在光动力光疗中类卟啉稀土配合物光敏作用原初反应的特征: 产生自由基I型机制的ESR研究

本文用ESR方法研究了类卟啉稀土配合物[(CO_2H-APPC)Gd]Cl_2的光敏反应.用4-hydro-tetramethylpiperidine-N-oxide radical(4-hydro-TEMPO)作探针,通过对其消自旋的作用,证实[(CO_2H-APPC)Gd]Cl_2光敏反应中有阳离子自由基[(CO_2H-APPC)Gd]~(+)产生,加入还原剂可促使[(CO_2H-APPCGd]~+生成.经由5,5-Dimethyl-1-pyrroline N-oxide(DMPO)对超氧阴离子(O_2~-)和羟基自由基(·OH)的自旋捕捉及对该自旋加合物[DMPO-O_2~-]和[DMPO-OH]的ESR测定,证实有O_2~-和·OH产生,并用SOD清除O_2~-和甲酸钠清除·OH的实验,进一步证实O_2~-和·OH的产生.上述结果说明[(CO_2H-APPC)Gd]Cl_2光敏反应存在着产生[(CO_2H-APPC)Gd]~+和活性氧自由基的Ⅰ型机制.     

光卟啉(YHPD)光敏作用机理的探讨

本文用近代ESR技术,探讨了YHPD光敏反应的特征,结果指出:(1)YHPD不仅有产生~1O_2的作用,而且还产生了自由基(O_2·OH及YHPD);(2)产生~1O_2的能力,YHPDBHPD,这表明,其一,YHPD并非单—~1O_2起作用,而且尚与自由基(O_2,·OH,YHPD)的作用有关;其二,YHPD的光敏损伤作用虽优于BHPD,但这与它们的~1O_2产额成负相关性,而却与O_2和·OH的产额成正相关性,由该特征判别,对YHPD的光敏损伤,起主要作用的瞬态活性质,看来是活性氧自由基(O_2,·OH),而不是~O_2。     

单重态氧化学VIII.类卟啉稀土配合物光敏化产生单重态氧的ESR研究

用电子自旋共振(ESR)方法研究类卟啉稀土配合物([CO2H-APPC)Gd]Cl2)光敏产生单重态氧的II型机制。利用2,2, 6, 6-四甲基哌啶(TEMP)对单重态氧的捕捉, 测定所生成的氮氧自由基的ESR信号, 经加NaN3和CD3OD的实验, 证实了([CO2H-APPC)Gd]Cl2)光敏作用可有效地产生单重态氧, 并观察到在实验所用的浓度范围内, 随着光敏剂浓度加大, 生成的单重态氧也增加, 同时比较了几种不同稀土离子配合物产生单重态氧的差别。结合氧的消耗和氮氧自由基的ESR线宽变化对氧浓度的依赖性, 证明了类卟啉稀土配合物光敏化生成单态氧的II型反应在光动力光疗中起关键作用。     

单重态氧化学VIII.类卟啉稀土配合物光敏化产生单重态氧的ESR研究

用电子自旋共振(ESR)方法研究类卟啉稀土配合物([CO2H-APPC)Gd]Cl2)光敏产生单重态氧的II型机制。利用2,2, 6, 6-四甲基哌啶(TEMP)对单重态氧的捕捉, 测定所生成的氮氧自由基的ESR信号, 经加NaN3和CD3OD的实验, 证实了([CO2H-APPC)Gd]Cl2)光敏作用可有效地产生单重态氧, 并观察到在实验所用的浓度范围内, 随着光敏剂浓度加大, 生成的单重态氧也增加, 同时比较了几种不同稀土离子配合物产生单重态氧的差别。结合氧的消耗和氮氧自由基的ESR线宽变化对氧浓度的依赖性, 证明了类卟啉稀土配合物光敏化生成单态氧的II型反应在光动力光疗中起关键作用。     

两个E_(O_2/O_2~-)~0中哪个适用?

