活性氧简介及其 产生
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木林森负离子技术1. 简介木林森负离子技术是一种利用高压电场产生负离子,通过空气中的氧分子与水分子反应释放出活性氧,并将其负离子化的技术。
该技术主要应用于室内空气净化、健康保健和环境改善等领域。
2. 工作原理木林森负离子技术的工作原理是利用高压电场将空气中的氧分子(O2)与水分子(H2O)进行电解,产生活性氧(O3)和负离子(O2-)。
在这个过程中,电场能量激发了部分空气中的氧分子,使其发生裂解反应,生成活性氧。
同时,也会使水分子被电解成为负离子。
3. 应用领域3.1 室内空气净化木林森负离子技术在室内空气净化方面有着广泛的应用。
室内空气中存在大量的细菌、病毒、花粉、尘螨等有害物质,这些物质对人体健康造成威胁。
木林森负离子技术可以通过释放活性氧和负离子,有效杀灭细菌、病毒等微生物,降低空气中的有害物质含量,改善室内空气质量,提供更加清新健康的呼吸环境。
3.2 健康保健木林森负离子技术还可以用于健康保健领域。
负离子可以增加空气中的氧含量,促进人体细胞代谢和免疫力提升。
同时,活性氧也具有一定的杀菌作用,可以减少疾病传播的风险。
因此,在办公场所、医院、养老院等地方使用木林森负离子技术可以改善人们的生活环境和健康状况。
3.3 环境改善木林森负离子技术还可以用于环境改善。
在城市中,汽车尾气、工业排放等污染源导致空气中的有害物质浓度升高。
木林森负离子技术可以通过释放负离子和活性氧,与空气中的污染物发生反应,将其分解为无害物质,从而净化空气。
此外,负离子还可以吸附空气中的颗粒物质,如PM2.5等,减少其对人体的危害。
4. 优势与不足4.1 优势•高效净化:木林森负离子技术能够高效杀灭细菌、病毒等微生物,并降低空气中的有害物质含量。
•健康保健:木林森负离子技术能够增加空气中的氧含量,促进人体健康。
•环境改善:木林森负离子技术能够净化空气中的污染物和颗粒物质。
4.2 不足•负离子浓度不易控制:木林森负离子技术中产生的负离子浓度难以精确控制,在一些特定情况下可能会产生过高或过低的浓度。
臭氧(活性氧)机,在水族养殖的应用。
臭氧是目前世界上已知的最强氧化剂之一,其用途十分广泛。
现简介臭氧在水
族业中的主要作用和使用方法,供大家使用时参考:
一、主要作用:
臭氧以它极强的氧化还原能力,能迅速有效地杀灭水中的病原微生物,消除藻
类,击破病毒的表面抗原,分解有害化学成分和有机质,氧化重金属,并能迅
速地降低水中的BOD,COD指标。
从而达到净化水质和预防治疗水生动,植物各
种疾病,维护水体生态平衡之目的。
二、使用方法:
1、用臭氧机进行水处理时,应采用带有吸附功能的过滤或有气浮挥发作用的过
滤器配合使用(活性炭,高分子过滤器,蛋白除沫器等)
a.把臭氧机出气嘴用气管与砂石头连接,置于水族箱中,同时开启臭氧机和与
其配合的过滤器。
b.与蛋白质除沫器配合使用,把臭氧机出气嘴用气管与蛋白质除沫器的进气口
连接,使臭氧机与蛋白质除沫器同时工作即可。
三、鱼病的治疗。
(1)把臭氧机的出气口用气管与沙头连接,放置于容器中。
(2)在容器中加入5-10L水,开机20分钟后放入病鱼进行治疗。
四、注意事项:
1、臭氧机应置于通风干燥处,尽量放高于水位,以防倒流。
2、不能将该机排出之臭氧直接通入鱼缸中,以免灼伤鱼儿。
3、视其水质,不要过量使用臭氧,最好每天两次,每次二小时左右。
4、当使用硫酸铜或其他药物时,一定要停止使用臭氧发生器,二小时后方可进
行。
引用使用
道具报告
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与肥胖有关的氧化应激:体育运动和调整饮食的影响摘要:肥胖相关的氧化应激,促氧化剂和抗氧化剂(例如,一氧化氮)之间的不平衡,与代谢和心血管疾病有关,包括血管内皮功能障碍和动脉粥样硬化。
活性氧(ROS)是必不可少的生理功能包括基因表达、细胞增长,感染防御和调节内皮功能。
然而,由ROS升高和/或抗氧化能力下而导致氧化应激会导致功能障碍。
运动也导致一种急性氧化应激状态。
然而,很可能是长期体力活动提供了良好的氧化刺激适应性和增强生理性能和身体健康,尽管有氧和无氧活动之间不同的反应值得进一步调查。
一些研究支持调整饮食及运动干预的好处在减轻氧化应激敏感性上。
由于肥胖者往往表现出氧化应激标志物的升高,对这一人群的影响是显著的。
因此,在本文我们的目标是讨论1,与肥胖相关疾病相关的氧化应激和炎症的作用、2运动干预的氧化应激的存在的问题和优点、3调整饮食的有利作用,包括急性或慢性热量限制和补充维生素D关键词:短时间运动是一个小型的氧化应激源,而长期运动引发保护性的适应性对抗氧化损伤。
