结合,生成相对稳定的自旋加合物,可以用电子自旋共振波谱法检测自旋加合物的数量,利用自旋加合物的数量来计算原来自由基的多少。
H：V：ESR测自由基是怎么被检测的（细胞，组织，溶液？体内，体外？）(MGD)2 - Fe2 +,是含有10mmol·L- 1MGD 和2mmol·L- 1FeSO4的溶液。
体外捕集：处死后取组织（血液、细胞），加入捕集剂，ESR测定体内捕集：腹腔注射捕集剂，处死取组织（血液、细胞），ESR测定腹腔注射几乎没有检测到自由基信号，或者信号很弱，而处死后样品加捕获剂则可以检测到自由基信号。
通用捕获剂典型的自旋捕捉剂是亚硝基化合物或氮氧化合物，把足够量的自旋捕捉剂加入到产生自由基的体系中，自旋捕获剂就会快速地和任何出现的自由基反应，最后给出稳定的可检测的氮样氧自由基加合物。
所形成的自由基加合物的ESR 谱上有被捕自由基基因给出的超精细分裂,可鉴别被捕自由基通用自旋捕获剂所形成的自由基加合物对自由基结构变化相当敏感，ESR 技术检测O-2O-2可以与1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠(Tiron)(钛铁试剂)快速反应生成一种称之为“Tiron 半醌自由基”的自旋加合物，比较稳定，可在室温下应用电子顺磁共振波谱仪(EPR)进行检测，从而解决了生理条件下水溶液中寿命极其短暂的O-2·的定性和定量问题ESR 技术检测·OHDMPO作自由基捕获剂对自由基结构变化相当敏感,可以提供自由基结构的详细信息。
电催化析氧反应自由基的检测
电催化析氧反应自由基的检测下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!电催化析氧反应是一种重要的电化学反应，其过程中产生的自由基对反应的进行起着至关重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由基的体系中， 自旋捕获剂就会快速地和任何出现的自由基反应， 最后给出稳定的可检测的
氮样氧自由基加合物。所形成的自由基加合物的
ESR 谱上有被捕自由基基因给出的超精细
分裂 ,可鉴别被捕自由基通用自旋捕获剂所形成的自由基加合物对自由基结构变化相当敏
感， ESR 技术检测 O - 2
O -2 可以与 1 ，2- 二羟基苯 -3 ，5- 二磺酸钠 (Tiron)( 钛铁试剂 )快速反应生成一种称之为
实用标准文案
ESR
电子顺磁共振（ EPR）或称电子自旋共振（ ESR）现象最早发现于 1944 年。它利用具
有未成对电子的物质在磁场作用下吸收电磁波的能量使电子发生能级间的跃迁的特征，
对顺
磁性物质进行检测与分析。
自旋捕集方法是将不饱和的抗磁性化合物（自旋捕集剂）加入反应体系
,与反应体系中
产生的各种活性高、寿命短的自由基结合形成相对稳定的自旋加合物
基。但是， HbNO 极易氧化，这就限制了这种方法在富氧条件下的应用。
ESR 技术检测生物体系产生的一氧化氮
一氧化氮与含金属蛋白反应产生的亚硝酰的金属配合物，
往往会抑制细胞中许多重要的
酶，对细胞产生毒害作用。目前应用较多的捕集剂的有
Fe 2+ - (DETC) 2，它可与NIC ，给出特征的 ESR 波谱。但由于 Fe2+ -( DETC) 2 不溶
1．2
细胞色素 C 氧化法
其反应机理为· 能O使H还原型细胞色素 C(浅红色 )氧化成氧化型细胞色素 C(浅黄色 ) 通过
测定反应体系中吸光度的减少量 (550 nm) , 间接测得· 的O含H 量。
1 ． 3 脱氧核糖法 采用 Fe3 + -EDTA- 抗坏血酸 - 过氧化氢体系产生·
OH。此方法中脱氧核糖作为·的攻击目 OH
在 536 nm 处的最大吸收峰消失。 根据 536 nm 处吸光度变化判断受试物清除·
的能 OH
力。 需要注意的是 , 测定时加样方法对结果有重要影响
, 需先将邻二氮菲、 PBS 及水混
匀 , 并且每管加入 FeSO 4 后立即混匀 , 否则会使局部颜色过浓 , 影响结果的重复性。