氧分子进行单电子还原生成超氧离子自由基:O_2+e→·O_2~-这个反应在生命过程中起着正反两方面作用。由于·O_2~-和它的进一步还原产物H_2O_2、·OH等对生物大分子有很强的破坏作用,所以嗜中细胞吞噬细菌、消灭细菌就是利用产生·O_2~-,而体内或体外来源的·O_2~-又会破坏细胞,产生一系列退化性、损伤性疾病。因此,研究什么物质能把O_2还原成·O_2~-以及还原的程度大小是一个十分重要的问题。用化学的语言来说,下列反应的平衡常数K是多少:     

竹红菌甲素光敏氧化反应机制

本文报道了在竹红菌甲素的光敏氧化反应中,原初反应产生了~1O_2、O_2~-和H_2O_2,在一些还原性底物(5-羟基色氨酸、色氨酸、组氨酸、蛋氨酸和赖氨酸等)的存在下,体系中形成的O_2~-量大大增加。证明了体系中的~1O_2是通过三重态的竹红菌甲素和基态氧进行能量传递形成的,O_2~-是体系中的竹红菌甲素负离子自由基和基态氧进行单电子转移的结果,H_2O_2是体系中存在的竹红菌甲素二价负离子还原基态氧的产物。在一些底物存在下,次级反应产生了·OH。我们也发现竹红菌甲素具有弱的抽氢能力而生成一些有机自由基,这些有机自由基的形成促进了各种活泼态氧的相互转化,因此我们认为竹红菌甲素的光敏氧化是各种活泼态氧和一些有机自由基综合反应的结果。     

咪唑与单线态氧(~1O_2)1,2-环加成反应的理论研究

采用较新的半经验分子轨道方法Austin Model 1(简称AM1方法),辅以Berny梯度优化方法,对单线态氧(~1O_2)与咪唑的1,2-环加成反应,进行了理论研究。计算获得实验尚未检测到的4,5-二氧环丁烷(4,5-dioxetane)的结构,并在反应势能面上找到单重态双自由基中间体及通过该中间体的两步反应的过渡态。通过对过渡态的结构特征、虚振动方向以及对反应过程的电荷分布情况、轨道相互作用等的分析,说明该反应是经由单重态双自由基中间体的分步反应。两步反应的活化势垒分别为39.2kJ·mol~(-1)和150.5kJ·mol~(-1)。     

咪唑与单线态氧(1O2)1,2-环加成反应的理论研究

采用较新的半经验分子轨道方法Austin Model 1(简称AM1方法), 辅以Berny梯度优化方法, 对单线态氧(~1O_2)与咪唑的1,2-环加成反应,进行了理论研究。计算获得实验尚未检测到的4,5-二氧环丁烷(4,5-dioxetane)的结构, 并在反应势能面上找到单重态双自由基中间体及通过该中间体的两步反应的过渡态。通过对过渡态的结构特征、虚振动方向以及对反应过程的电荷分布情况、轨道相互作用等的分析, 说明该反应是经由单重态双自由基中间体的分步反应。两步反应的活化势垒分别为39.2 kJ·mol~(-1)和150.5 kJ·mol~(-1)。     

活性氧测定的基本原理与方法

综述了过氧化氢 (H2 O2 )、一重态氧 (1 O2 )、超氧阴离子自由基 (·O-2 )以及羟自由基 (·OH)等活性氧的测定方法。侧重介绍活性氧的化学反应法、捕捉法和直接测定法的基本原理和最新的进展情况 ,并比较了这几种方法的各自特点     

某些还原性生物分子对竹红菌甲素敏化产生^1O~2的抑制作用

存在还原性的生物分手如甲硫氨酸、尿酸和还原性谷胱甘肽时,竹红菌甲素经受单电子还原形成甲素的半醌自由基、在去氧溶液中观察到了甲素半醌负离子自由基的ESR信号.在充氧的溶液中检测到了超氧负离子自由基.还原剂的存在降低了单重态氧的生成并引起了超氧负离子自由基的生成.     

