植物体内氧自由基的测定(精)

研究简报用清除有机自由基DPPH法评价植物抗氧化能力3彭长连　陈少薇　林植芳　林桂珠(中国科学院华南植物研究所,广州510650)摘要　几种抗氧化剂的浓度与其清除1,12二苯基苦基苯肼(DPPH)能力呈显著的线性相关.不同抗氧化剂清除DPPH能力差异明显.抗坏血酸与DPPH反应的灵敏性高于其抑制肾上腺素氧化的能力.用DPPH法和亚油酸氧化法同时测定了生长在不同光强下植物叶片抗氧化能力的变化,两种方法所得结论相一致.结果表明清除有机自由基法是一种快速、简便、灵敏的评估植物抗氧化能力的可行方法.关键词　1,12二苯基苦基苯肼(DPPH),植物,抗氧化能力,自由基学科分类号　Q946 生物的抗氧化能力与其抗病性、抗逆性及延缓衰老密切相关.因而从天然植物中寻找有效的抗氧化剂应用于医药、食品、保健品、饮料、化妆品等之中,或从氧化与抗氧化代谢的平衡来探讨生物对变化环境条件的适应性机理,都是当前的研究热点之一. 迄今用于评价植物抗氧化能力的方法虽已有诸如硫氰酸盐(thiocyanate)法[1]、硫代巴比妥酸(TBA)法[2]、ORAC法(automated oxygen radical absorbance capacity assay)[3]等.但这些方法或者手续相当繁琐费时,或者所需试剂或大型仪器的费用昂贵,尚缺乏一种灵敏、简单易行的有效方法.1, 12二苯基苦基苯肼(1,12Diphenyl222picryl2 hydrazyl,DPPH)是一种稳定的有机自由基,通过检测生物试剂对DPPH自由基的清除能力可以表示其抗氧化性的强弱.然而对自由基信号的直接检测需要使用顺磁共振仪而使其难以普及.近年来,国外已有人初步利用DPPH溶液的紫红色吸光度变化作为清除自由基能力的分光光度测定[4,5],但对其准确性、灵敏度和可行性尚未有系统的探讨.本文旨在研究DPPH分光光度法用以评价植物抗氧化能力的可行性,为抗氧化剂的筛选和抗氧化胁迫机理的研究提供新的方法和依据.1　材料与方法111　仪器和试剂 紫外可见分光光度计(Beckman DU27),二苯基苦基苯肼(1,12diphenyl222picrylhydrazyl,DPPH),肾上腺素,硫代巴比妥酸(TBA),亚油酸,外源抗氧化剂抗坏血酸(AsA)、　皮素(QCT)、还原型谷胱甘肽(GSH)、丁基羟基甲苯(BHT),为Sigma公司产品,α2生育酚(α2TP)为Merck公司产品.自由基捕获剂1,22二羟基苯23,52二磺酸钠(Tiron),甲醇,乙醇为国产产品.112　植物材料 试验植物为广东省鼎湖山常绿阔叶林中的乔木黧蒴(Castanopsis f issa)和林下灌木九节(Psycot ria rubra).盆栽幼苗生长于本所试验地的自然光强(100%光)和遮阴降低光强为自然光的36%和16%条件下.012g叶片用50%乙醇浸提,研磨和离心(5000×g,15min),定容至10ml. 113　有机自由基(DPPH)消除能力的测定 参考Larrauri和Y okozawa等[4,5]的方法进行修改.利用DPPH溶液的特征紫红色团的吸收峰,以分光光度法测定加抗氧化剂或植物提取液后A525吸收的下降表示其对有机自由基消除能力.反应体积2ml,DPPH溶于少量甲醇后,以50%乙醇配制为120μmol/L.植物提取液稀释10倍,反应时加011ml稀释的提取液及119ml DPPH.室温下静置20min后测吸光度变化.样品对DPPH 的清除百分比=12[(A-B)/A0]×100%,这里A0为未加样的DPPH(119ml DPPH+011ml 50%乙醇)的吸光度,A为样品与DPPH反应后的吸光度,B为样品的空白(样品011ml+119ml　3中国科学院广州分院及广东省科学院测试基金和中国科学院“九五”重点基金(KZ9522J12105)联合资助.　Tel:(020)877056262405,E2mail:pengchl@　收稿日期:1999211220,修回日期:200020420250%乙醇)的吸光度.然后用公式:[(清除率×反应加入的DPPH 量)/样品质量(μg )]求得单位质量的外源抗氧化剂或植物样品对DPPH 的实际清除量.114　抑制亚油酸氧化能力的测定 最终浓度为0138mmol/L 的亚油酸加0133mmol/L H 2O 2加速氧化,在有或无植物提取液下置于室温放置5h ,不时摇动,随后用硫代巴比妥酸(TBA )法测定所产生的丙二醛(MDA )[6].用抑制MDA 形成的百分数表示抗氧化能力.115　抑制肾上腺素氧化 参照翁元凯等的方法[7],以碱性连二亚硫酸钠产生O ・2,用不同浓度的AsA 抑制O ・2对肾上腺素的氧化,480nm (肾上腺素红的特征吸收峰)检测吸收的下降.2　结果与讨论211　DPPH 的吸收光谱 有机自由基DPPH 溶液有两个特征吸收峰330nm 和525nm ,加入抗氧化剂抗坏血酸(AsA )和　皮素(QCT )后两个吸收峰皆降低(图1),但525nm 吸收的降低较显著,故选用可见光525nm 的吸收来表示DPPH 含量的变化,这与Larrauri 等[4]报道DPPH 吸收峰在517nm 有点差异.