长期摄入能量丰富的食物能导致肥胖,而急短时间的摄入也可引发潜在的负面代谢反应包括氧化应激。
限制热量摄入可以减轻氧化应激并为一个肥胖的人充当有利的减肥干预。
评述简介:在美国肥胖的患病率继续增加,最近的报告显示超过64.1%的美国妇女和72.3%的美国人归类为超重或肥胖(体重指数(BMI)≥25 kg / m2)。
肥胖者表明氧化应激的标志物,包括活性氧(ROS)的提升措施和减少抗氧化抗性,这也伴随着较低的抗氧化酶。
氧化应激与系统炎症,内皮细胞增殖及凋亡的影响,增加血管收缩有关,因此,这是内皮功能障碍重要的因素。
这些证据一致表明氧化应激与内皮功能障碍、动脉粥样硬化和心血管疾病之间的关系。
氧化应激是一个由促氧化剂之间的不平衡所引起的细胞损伤的一般术语如活性氧和活性氮(RNS)的抗氧化剂。
ROS是氧化过程中的细胞代谢剂时所产生的化学还原的氧形式不稳定自由基,其特征在于未配对电子。
(2)人体内自由基种类(2)人体内自由基种类人体内重要的自由基包括1.超氧阴离子自由基(·O2)2.羟自由基(·OH)3.羧自由基(ROO·)4.脂氧自由基5.一氧化氮自由基(NO·)6.硝基自由基(·ONOO-)由于特殊的电子排列结构,氧分子(O2)极容易形成自由基。
这些由氧分子(O2)形成的自由基统称为氧自由基。
上述的氧自由基,H2O2,单线态氧(1O2)和臭氧,统称为活性氧(ROS)。
常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子,则成为带一个负电荷的离子,但仍有一个电子未配对,用O2-·表示,称之为超氧化物阴离子自由基(SuperoxideAnion Radical),或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical),它在生物体内不仅具有重要的生物功能,还与多种疾病有密切关系,同时它还是生物体生成的第一个氧自由基,是所有氧自由基的前身,经过一系列反应可生成其它氧自由基,因此它具有特别重要的意义。
人的体液生理pH为6.5~7.5,在生理条件下,体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。
它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。
与其它活性氧相比,它不很活泼,因此曾经有人认为其毒性可能较小;后来研究表明,正是由于其寿命较长,可从其生成位置扩散较长的距离,到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。
(参考文献1,P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因,由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化,进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。
超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)作用生成过氧化氢(H2O2),H2O2可被过氧化氢酶(Catalase,又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。
活性氧(reactive oxygen species,ROS)在植物生长发育和胁迫响应中扮演着十分重要的角色,研究其产生和清除机制有着十分重要的意义。
ROS 主要包括超氧阴离子(O 2-·)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H 2O 2)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O 2)等[1]。
其中,H 2O 2是最稳定的存在形式,也是植物体内重要的信号分子,因此维持体内H 2O 2稳态具有十分重要的意义[2]。
