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综述:基于酶抑制和竞争(生物)反应功能方案的高效抗氧化剂检测
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月10日 来源:Talanta Open 3.7
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这篇综述系统总结了基于酶抑制和竞争生物反应的抗氧化剂(AOx)检测方法,重点探讨了酶(如AChE、TYR、XOD)、纳米酶、DNA和脂质等生物分子在评估抗氧化活性(AA)、抗氧化容量(AC)和总抗氧化容量(TAC)中的创新应用,并指出标准化和便携式设备开发是未来方向。
酶催化过程中,抑制剂与底物竞争结合活性位点是实现抗氧化检测的核心机制。乙酰胆碱酯酶(AChE)、酪氨酸酶(TYR)、α-淀粉酶等代谢酶常作为探针,通过测定半数抑制浓度(IC50)或抑制区(ZOI)来评估抗氧化效果。例如,从药用植物Vanda roxburghii分离的香兰素对AChE的IC50达84.66 μg/mL,而熊果酸在Nepeta物种提取物中对碳酸酐酶(CA)的抑制常数Ki为2.24 μmol/L。值得注意的是,蛋白质激酶A(PKA)的氧化还原调控机制使其成为双功能电化学传感器的理想靶点,可同时检测激酶活性和多酚抑制效应。
化学发光试剂如鲁米诺与H2O2的氧化体系,通过抗氧化剂对光信号的竞争性淬灭实现检测。纳米酶的突破性应用尤为亮眼:铂纳米酶催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)显色反应,可检测葡萄籽中低至2.0 μmol/L的原花青素;而Ce-SrMOFs类过氧化物酶在智能手机传感平台中,对唾液抗氧化物的检测限达44 nM。金属有机框架(MOF)衍生的双金属催化剂如Fe3Ni-MOF,其米氏常数Km比天然辣根过氧化物酶(HRP)低50倍,显著提升了检测灵敏度。
双链DNA(dsDNA)生物传感器通过监测碱基氧化损伤构建抗氧化评估体系。当使用Cu2+/H2O2体系产生羟基自由基(HO•)时,咖啡提取物能使DNA存活率提升至70%。琼脂糖凝胶电泳则显示,Prangos aricakensis中的氧普瑞伐托林可使pBR322质粒超螺旋形式保留45.37%。在脂质体系中,低密度脂蛋白(LDL)氧化实验表明,Clitoria ternatea花提取物能抑制34%的铜诱导氧化,其效果接近阳性对照儿茶素。
当前检测方法的异质性突出表现在:DPPH法仅适用于有机溶剂体系,而TRAP荧光法易受基质干扰。建议采用QUENCHER原则建立统一标准,同时开发集成微流控芯片与智能手机RGB分析的便携设备。纳米酶传感器阵列结合三色底物(TMB/OPD/ABTS)可实现对5种抗氧化剂的同步区分,为复杂样本分析提供新思路。
植物次级代谢产物与纳米材料的协同效应、酶抑制机制的分子动力学模拟、以及唾液抗氧化谱的即时检测,将成为抗氧化研究的下一个前沿。特别需要关注生物分子探针在预测体内行为方面的局限性,这要求开发更精确的细胞抗氧化检测模型。
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