图1　DPPH 的吸收光谱212　抗氧化剂浓度与其清除DPPH 的关系 没食子酸(GIP )、　皮素(QCT )、还原型谷胱甘肽(GSH )和α2生育酚(α2TP )是植物体内常见的抗氧化剂,BHT 是人工合成的常用食品抗氧化剂,Tiron 则是人工合成的自由基捕获剂.图2可见这几种抗氧化剂的浓度皆与DPPH 的光吸收呈显著的线性负相关(图2),相关系数r 除BHT 为018977(图2b )外,其余都在019670～019935之间.抗氧化剂浓度越高,清除DPPH 的能力越大.结果说明无论是植物的内源抗氧化剂还是人工合成的抗氧化剂,其抗氧化性都可用DPPH 法作定量评价.图2　几种抗氧化剂与DPPH 吸收峰(A 525)下降的关系(a )■———■:QCT ,y 1=-010872x +110543,r =019904;●———●:GIA ,y 2=-012485x +110843,r =019935;(b )■———■:BHT ,y 3=-010245x +019008,r =018977;●———●:GSH ,y 4=-010149x +110715,r =019918;(C )■———■:α2TP ,y 5=-010233x +018558,r =019788;●———●:Tiron ,y 6=-010212x +017586,r =019670.213　不同抗氧化剂清除DPPH 能力的比较 表1看出计算降低DPPH 吸收50%时抗氧化剂的浓度(IC 50值)或每微克抗氧化剂实际清除DPPH 的数量皆表明,没食子酸的清除能力最强,皮素次之,而GSH 、α2TP 和两种人工合成的抗氧化剂BHT 及Tiron 则较低.这与Cao 等[8]利用ORAC 法的测定指出一些类黄酮比ASA 、α2TP 和GSH 有更强的抗氧化活性结果相一致.表1　几种抗氧化剂清除DPPH 自由基能力的变化抗氧化剂　IC 50(DPPH 吸收降低50%时抗氧化剂的量)　 ρ/μg c /μmol ・L -1DPPH 清除量/g ・g -1GIP2111612324122QCT 516791317170AsA 8141261535107BHT 13190351132183GSH 34136621121130α2TP 19150221631119Tiron16180381121187214　抗坏血酸清除DPPH 与抑制肾上腺素氧化的比较 抑制肾上腺素氧化也常用作测定抗氧化能力的一种方法.图3比较了肾上腺素法与DPPH 法用于评价抗坏血酸(AsA )抗氧化能力的灵敏度.结果看出AsA 含量与DPPH 吸收之间的斜率为-010638,相关系数为019986(图3b ),而AsA 含量与抑制肾上腺素氧化之间的斜率为-010011,相关系数为019775(图3a ).即DPPH 法的直线斜率和与AsA 含量的相关性皆大于肾上腺素法,表明其更为灵敏与准确.此外,肾上腺素法需在碱性条件下反应,其活性氧(O ・2)源也需通过化学反应产生,而DPPH 法则可直接检测DPPH 自由基的变化.图3　抗坏血酸抑制肾上腺素氧化(a)和清除DPPH (b)的比较(a )y 1=-010011x +011619,r =019775;(b )y 2=-010638x +110962,r =019986.215　DPPH 法和亚油酸氧化法测定植物叶片抗氧化能力的比较 亚油酸氧化法也是测定植物抗氧化能力的常用方法.用它和DPPH 法比较生长在不同光强下森林植物黧蒴和九节叶片的抗氧化能力(图4),可以看出两种方法的结果基本一致.随生长光强的增加,两种植物抗氧化能力都提高.自然光照下九节叶片的抗氧化能力大于黧蒴,而且光强对九节抗氧化能力的影响较黧蒴大,显示前者对光强的敏感性较高.由此结果进一步表证了DPPH 法研究植物抗氧化能力与植物种类及外界环境因子之间关系的可行性.图4　生长在不同光强下的植物提取物清除DPPH (a)和抑制亚油酸自动氧化(b)的变化□:黧蒴;■:九节. 综上所述,应用DPPH 法来评价外源抗氧化剂和植物抗氧化能力是一种快速(反应时间仅需20min左右)、简便(操作简单,且用一般的分光光度计即可测定)、灵敏(只需要少量的植物样品)、直接(抗氧化剂直接作用于DPPH自由基,测定DPPH吸收的变化,而其他许多方法都是间接测定氧化产物的减少)可行的方法.