【摘要】 科学界已经开发出多种技术来检测活细胞中超氧化物的产生,其中一些技术主要基于分光光度法、荧光探针或HPLC对其进行检测,在这里,Kahina等人专注于使用自旋捕获/EPR技术对活细胞中超氧化物进行检测。

超氧自由基阴离子(O2·-)是有氧代谢的主要副产物,它是由线粒体呼吸链中的酶对分子氧进行单电子还原所产生的。科学界已经开发出多种技术来检测活细胞中超氧化物的产生,其中一些技术主要基于分光光度法、荧光探针或HPLC对其进行检测,在这里,Kahina等人专注于使用自旋捕获/EPR技术对活细胞中超氧化物进行检测。

尽管EPR光谱法的灵敏度比较低,但它仍是化学和生物学中表征和测量自由基中最直接的方法。在生物环境中,大多数自由基都是高活性的,半衰期很短,在这种条件下它们的浓度不能达到可测量的水平。因此,自由基是无法直接观察到的,只能通过使用自旋陷阱间接进行观察。自旋陷阱是一种反磁分子,它很容易与反应性自由基反应,形成一种更稳定的自由基产物,称为自旋加合物,其浓度可以达到可测量的水平(图1),这种技术被称为自旋捕获。5,5-二甲基-1-吡咯烷N-氧化物(DMPO,图1)在化学体系中的自旋捕获实验于1967年由岩村和稻本首次提出。后来,由Janzen和Blackburn进一步开发,他们创造了术语自旋陷阱和自旋捕获,其首次应用于细胞系统可追溯到1979年,当时检测到的是受刺激的人中性粒细胞悬浮液中的自由基。

超氧自由基阴离子最好的自旋陷阱是具有环硝酮官能团的化合物,在加入反应性自由基物种后能够形成持久的氨氧基(氮氧化物)自由基。

 

图1 自旋捕获/EPR技术自旋加合物产生过程