过氧化氢酶(catalase,CAT)是发现最早也是目前研究最透彻的H 2O 2清除酶之一,其功能和相关调控机制仍是当下植物研究DOI:10.16605/ki.1007-7847.2023.01.0110过氧化氢酶在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展刘聪,邓宇宏,刘选明*,林建中*(湖南大学生物学院植物功能基因组学与发育调控湖南省重点实验室国家耐盐碱水稻技术创新中心,中国湖南长沙410082)收稿日期:2023-01-01;修回日期:2023-03-07;网络首发日期:2023-04-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(31871595);湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ4004);国家耐盐碱水稻技术创新中心项目(2022PT1005);杂交水稻国家重点实验室(湖南杂交水稻研究中心)开放课题(2019KF02);海南省崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目(B21HJ0108)作者简介:刘聪(1991—),男,河南郑州人,博士;刘聪和邓宏宇对本文的贡献相同,为本文共同第一作者;*通信作者:林建中(1975—),男,湖南会同人,博士,湖南大学副教授,主要从事植物生理与分子生物学研究,Tel:*************,E-mail:*****************.cn;刘选明(1963—),男,湖南邵阳人,博士,湖南大学教授,主要从事植物功能基因组学研究,Tel:*************,E-mail:*************.cn 。
人体内重要的自由基包括1.超氧阴离子自由基(·O2)2.羟自由基(·OH)3.羧自由基(ROO·)4.脂氧自由基5.一氧化氮自由基(NO·)6.硝基自由基(·ONOO-)由于特殊的电子排列结构,氧分子(O2)极容易形成自由基。
这些由氧分子(O2) 形成的自由基统称为氧自由基。
上述的氧自由基,H2O2,单线态氧(1O2)和臭氧,统称为活性氧(ROS)。
常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子,则成为带一个负电荷的离子,但仍有一个电子未配对,用O2-·表示,称之为超氧化物阴离子自由基(Superoxide Anion Radical),或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical),它在生物体内不仅具有重要的生物功能,还与多种疾病有密切关系,同时它还是生物体生成的第一个氧自由基,是所有氧自由基的前身,经过一系列反应可生成其它氧自由基,因此它具有特别重要的意义。
人的体液生理pH为6.5~7.5,在生理条件下,体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。
它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。
与其它活性氧相比,它不很活泼,因此曾经有人认为其毒性可能较小;后来研究表明,正是由于其寿命较长,可从其生成位置扩散较长的距离,到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。
(参考文献1,P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因,由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化,进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。
超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)作用生成过氧化氢(H2O2),H2O2可被过氧化氢酶(Catalase,又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。
有关活氧的文章
活氧,也被称为活性氧,是一类氧化能力极强的物质,含有氧原子。
这些物质包括超氧阴离子自由基、羟自由基、臭氧、单线态氧、过氧化氢、脂类过氧化物、次卤酸和氮氧化物等。
活性氧与我们息息相关,既包围在我们周围,又存在于我们机体的各个部位,甚至于在每个细胞中。
产生活性氧的最重要途径正是我们人体自己,在吸进的每一口空气中,必定有2%的氧气变成了活性氧。
在科学实验和调查资料中,活性氧过多或抗氧化能力太弱都可能导致细胞发生癌变。
这一观点得到了诺贝尔奖获得者圣乔其的支持,他认为只有需氧的高等生物才患癌,所以癌必定与氧有某种密切联系。
因此,了解活性氧的性质和作用,对于预防和治疗癌症等疾病具有重要意义。
同时,对于活性氧的深入研究也将有助于推动自由基生物学的发展,为癌症的基础研究开辟新的视角。