参　考　文　献1　Osawa T,Namiki M A.Novel type of antioxidant isolated from leaf wax of Eucalypt us leaves.Agric Biol Chem,1981,45(3): 735～7392　Ottolenghi A.Interaction of ascorbic acid and mitochondrial lipides.Arch Biochem Biophys,1959,79:355～3633　Cao G,Alessio H M,Culter R G.Oxygen2radical absorbance capacity assay for antioxidants.Free Radical Biol Med,1993,14(3):303～3114　Larrauri J A,Sanchez2Moreno C,Saura2Calixto F.Effect of temperature on the free radical scavenging capacity of extracts from red and white grape pomace peels.J Agric Food Chem,1998,46(7):2694～26975　Y okozawa T,Dong E,Natagawa T,et al.In vit ro and i n vivo studies on the radical2scavenging activity of tea.J Agric Food Chem,1998,46(6):2143～21506　林植芳,李双顺,林桂珠,等.水稻叶片衰老与超氧歧化酶、脂质过氧化的关系,植物学报,1984,26(6):605～615Lin Z F,Li S S,Lin G Z,et al.Acta Bot Sin,1984,26(6): 605～6157　翁元凯,黄　山,翁念宇.用碱性连二硫酸钠水溶液产生超氧阴离子自由基,生物化学与生物物理进展,1989,16(3): 209Wong Y K,Huang S,Wong L Y.Prog Biochem Biophys,1989, 16(3):2098　Cao G,Sofic E,Prior R L.Antioxidant capacity of tea and common vegetables.J Agric Food Chem,1996,44(11):3426～3431Detection of Antioxidative C apacity in Plants by Scavenging Organic Free R adical DPPH.PEN G Chang2Lian,CHEN Shao2Wei,L IN Zhi2Fang,L IN Gui2Zhu(South Chi na Instit ute of Botany,The Chi nese A cademy of Sciences,Guangz hou510650, China).Abstract　A very significant linear relationship was found between the capacity of scavenging DPPH free radical and concentrations of six antioxidants(r= 01898～01994)determined by spectrophotometry. There was an obvious difference in the capacity of scavenging DPPH free radical among different antioxidants.Both scavenging DPPH and inhibiting the oxidation of adrenalin were closely related with the concentration of ascorbic acid.The change of DPPH levels is more sensitive than that of adrenalin in the presence of ascorbate.The antioxidative ability in leaves extracts of two woody plants grown under different light intensities was measured by either scavenging DPPH or inhibiting the oxidation of linoleic acid.The same conclusion was drawn through these two assays.It is suggested that scavenging DPPH free radical is a rapid,simple,sensitive and practical assay for the evaluation of antioxidative capacity in plants.K ey w ords　1,12diphenyl222picrylhydrazyl(DPPH), plant,antioxidative capacity,free radical中国生物化学与分子生物学会简讯 由中国生物化学与分子生物学会承办的第十五届亚洲大洋洲生物化学家和分子生物学家联合会(FAOBMB)学术会议于10月21日至24日在北京举行。