2 、超氧自由基
氧化氮。但 MNIC-DETC 为疏水性物质， MNIC-MGD 为亲水性物质 ; MNIC-DETC 可附
着于细胞膜甚至进入细胞，而 MNIC-MGD 不能进入细胞。因此，根据其各自的特性，实
验中应选取不同的捕捉剂。
分光光度法
概念：是利用物质所特有的吸收光谱来鉴别物质或测定其含量的一项技术。
特点：灵敏度高、精确度高、操作简便、快速。对于复杂的组分系统，无须分离即可检测出
的自我捕集产物二聚体自由基不会干扰实验结果。
ESR 技术检测血红蛋白结合的一氧化氮
在组织或血液中， 一氧化氮大多与氧或过渡金属反应生成了硝酸盐或亚硝酸盐以及一氧
化氮与金属的配合物。 一氧化氮与血红蛋白的结合速率常数非常高， 而且能够得到有特征的
ESR 波谱。利用这一性质，我们可以用血红蛋白作为一氧化氮的捕集剂检测一氧化氮自由
标。脱氧核糖受· 攻O击H后裂解 , 在酸性、 加热的条件下可与硫代巴比妥酸反应生成红色
化合物。 可根据在 532 nm 处测定的吸光度值来间接反映·
的含量O。H
1 ． 4 DMSO
羟自由基氧化 DMSO 生成的甲醛与 2,4- 二硝基苯肼（ DNPH ）反应在碱性条件下生成
稳定的酒红色腙类物质，其最大吸收波长为
其中所含的微量组分的特点。
原理：利用自由基使显色剂发生颜色变化
, 根据吸光度的变化值而间接测得自由基的含量
1 、羟基自由基
1 ． 1 水杨酸法
Fenton 反应产生· , O·HOH氧化水杨酸得到 2 , 3- 二羟基苯甲酸 , 用其在 510 nm 处的
吸光度值表示· 的O多H少 , 吸光度值与· 的O量H成正比。
“ Tiron 半醌自由基”的自旋加合物， 比较稳定， 可在室温下应用电子顺磁共振波谱仪 (EPR)
进行检测，从而解决了生理条件下水溶液中寿命极其短暂的
O - 2·的定性和定量问题
ESR 技术检测· OH
DMPO 作自由基捕获剂对自由基结构变化相当敏感 ,可以提供自由基结构的详细信息。
它与· O产H生的自旋加合物的 ESR 谱表现出特别容易识别的特征谱线。在溶液中容易形成
超氧自由基的分光光度法测定 , 最常用的方法有细胞色素 C 的超氧自由基还原法和
硝基四氮唑蓝 (nitro bluetetrazolium , NBT)
还原法。
具有氧化活性的细胞色素 C 被 O 2- 还原后 , 形成了在波长 550 nm 处有强吸收的亚
精彩文档
实用标准文案
于水， 在一定程度上限制了它的使用。铁配合物捕集一氧化氮的最新进展得益于
Komarov
等人的研究，他们使用
DETC 的衍生物 MGD ，与亚铁离子合成稳定的亲水性配合
( MGD) 2 - Fe 2+ ，该配合物易溶于水 ( MGD) 2-Fe 2+ 非常适合捕集检测活细胞或组织中放的一
体外捕集： 处死后取组织（血液、细胞） ，加入捕集剂， ESR 测定
体内捕集： 腹腔注射捕集剂，处死取组织（血液、细胞） ， ESR 测定
腹腔注射 几乎没有检测到自由基信号， 或者信号很弱， 而处死后样品加捕获剂 则可以检测到
自由基信号。
通用捕获剂
典型的自旋捕捉剂是亚硝基化合物或氮氧化合物， 把足够量的自旋捕捉剂加入到产生自
,以适于 ESR 检测
其原理是利用适当的自旋捕捉剂与活泼的短寿命自由基结合
,生成相对稳定的自旋加合
物,可以用电子自旋共振波谱法检测自旋加合物的数量
,利用自旋加合物的数量来计算原来自
由基的多少。
H：
V：
ESR 测自由基是怎么被检测的（细胞，组织，溶液？体内，体外？） (MGD) 2 - Fe 2 + ,是含有 10mmol ·Ｌ- 1 MGD 和 2mmol ·Ｌ- 1 FeSO 4 的溶液。
390nm ，分光光度法测定其含量可间接测定羟
自由基的生成量。
1.5 氧化褪色分光光度法 亚甲兰 (MB) 、二甲基亚砜（ DMSO ）、溴邻苯三酚红 (BPR) 、茜素紫、邻二氮菲 -Fe 2+ Fenton 反应产生· O·H,OH使邻二氮菲 -Fe 2+ 氧化为邻二氮菲 -Fe 3+ , 使邻二氮菲 -Fe 2+