第32卷第3期家畜生态学报Vo l.32No.3 2011年5月Acta Ecologiae A nimalis Dom astici May.2011植物细胞H2O2的产生及其生理作用何金环a,李存法b(郑州牧业工程高等专科学校生物a.工程系,b.药物工程系,郑州450011)[摘 要] 过氧化氢(hydrog en pero xide,H2O2)是细胞有氧代谢的产物,激素等发育信号和胁迫刺激都可以诱导细胞内H2O2的产生和积累。
H2O2在细胞内浓度的升高和降低以及变化模式可能介导了不同的信号转导途径,并调控相应生长发育、胁迫应答等生物学过程。
[关键词] 植物细胞;过氧化氢;产生机制;信号转导[中图分类号] S811.5 [文献标识码] A [文章编号] 1004-5228(2011)03-0105-04 过氧化氢是活性氧(reactive o xy gen species, ROS)的一种,多种外界刺激或细胞内信号分子都可以导致细胞内H2O2的积累。
H2O2不仅具有损伤生物大分子、产生细胞毒害的能力,而且还被证明可以作为信号分子,在气孔运动、生物和非生物胁迫应答、细胞程序性死亡、激素应答以及生长发育调控过程中起重要作用。
1 植物体内H2O2的产生机制植物细胞在胁迫条件下(包括高温、低温、机械损伤、渗透胁迫、UV辐射等)可产生多种活性氧(ROS),包括超氧阴离子(O·-2)、H2O2、羟自由基(·OH)、单线态氧(1O2)等。
目前,氧对生命“双重性”的作用已成为生命科学的一个研究课题,以往的研究多集中于活性氧对植物体的伤害作用方面。
近年来,随着人们对ROS认识的深入,发现ROS有可能作为第二信使参与植物体内多种代谢过程。
目前,人们普遍认为植物具有一种先天的“免疫系统”———氧化猝发(oxida-tive burst,OXB),即植物细胞在胁迫条件下能迅速产生一些活性氧分子(ROS),进而启动体内其他信号级联过程(signal cascades),引起特有的生理反应。
2021年34卷1期Vol. 34No. 1西"农业学&Southwest China Journal of Agricultural Sciences40文章编号:1001 -4829(2021)1 -0040 -05DOI : 10. 16213/j. cnkl. scjas. 2021. 1.005烟叶成熟过程中活性氧的变化范宁波S 杨 洋2,鄢 敏2,李林秋2,严 素2,易 蔓2,杨懿德2(1.河南农业大学烟草学院,河南郑州450002;2.四川省烟草公司宜宾市公司,四川宜宾644000)摘要:!目的】为明确烟草&Nicotiana tabacum L.)在不同的成熟阶段中活性氧(ROS )的积累。
【方法】采用氯化硝基四+ V 蓝(NBT )化学组织染色法来进行组织染色,并利用#44度法分别测定未熟、适熟和过熟阶段烟叶的过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子(0+ -)和丙二醛(MDA '含量,并利用实时荧4定量PCR ( qRT-PCR )法测定了相关基因的相对表达量。
【结果】叶片经NBT 染 色后,随着叶片成熟度的増加,叶片上的蓝色斑増加。
叶片内的0+ -和H 2O 2 % MDA 的含量随成熟度的増加逐渐上升,且皆在过 熟阶段达到最大值。
伴随着成熟度的増加,NtPSAl 的相对表达量逐渐降低,而CYP82E 的表达量却呈逐渐増加的趋势$【结论"烟叶随着自身成熟度的増加,叶片组织内的活性氧物质逐渐积累,对烟叶造成了一定的伤害$ 关键词:成熟度;烟草;活性氧中图分类号:S572文献标识码:AChanges of Reactive Oxygen Species in Tobacco Leaf During MaturingFAN Ning-bo 1 % YANG Yang 2 % MIN Min 2 % LI Lin-qiu 2 % YAN Su 2 % YI Man 2 % YANG Yi-dc 2 !(1 - Colleac of Tobacco , Henan Agricultural University , Henan Zhengzhou 450002, China ; 2- Yibin City Company of Sichuan Tobacco Com pany % Sichuan Yibin 644000 % China )Abstraci :【Objeclve 】 In order to investigate the accumulation of reactive oxycen species (ROS ) in tobacco (Nicotiana tabacum L. ) at dif ferent maturity stages.