超氧阴离子自由基检测试剂盒(磺胺比色法)简介：超氧阴离子自由基作为生物体代谢过程中产生的一种自由基，可攻击生物大分子，如脂质、蛋白质、核酸和聚不饱和脂肪酸等，使其交链或者断裂，引起细胞结构和功能的破坏，与机体衰老和病变有很密切的关系，清除超氧阴离子自由基的研究已经得到了广泛的关注。

Leagene 超氧阴离子自由基检测试剂盒(磺胺比色法)又称超氧阴离子清除能力检测试剂盒，其检测原理是利用羟胺氧化的方法可以检测生物体系中超氧阴离子自由基(O 2-)，即超氧阴离子自由基(O 2-)与羟胺反应生成NO 2-，在一定范围内颜色深浅与超氧阴离子自由基(O 2-)成正比，根据NO 2-反应的标准曲线将A 530换算成NO 2-浓度，再依据上述关系式即可计算出O 2-浓度。

该试剂盒主要用于测定植物组织中的超氧阴离子自由基含量或超氧阴离子清除能力。

该试剂盒仅用于科研领域，不宜用于临床诊断或其他用途。

组成：自备材料：1、 蒸馏水2、 实验材料：植物组织(大豆、绿豆、玉米等叶片)、血液、组织样本等3、 研钵或匀浆器4、 离心管或试管5、 低温离心机6、 恒温箱或水浴锅7、 比色杯8、 分光光度计操作步骤(仅供参考)：编号 名称TO1123 50T Storage试剂(A): NO 2-标准(1mM) 1ml RT 试剂(B): O 2- Lysis buffer 125ml RT 试剂(C): 羟胺溶液30ml RT 试剂(D): 氨基苯磺酸显色液 30ml 4℃ 避光 试剂(E): 萘胺显色液 30ml4℃ 避光 使用说明书1份1、准备样品：①植物样品：取正常或逆境下的新鲜植物组织，清洗干净，擦干，切碎，迅速称取预冷的O2-Lysis buffer后冰浴条件下匀浆或研磨，4℃离心，上清液即为超氧阴离子自由基提取液，4℃保存备用。

②血浆、血清和尿液样品：血浆、血清按照常规方法制备后可以直接用于本试剂盒的测定，4℃保存，用于超氧阴离子自由基的检测。

植物生理指标--最新实验原理与方法1、氮蓝四唑（NBT）法测定超氧化物岐化酶（SOD）2、POD（过氧化物酶）活性的测定——愈创木酚法3、CAT(过氧化氢酶)测定4、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的测定5、谷胧甘肽还原酶(GR)的活力测定:6、O2-产生速率的测定7、过氧化氢(H2O2)含量的测定——碘化钾分光光度法8、丙二醛（MDA）含量的测定9、还原型抗坏血酸（ASA）和脱氢抗坏血酸（DHA）的测定10、谷胱甘肽还原酶测定11、MDAR(单脱氢抗坏血酸还原酶)活性的测定12、可溶性总糖的测定13、考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量14、叶绿素含量的测定15、石蜡制片的制作16、激素Indole-3-Acetic Acid（IAA）、Abscisic Acid （ABA）、GA3和ZA的测定17、cDNA扩增片段长度多态性技术（cDNA-AFLP）18、3′/5′RACE 扩增基因全长19、根系活力的测定（TTC法）一氮蓝四唑（NBT）法测定超氧化物岐化酶（SOD）【实验原理】SOD是含金属辅基的酶。