某些还原性生物分子对竹红菌甲素敏化产生^1O~2的抑制作用

存在还原性的生物分子如甲硫氨酸、尿酸和 还原性谷胱甘肽时,竹红菌甲素经受单电子还原形成甲素的半醌自由基、在去氧溶液中观察到了 甲素半醌负离子自由基的ESR信号.在充氧的溶液中检测到了超氧负离子自由基.还原剂的存在降低了单重态氧的生成并引起超氧负离子自由基的生成.     

竹红菌甲素光敏作用原初反应的特征

为了从光生物方面判别竹红菌甲素(Hypocrellin A)的光敏作用,本文用电子自旋共振(ESR)、自旋捕捉和消自旋等方法,探讨了HA光敏作用原初反应的特征。不仅观测到它产生~1O_2的作用,还首次观察到(?),·OH和(?)的产生,并且证实,活性氧产生可转变为非氧自由基生成。根据产生这些活性物质(瞬态产物)的原初反应特征,可能表明,竹红菌甲素对生物系统的光敏损伤机制,不只包括~1O_2的作用,而且尚与(?),·OH和非氧自由基的多重作用有关。     

CHARACTERISTICS OF THE PRIMARY REACTION OF HYPOCRELLIN A PHOTOSENSITIZATION

The primary reaction of photosensitization of Hypocrellin A (HA) has been studied byusing techniques of ESR, spin-trapping and spin-counteraction. The experiments show thatHA is able to generate not only ~1O_2,but also O_2~-·OH and HA~- which are observed for thefirst time. The conversion of generating active oxygen into generating nonoxygen free rad-ical is confirmed as well. Based on the characteristics of the primary reaction which gene-rates these active substances (transient products), it is proposed that the photosensitized dam-age for the biological system by HA is probably related to not only ~1O_2 itself, but also amultiple effect from ~1O_2 as well as O_2~-,·OH and HA~+ free radical.     

卟啉类光敏药物(HPD)的组分HP,PP和DHE光敏反应特性的ESR研究

用ESR方法,比较了HP,PP和DHE的光敏反应特性。结果表明,3种组分均可产生~1O_2,O_2~-,·OH和光敏剂阴离子基。几种浓度的3种组分生成上述活性物质的速率均呈现出HP>DHE>PP;而生成~1O_2和O_2~(?)的持续时间,HP短于DHE和PP;持续光照后,3种组分光敏反应生成的~1O_2和O_2~(?)的程度相近。在O_2~(?)转换生成·OH上,PP主要经Fenton反应途径,而HP和DHE则经Haber-Weiss和Fenton反应两种途径,其中以Fenton反应为主。经测定,氮氧自由基4-Oxo-TEMPO的ESR线宽变化,证明在光敏反应中的耗氧速率上,HP>DHE>PP。文中还结合Ⅰ型和Ⅱ型反应的原理,探讨了3种组分产生上述活性物质的光敏反应机制。     

超氧化物歧化酶催化超氧离子自由基歧化作用的机制

生物氧化不仅为机体提供能量,在氧化过程中也产生与氧有关的超氧离子O_2~-自由基和羟自由基·OH等。这些自由基可激发机体中不饱和脂肪酸邻近双键α-碳上的氢键均裂,形成一系列自由基反应,称之谓脂质过氧化作用。近几年来关于脂质过氧化作用的研究涉及面相当广泛,包括某些疾病的病理过程如肿瘤、感染、炎症反应、自身免疫病、化学中毒、辐射损伤及     