【Method 】The tissue staining was performed by ngrotetrazolium chloride ( NBT ) chemical tissue staining method- And superoxide anion ( O 2 - ) , hydrogen peroxiCe ( H 2O 2 ) , malondialdehyde ( MDA ) content were measured in leaves with different maturity ,respectively. The relative expression of related genes was determined by real-time quantitive PCR ( qRT-PCR )-【Result 】The resultsshowed that after the leaves were dyed with NBT , as the maturity of the leaves increased , the blue spots on the leaves increased- The content of H 2O 2 , O 2 - and MDA in the blades also increased with the increase of maturity and reached the miirnum in overripe tobacco- With the increase of maturity , the relative expression of NtPSAl graduaOy decreased , while the expression of CCY82E showed a graduaOy increasingtrend.【Conclusion ] With the increase of maturif of tobacco leaves , reactive oxycen species in /o O tissue graduaOy accumulated , whichcaused certain damage to tobacco leaves -Key words :Maturity stage ; Tobacco ; Reactive oxycen species (ROS)【研究意义]氧气是地球上绝大多数生物维持生命活动的必需物质之一,但是在生物利用氧气的 过程中,会附带产生活性氧物质等副产物。
第34卷第1期2021年1月医学信息Journal of Medical InformationVol.34No.1Jan.2021综述活性氧对胚胎发育的影响李晓娜,张振刚,马学工,李斌业(青海省人民医院生殖中心,青海西宁810007)摘要:活性氧(ROS)是胚胎发育过程中产生的一种氧自由基,包括O2、HQ2、OA、-OH等。
正常含量的ROS会对胚胎发育起保护作用,而过量的ROS则会使得胚胎发育受到阻滞,其通过影响不同的因子(如p53因子、细胞自噬、精子质量等)对胚胎产生作用遥本文就ROS对胚胎的影响机制及减轻ROS对胚胎损伤的方法作一综述,以期为胚胎学等研究提供理论依据。
关键词:活性氧;胚胎;辅助生殖技术中图分类号:S814.6文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1006—1959.2021.01.016文章编号:1006-1959(2021)01-0057-04The Effect of Reactive Oxygen Species on Embryonic DevelopmentLI Xiao-na,ZHANG Zhen-gang,MA Xue-gong,LI Bin-ye(Reproductive Center,Qinghai Provincial People's Hospital,Xining810007,Qinghai,China)Abstract:Reactive oxygen species(ROS)are oxygen free radicals produced during embryonic development,including(O,H2O2,O2",-OH,etc.The normal content of ROS will protect the embryo