高等植物含有两种类型的SOD：Mn－SOD和Cu.Zn－SOD，它们都催化下列反应：由于超氧自由基（O2.－）为不稳定自由基，寿命极短，测定SOD活性一般为间接方法。

并利用各种呈色反应来测定SOD的活力。

核黄素在有氧条件下能产生超氧自由基负离子O2.－，当加入NBT后，在光照条件下，与超氧自由基反应生成单甲月替（黄色），继而还原生成二甲月替，它是一种蓝色物质，在560nm波长下有最大吸收。

当加入SOD时，可以使超氧自由基与H+结合生成H2O2和O2，从而抑制了NBT光还原的进行，使蓝色二甲月替生成速度减慢。

通过在反应液中加入不同量的SOD酶液，光照一定时间后测定560nm 波长下各液光密度值，抑制NBT光还原相对百分率与酶活性在一定范围内呈正比。

反应液蓝色愈深，说明酶活性愈低。

【仪器、材料与试剂】（一）仪器1. 分光光度计2. 台式离心机（二）材料1. 磷酸氢二钠2. 磷酸二氢钠3. 甲硫氨酸4. EDTA-Na25. 核黄素6. 氮蓝四唑(NBT)7. 陶瓷小研钵8. 4-5ml 离心管9. 10ml 玻璃试管（三）试剂1. 0.05mol/L磷酸缓冲液(PBS，pH7.8)：A母液：0.2mol/L磷酸氢二钠溶液: 取Na2HPO4·12H2O（分子量358.14）71.7g；B母液：0.2mol/L磷酸二氢钠溶液：取NaH2PO4·2H2O（分子量156.01）31.2g。

第１ 期
林祥 潮等 ：中药对 超氧 阴 离子 自由基 清 除率 的测 定
３ ３
在表 ｌ 示 的光度 法 中，羟 胺氧 化法 由于 甲萘 胺溶 液不 稳定 ，因而 线性相 关性较 差 ；氯 所 化硝 基 四氮 唑蓝还 原法 和 四 甲基 偶氮 唑盐还 原法 都 需要 昂贵 的氮 唑类 化合 物 ； 照核黄 素法 光 中硫 代碳 酰腙 类化 合物 需要 合成 ；酶催 化法 需要 昂贵 的酶试 剂且 测定 条件 苛刻 ；而本 方法 只 需 用天 青 Ｉ 为指 示物 质 ，指示 反应简 单直 接 ，且指 示物质 易得 价廉 ，体 系稳 定性好 ，能快 作
液后 ， 向其 中一 支加 入 ０８ ０ｍｍｏ Ｌ的邻 苯三 酚溶 液 ，另一支 不加 。分 别用水 稀释 至 ．０ ３ ｍＬ ｌ ／
刻度 ，在 室温 下反应 １ ｎ ５ ｍｉ，以水 为参 比，用 １ ｍ 比色皿在 ６ ２ ｌ 波长 处测 定体 系 的吸光 ｃ ０ Ｙ ｎｌ
度 。设不加 邻苯 三酚 时体 系 的吸光度 为 ｏ ，加 入邻 苯三 酚后 体系 的吸光 度 为 １ ，则超氧 自
超氧 阴离 子 自由基 （ ２・ ０ 。）作 为生物 体所产 生 的一种 自由基 ，大 量研 究证 明 ， 自由基 的
作用 与 生物 衰老 、某些 疾病 的发病 机制 密切相 关 。关 于它 的清 除方法 ，光度 测 定 已有 一些报 道 【 ］ 以天青 Ｉ为指示 物质 ，褪 色光 度法 测定 中药 清 除超氧 阴 离子 自由基 未见 报 道 。本 １ ，但 文研 究发现 ，在一 定条 件下 ，天 青 Ｉ 能被超 氧 阴离子 自由基氧 化而褪 色 ，中药提 取物 可 以清
度值 记为 ２ 。 超氧 自由基清 除率 Ｒ ％ ： 二 × ０ ／ １０ ４