羥基自由基(·OH)是生物體內活性氧中反應活性較強的一種,易與脂質、蛋白質、DNA等生物大分子反應,引發氧化損傷。HORAC(Hydroxyl Radical Antioxidant Capacity)檢測的核心目標,是通過科學方法量化樣本(如食品、保健品、生物樣本等)中抗氧化物質清除羥基自由基的能力,為評估樣本的抗氧化活性提供可比較的量化指標。這一能力的測定,在食品品質評價、功能性成分篩選、臨床抗氧化狀態監測等領域具有實際應用價值。
HORAC檢測的基本原理圍繞“競爭抑制"展開:在體外反應體系中,羥基自由基會與特定探針發生氧化反應,生成具有可檢測信號(如熒光、吸光度)的產物;當樣本中存在抗氧化物質時,這些物質會與探針競爭羥基自由基,減少探針被氧化的程度,通過信號變化間接反映樣本清除羥基自由基的能力。整個過程需控制反應條件(如溫度、pH、反應時間),確保檢測結果的穩定性和可重復性。
HORAC檢測的反應體系主要包含三個關鍵部分:
羥基自由基發生器:通常采用化學方法模擬體內羥基自由基的生成,常見體系如Fenton反應(Fe2? + H?O? → Fe3? + ·OH + OH?),通過控制Fe2?和H?O?的濃度與比例,穩定生成羥基自由基。
探針:選擇能被羥基自由基氧化且產物信號易檢測的物質,熒光探針是常用類型。例如二氯熒光素二乙酸酯(DCFH-DA),進入體系后被水解為DCFH(無熒光),DCFH被·OH氧化為DCF(強熒光物質),通過檢測DCF的熒光強度變化反映·OH的生成量。
樣本:待檢測的抗氧化物質(如植物提取物、血清、食品溶液等),其濃度需通過預實驗優化,確保在反應體系中處于線性響應范圍內,避免濃度過高導致信號飽和或過低無法檢測。
HORAC檢測的核心是通過探針信號變化計算樣本對羥基自由基的清除率,具體步驟包括:
空白組與樣本組設置:空白組(僅含自由基發生器和探針,無樣本)用于反映未受抑制時的·OH生成量;樣本組(含自由基發生器、探針和樣本)反映樣本存在時的·OH生成量。
信號檢測:在設定的激發波長(如485 nm)和發射波長(如535 nm)下,檢測反應達到穩定后的熒光強度(以DCFH-DA為例,空白組熒光強度記為F?,樣本組記為F?)。
清除率計算:自由基清除率(%)= [(F? - F?)/F?] × 100%。清除率越高,表明樣本清除羥基自由基的能力越強。
標準化與定量:為便于不同樣本間的比較,通常以Trolox(水溶性維生素E類似物)作為標準抗氧化物質,繪制清除率-濃度標準曲線,將樣本的清除率轉換為Trolox當量(如μmol Trolox/g樣本),得到HORAC值。
HORAC檢測原理的可靠性依賴于對特異性和靈敏度的控制:
特異性:通過選擇對羥基自由基高度專一的探針(如DCFH-DA對·OH的響應遠強于超氧陰離子、*等其他活性氧),減少非目標自由基的干擾;同時控制反應體系pH(通常弱酸性,如pH 7.4左右),避免其他氧化反應對結果的影響。
靈敏度:通過優化探針濃度、反應時間(如30分鐘內完成反應,避免探針過度氧化)和儀器檢測參數(如熒光分光光度計的狹縫寬度、增益),確保低濃度抗氧化物質也能產生可檢測的信號變化,提升檢測下限。
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