development,while excessive ROS will block the embryo development,which affects the embryo by affecting different factors(such as p53factor,autophagy,sperm quality,etc.).This article reviews the mechanism of ROS on embryos and the methods to reduce the damage of ROS on embryos,hoping to provide a theoretical basis for embryology and other research.Key words:Reactive oxygen;Emhryo;Assisted reproductive technology不孕不育症已日渐成为影响健康的普遍性问题,且发达国家及发展中国家不孕不育症患病率均持续上升,其与性传播疾病增加、肥胖、婚育年龄延迟等因素密切相关。
人体内重要的自由基包括1.超氧阴离子自由基(·O2)2.羟自由基(·OH)3.羧自由基(ROO·)4.脂氧自由基5.一氧化氮自由基(NO·)6.硝基自由基(·ONOO-)由于特殊的电子排列结构,氧分子(O2)极容易形成自由基。
这些由氧分子(O2) 形成的自由基统称为氧自由基。
上述的氧自由基,H2O2,单线态氧(1O2)和臭氧,统称为活性氧(ROS)。
常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子,则成为带一个负电荷的离子,但仍有一个电子未配对,用O2-·表示,称之为超氧化物阴离子自由基(Superoxide Anion Radical),或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical),它在生物体内不仅具有重要的生物功能,还与多种疾病有密切关系,同时它还是生物体生成的第一个氧自由基,是所有氧自由基的前身,经过一系列反应可生成其它氧自由基,因此它具有特别重要的意义。
人的体液生理pH为6.5~7.5,在生理条件下,体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。
它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。
与其它活性氧相比,它不很活泼,因此曾经有人认为其毒性可能较小;后来研究表明,正是由于其寿命较长,可从其生成位置扩散较长的距离,到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。
(参考文献1,P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因,由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化,进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。
超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)作用生成过氧化氢(H2O2),H2O2可被过氧化氢酶(Catalase,又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。
活氧小气泡说明书产品简介:活氧小气泡是一种新型的水处理设备,能够将普通自来水中的氧气有效地提取出来,通过微型空气气泡的形式释放进入水中,使水质达到更加健康清洁的状态。
该产品结合了活氧技术和微泡分离技术,极大地提高了水的氧含量和清洁度,为用户提供更健康的用水环境。
产品特点:1.活氧技术:通过电气化学原理,将水中的氧气与水分子结合,形成活性氧离子。
活性氧具有一定的杀菌消毒效果,能够有效地杀灭水中的细菌和病毒,净化水质。
2.微泡分离技术:通过超声波技术,将水中的活性氧离子聚集成微小气泡,使其更容易溶解进入水中。
微泡形成的气泡表面积较大,与水分子的接触面积增大,加速氧气的释放。
3.独特设计:活氧小气泡采用小巧轻便的设计,方便用户安装和使用。
产品由高质量的材料制成,耐用且易于清洗。
可以与普通水龙头等水源接口连接,在使用过程中不需要额外的电源和管道。
4.可调节氧含量:活氧小气泡配备了氧浓度调节器,用户可以根据需要,自由调节水中的氧含量。
从轻度增加氧含量到高度增加氧含量,满足不同用户的需求。