大黄酚光敏化产生自由基和单重态氧

应用电子自旋共振技术研究由中草药大黄中分离纯化的大黄酚光敏化活性. 在氮气饱和的二甲基亚砜中, 用波长大于430 nm 可见光照射大黄酚产生半醌负离子自由基, 且随着还原型辅酶的加入而增强, 表明自由基来源于光敏剂的基态和激发态之间发生了电子转移. 在空气饱和的二甲基亚砜中, 产生可以被DMPO捕获的超氧负离子自由基, 实验证明该自由基不是由单重氧产生, 并与DMPO、大黄酚、氧气和照射时间有关. 光照大黄酚也能产生单重态氧、羟基自由基. 从而说明大黄酚的光敏机制包含电子转移的Ⅰ型机制(Type I)和能量转移的Ⅱ型机制 (TypeⅡ). 作为光敏化活性评价, 测量得到大黄酚、大黄素、大黄的蒽醌混合物产生超氧负离子自由基的相对产率分别为1.8, 1.1, 1.0, 单重态氧的相对产率分别是0.36, 0.53, 0.14. 因此, 这种短波长吸收的光敏剂有可能在光动力医疗微血管类疾病有潜在的应用前景; 同时大黄中初提的蒽醌衍生物的混合物有可能作为一种廉价的光活化农药.     

苯甲醇在二氧化钛超微粒表面的光诱导电子转移和光反应过程研究

本文用自旋捕捆—ESR方法探讨了苯甲醇在超细微粒二氧化钛胶体表面的光诱导电子转移和光化学行为。结果明确地显示出,在不同pH条件下,笨甲醇在二氧化钛胶体表面的光化学行为有显著差别。在很低pH条件下,体系中检出明显的单重态氧加合物的信号,在pH=3.0左右,则以超氧负离子基为主;pH在4—6范围内时,产生较大量的苄氧基,且认pH=6时为最多;在pH为7左右时,除苄氧基外,同时还有一定量的羟甲基(·CH₂OH)和苯基自由基产生。本文对于不同pH条件下的光诱导电子转移和光化学反应机理进行了讨论。     

腐植酸作用下γ-六氯环己烷在冰相中的光转化

研究了腐植酸(HA)存在下冰相体系中γ-六氯环己烷(γ-HCH)的光转化规律.结果表明,HA浓度对γ-HCH的光转化率呈现低浓度促进而高浓度抑制的现象;盐离子浓度、NO_2~-及NO_3~-对γ-HCH的光转化率均有促进作用;低浓度Fe~(3+)对γ-HCH的光转化率有促进作用,当Fe~(3+)的浓度增大到50μmol/L时,呈现抑制效应;γ-HCH在不同p H值条件下光转化速率的大小顺序为碱性中性酸性.冰相中HA通过产生单线态氧(~1O_2)、羟基自由基(·OH)及三重激发态(HA*)加速γ-HCH的光转化.HA存在下γ-HCH的光转化产物主要是五氯环己烯、邻二氯苯和对二氯苯、一氯苯,光转化过程中~1O_2通过消耗中间产物间接加速了γ-HCH的光转化过程.     

竹红菌素与脂肪胺作用的研究

用ESR和纳秒级吸收光谱研究了除氧的溶液中竹红菌素(甲素简称为HA,乙素简称为HB)与脂肪胺的相互作用.在极性溶剂中,过量的脂肪胺存在时,光照前竹红菌素的吸收光谱大大红移.当体系中预先加入自旋捕获剂a-Phenyl-N-tert-butylnitrone(PBN),除了HA·HB·外,还检测到了PBN与胺生成的自由基的加成物的ESR信号.     

叶绿素a光诱导产生O_2~/OH氧自由基

将ESR自旋捕俘技术应用于氧的瞬时自由基测定,为叶绿素a Chα光诱导化学行为的研究,提供了更为有力的手段。Harbour和Bolton用自旋捕俘剂DMPO(5,5-Dimethyl-1-pyrroline-N-oxide)首次证明,在光照下叶绿体可产生O_2。他们又用DMPO证明,Chla于光照下有少量OH自由基产生。继而Van Ginkel于1980年报导用分离出来的