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综述:土耳其植物提取物抗氧化活性体外与体内测定方法的综合评价
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月22日 来源:Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis Open CS2.0
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本综述系统评述了土耳其药用植物抗氧化活性研究的分析技术体系,详细阐释了DPPH、ABTS、FRAP、CUPRAC等十余种体外检测方法的反应机理与操作规范,同时涵盖超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等体内酶活性测定技术,为天然抗氧化剂研究提供了标准化方法论参考和区域性植物资源应用前景分析。
传统医学被世界卫生组织定义为基于实际应用、文化特色信仰和经验的知识、技能和技术的累积总和。土耳其拥有约12,000种植物物种,特有率超过32%,因其独特的气候和肥沃的土壤而成为生物多样性的宝库,是药用和香料植物的重要出口国。抗氧化剂作为能减少自由基引起的氧化损伤的重要物质,其研究对于健康促进、食品保存等多个行业至关重要。
自由基是指拥有一个或多个高反应性未配对电子的原子或分子实体,其半衰期极短(<10-6秒)。活性氧(ROS)包括超氧阴离子(O2?•)、羟基自由基(•OH)、过氧化氢(H2O2)等,可由外源性(如环境污染、辐射)和内源性(如呼吸链反应、前列腺素产生)途径产生。当ROS超过抗氧化中和物质时,会导致氧化应激,进而参与炎症性疾病、心血管疾病、癌症、代谢紊乱、糖尿病、阿尔茨海默病等多种疾病的病理生理过程。机体的防御系统包括直接和间接机制,直接系统通过酶抗氧化剂(如SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GSHPx)和非酶抗氧化剂(如低分子量抗氧化剂LMWA)来中和、分解或改变自由基。
体外抗氧化活性评估因其简便、快速和一致性而成为筛选大量样品的标准程序。常用方法包括:
DPPH自由基清除测定:基于DPPH自由基被还原为无色的DPPH-H,通过517 nm吸光度变化测量。
ABTS测定:ABTS•+被还原为无色的ABTS,在734 nm测量吸光度降低。
磷钼法(TAC):基于Mo(VI)还原为Mo(V),在酸性条件下形成绿色磷酸钼络合物。
一氧化氮(NO•)清除活性:利用Griess试剂检测亚硝酸盐生成。
过氧化氢(H2O2)清除测定:直接测量H2O2在230 nm的吸光度降低。
超氧阴离子(O2•?)清除活性:使用硝基蓝四唑(NBT)还原为甲臜衍生物。
羟基自由基(HO•)清除活性(TBARS):通过硫代巴比妥酸(TBA)与丙二醛(MDA)反应生成粉色 chromogen。
还原力(RP)测定:基于Fe(III)还原为Fe(II),与铁氰化钾形成普鲁士蓝。
黄嘌呤氧化酶(XOD)法:通过黄嘌呤氧化酶产生超氧阴离子,测量尿酸生成。
FRAP测定:在酸性pH下,TPTZ-Fe(III)被还原为蓝色的TPTZ-Fe(II)络合物。
Folin-Ciocalteu(F-C)测定:用于总酚含量(TPC)测量,基于酚类物质的还原反应。
总黄酮含量(TFC):通过铝氯化物法测量黄酮类化合物。
金属螯合活性(FIC):基于铁离子与ferrozine的络合反应被抑制。
CUPRAC测定:基于neocuproine与Cu(I)形成橙色络合物。
体内试验能在生理环境下进行研究,但需要使用动物模型。常用方法包括:
超氧化物歧化酶(SOD)测定:基于抑制吡咯啉自氧化。
过氧化氢酶(CAT)测定:通过测量H2O2在240 nm的分解。
谷胱甘肽还原酶(GR)测定:通过NADPH在340 nm的消耗来测量。
还原型谷胱甘肽(GSH)估计:使用Ellman's试剂检测硫醇基团。
谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)估计:通过NADPH氧化来测量。
过氧化物酶测定:基于愈创木酚或焦性没食子酸的氧化。
愈创木酚过氧化物酶测定:特异性氧化愈创木酚。
土耳其植物的生物活性成分通常分布在地上部(aerial parts)和叶片中,这些区域光合作用和代谢活动最为旺盛。最常用的溶剂是甲醇和水,表明极性成分在抗氧化活性中起主要作用。DPPH方法因其成本效益高、制备简单和时间要求低而成为最常用的抗氧化测定方法,其次是ABTS和FRAP。研究涵盖了众多土耳其特有或常见的植物物种,如Achillea、Allium、Astragalus、Centaur ea、Salvia、Thymus、Hypericum等,详细记录了所用植物部位、提取溶剂和抗氧化测定技术。
全球抗氧化研究趋势显示,DPPH是最常用的方法,因其灵敏度和重现性而受到青睐。土耳其研究强调区域植物群,许多是特有或未充分开发的物种,如Stachys cretica、Salvia fruticosa和Helichrysum spp.,这丰富了全球植物化学多样性。甲醇和乙醇提取物是全球首选,因其能有效提取酚类和黄酮类化合物。方法标准化和比较日益受到关注,体内和细胞基测定逐渐被纳入研究,以评估生物系统内的生物活性。
抗氧化测试结果的报告方式多种多样,不同学科和实验室之间存在显著差异。植物的抗氧化效应机制取决于成熟时间、气候、所用植物部位、收获和储存条件等因素。合成抗氧化剂由于有害效应在许多国家受到限制,因此天然抗氧化剂的重要性日益增加。绿色溶剂(如离子液体、低共熔溶剂、超临界流体)因其低毒性、生物可降解性和较小的环境足迹而呈现出优势。现有抗氧化测定方法具有程序简单、分析时间快、能高效筛选多个样品、试剂成本低和仪器简单等优点,但目前尚无普遍接受的优化方案来评估抗氧化能力。为了更准确地评估样品的抗氧化能力,必须结合至少三种不同的测定方法。
测定各种植物体外抗氧化活性的方法众多,且该领域的研究仍然活跃。公众对天然健康产品的兴趣日益增长,以及对合成药物潜在副作用的担忧,推动了天然和功能性食品的重要性。抗氧化剂是最常见的功能性食品补充剂之一,其应用有助于这些天然化合物获得更大的市场份额。研究表明,植物中的抗氧化特性源于多种天然抗氧化化合物的协同相互作用,共同形成了针对自由基的强大防御机制。增强富含抗氧化物质的植物资源生产,以及培养消费者意识,对于促进更健康的生活方式和提高整体生活质量至关重要。展望未来,在合适的分析条件下由专业人员正确制备的具有抗氧化特性的植物提取物,将在治疗各种疾病方面展现出巨大潜力。
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