使用方法:1.将活氧小气泡与水源接口连接,确保连接处牢固密封。
2.打开水龙头,将水流调至适宜的大小。
3.调节氧浓度调节器,根据需要增加或减少氧含量。
在调整之前,请确保氧浓度调节器处于关闭状态。
4.将轻按氧浓度调节器,开始释放氧气。
您可以按需进行调节,直至满足您的需求。
5.使用完毕后,关闭水源并关闭氧浓度调节器。
6.清洗活氧小气泡时,只需用清水冲洗即可。
如果需要更彻底的清洁,可以使用中性洗涤剂进行清洁,但请勿使用酸性或碱性清洁剂。
注意事项:1.请勿在高温环境下使用活氧小气泡,以免损坏设备。
2.请勿将活氧小气泡浸入水中,以防发生电击事故。
3.请勿将活氧小气泡用于非自来水源,以免影响产品性能和使用寿命。
4.若长时间不使用,请关闭水源和氧浓度调节器,以节省能源和确保产品安全。
5.请勿使用活氧小气泡作为医疗设备,不能替代药物治疗。
6.请不要使用有色和浑浊的水源,以免影响氧气的释放效果。
活性氧(reactive oxygen species, ROS)是一类化学性质活泼,具有较高氧化活性的分子或离子的总称。
主要包括超氧阴离子、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(HO.)、一氧化氮(NO.)等。
线粒体是ROS的主要产生部位,在线粒体呼吸过程中会有少量的电子从线粒体电子传递链复合体Ⅰ和Ⅲ中漏出,与O2结合生成ROS。
此外NADPH氧化酶和过氧化物酶等也能产生ROS。
过量的ROS会对蛋白质、核酸和脂质等生物大分子造成损伤,从而影响其正常生理生化功能。
生物体本身存在清除ROS的体系,包括SOD酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸等,这一体系使生物体内ROS保持在对机体无害的水平。
活性氧(ROS)的产生
由镉和硒等离子的释放所引发的毒性,在某种程度上可以通过壳对核的保护来得以控制,但是活性氧产生的毒性却难以控制。
当细胞暴露于病原体或者热等不良环境压力时,会产生具有化学活性的含氧分子。
这些活性氧物质(ROS)可被分为两种类型:自由基ROS(一氧化氮或者羟基自由基)和非自由基ROS(过氧化氢)。
大多数细胞都可以通过谷胱甘肽氧化还原系统的防御机制来缓冲一定量的ROS,但是高水平长时间的ROS会导致细胞的损伤。
当把培养细胞暴露于纳米粒子时,活性氧的产生是一个普遍现象,ROS的产生主要源于纳米粒子的反应能力[123, 124]。
纳米粒子巨大的比表面积和表面分子较高的反应活性使得其具有较高的氧化能力。
一般说来,纳米粒子可以通
过以下几种不同的机制产生ROS[125]:
(1)当被暴露于酸性环境(例如溶酶体)中,纳米材料表面修饰物的
反应活性、表面修饰物的降解、量子点降解而导致的离子释放,均会引起ROS水平的升高(图[126-128]。
(2)纳米粒子与线粒体等具有氧化能力的细胞器发生相互作用,破坏线粒体外膜,导致线粒体膜电势的坍塌,因此干扰氧化磷酸化的电子传递链
(3)纳米粒子和NADPH氧化酶等氧化还原性蛋白的相互作用,引起细胞免疫系统中活性氧水平的增加(图。
(4)纳米粒子与细胞表面受体发生相互作用,激活细胞内的信号通道,最终导致能够上调ROS水平的应激反应基因的大量表达(图。
此外,量子点在光照下也会产生ROS。
Ipe等人通过EPR实验研究了几种不同的量子点在光照下能否产生ROS[132]。
结果表明CdS粒子产生了超氧化物的信号和一个较小的羟基自由基的信号,CdSe只产生了
羟基自由基,CdSe/ZnS未产生任何自由基的信号,以上结果说明带隙能垒会阻止载流子到达粒子表面,从而抑制自由基的形成。
没有光照射时,以上材料均无法产生ROS。
虽然镉离子的释放被认为是量子点细胞毒性的主要因素,表面修饰物、保护性壳层和无镉量子点的制备,都是为了减少镉离子的释放和促进量子点在生物医药领域的应用。
但是,量子点的毒性不能单一的归因于镉离子的毒性,ROS等其它因素不能被忽略,在无镉量子点中,这些因素可能会起主要作用。
例如, Tang等[133]发现未修饰的CdSe量子
点会引起ROS的增加,从而导致细胞内钙离子水平增加。
细胞对ROS 十分敏感,ROS会和所有生物分子发生反应,导致损伤和功能丧失,尤其是DNA,ROS会氧化碱基导致链断裂。
如果脂类脂肪酸被ROS
破坏,原生质膜很可能不再完整,从而导致细胞内部受到损害和细胞的信号转导机制被搅乱。
假如这样的破坏在线粒体或溶酶体中发生,会导致细胞程序性死亡。
Lu等人研究发现CdSe量子点通过引起ROS
的产生而导致人成骨细胞凋亡,ROS激活了与细胞凋亡相关的酶[134]。