活性氧简介及其产生
逆境条件下植物体内活性氧代谢研究进展
安徽农学通报，Anhui Agri，Sci，Bull，2021，27（21）逆境条件下植物体内活性氧代谢研究进展徐松华（安庆市岳西县生态环境监测站，安徽安庆246600）摘要：活性氧是一类具有很强的氧化能力的含氧物质。
当植物遭受逆境胁迫时，其体内活性氧会过量积累，导致发生氧化性胁迫，因而必须依靠抗氧化酶系统对抗这种胁迫。
该文主要介绍了活性氧代谢的产生和清除机制以及活性氧的影响因素，并综述了近年来在逆境条件下超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等活性氧清除酶系统的代谢作用机制，探讨了环境胁迫下活性氧代谢的应答规律与机制，为植物适应性机制和逆境生理学研究提供参考。
关键词：活性氧代谢；抗氧化酶；逆境胁迫；适应性机制中图分类号Q945文献标识码A文章编号1007-7731（2021）21-0029-04Research Advances of Reactive Oxygen Species in Plants under Environmental StressXU Songhua（Ecological Environment Monitoring Station of Yuexi County,Anqing246600,China）Abstract:Reactive oxygen species（ROS）are a kind of oxygen-containing substances with strong oxidizing ability. Reactive oxygen species will accumulate excessively in plants while plants are under stress,which will lead to oxida⁃tive stress in plants.It is necessary to rely on the antioxidant enzyme system to combat this stress.This paper mainly introduces the generation and removal mechanism of reactive oxygen species,and its influence factors of reactive oxy⁃gen species,and reveals the generation and removal mechanism of active oxygen enzyme system such as superoxide dismutase,catalase,peroxidase and so on,discusses the environmental response mechanism of active oxygen metabo⁃lism,which provides a scientific basis for the study of plant adaptive mechanism and stress physiology.Key words:Reactive oxygen metabolism;Antioxidant enzyme;Environmental stress;Adaptive mechanism1活性氧代谢1.1活性氧在植物体内的产生机制活性氧（Reactive oxygen species，ROS）是一类具有很强氧化能力、化学性质活泼的含氧物质及其衍生物质的总称。
木林森负离子技术
木林森负离子技术1. 简介木林森负离子技术是一种利用高压电场产生负离子，通过空气中的氧分子与水分子反应释放出活性氧，并将其负离子化的技术。
该技术主要应用于室内空气净化、健康保健和环境改善等领域。
2. 工作原理木林森负离子技术的工作原理是利用高压电场将空气中的氧分子（O2）与水分子（H2O）进行电解，产生活性氧（O3）和负离子（O2-）。
在这个过程中，电场能量激发了部分空气中的氧分子，使其发生裂解反应，生成活性氧。
同时，也会使水分子被电解成为负离子。
3. 应用领域3.1 室内空气净化木林森负离子技术在室内空气净化方面有着广泛的应用。
室内空气中存在大量的细菌、病毒、花粉、尘螨等有害物质，这些物质对人体健康造成威胁。
木林森负离子技术可以通过释放活性氧和负离子，有效杀灭细菌、病毒等微生物，降低空气中的有害物质含量，改善室内空气质量，提供更加清新健康的呼吸环境。
3.2 健康保健木林森负离子技术还可以用于健康保健领域。
负离子可以增加空气中的氧含量，促进人体细胞代谢和免疫力提升。
同时，活性氧也具有一定的杀菌作用，可以减少疾病传播的风险。
因此，在办公场所、医院、养老院等地方使用木林森负离子技术可以改善人们的生活环境和健康状况。
3.3 环境改善木林森负离子技术还可以用于环境改善。
在城市中，汽车尾气、工业排放等污染源导致空气中的有害物质浓度升高。
木林森负离子技术可以通过释放负离子和活性氧，与空气中的污染物发生反应，将其分解为无害物质，从而净化空气。
此外，负离子还可以吸附空气中的颗粒物质，如PM2.5等，减少其对人体的危害。
4. 优势与不足4.1 优势•高效净化：木林森负离子技术能够高效杀灭细菌、病毒等微生物，并降低空气中的有害物质含量。
•健康保健：木林森负离子技术能够增加空气中的氧含量，促进人体健康。
•环境改善：木林森负离子技术能够净化空气中的污染物和颗粒物质。
4.2 不足•负离子浓度不易控制：木林森负离子技术中产生的负离子浓度难以精确控制，在一些特定情况下可能会产生过高或过低的浓度。
活性氧检测试剂盒 说明书
活性氧检测试剂盒 Reactive oxygen species assay kit
货号：CA1410
规格：100-500T
产品内容：
10 mM DCFH-DA in DMSO 活性氧供体 说明书
0.1 ml 1 ml 1份
20 ºC 保存 20 ºC 保存
产品简介：
活性氧(Reactive oxygen species, ROS) 包括超氧自由基、过氧化氢、及其下游产物过氧化物和羟化
物(O2•−, H2O2, •OH, ONOO−, •NO)等，参与细胞生长增殖、发育分化、衰老和凋亡以及许多生理和病理过
程。采用 2,7-dichlorofluorescin diacetate (DCFH-DA)是迄今常用也是较灵敏的细胞内活性氧检探针。
DCFH-DA 没有荧光，进入细胞后被酯酶水解为 dichlorofluorescin (DCFH)。在活性氧存在时 DCFH 被氧化
3. PBS 洗涤细胞 2 次。 三、荧光检测
采用荧光显微镜、激光共聚焦显微镜图像检测照相，绿色荧光强度代表活性氧水平。也可进行微板荧 光分析仪(multiwell fluorescence plate reader)实时或每 10 分钟分时逐点检测荧光强弱。对于流式细 胞仪可将细胞用胰酶消化 PBS 洗涤后重悬检测。
1. 加入 DCFH-DA 于培养基，推荐初始工作浓度为 10 µM。对不同的细胞和处理，DCFH-DA 工作浓度可 为 100 nM~20 µM，需进行预实验确定合适的浓度。总体稀释倍数应在 1:500~1000 以上以避免 DMSO 对细胞 的影响。以 DMSO 作为溶剂对照。
2. 37 ºC 孵育细胞 30min~至几个小时，通常 30-60min 即可。孵育时间长短与细胞类型、刺激条件、 DCFH-DA 浓度有关。
臭氧(活性氧)
臭氧（活性氧）机，在水族养殖的应用。
臭氧是目前世界上已知的最强氧化剂之一，其用途十分广泛。
现简介臭氧在水
族业中的主要作用和使用方法，供大家使用时参考：
一、主要作用：
臭氧以它极强的氧化还原能力，能迅速有效地杀灭水中的病原微生物，消除藻
类，击破病毒的表面抗原，分解有害化学成分和有机质，氧化重金属，并能迅
速地降低水中的BOD，COD指标。
从而达到净化水质和预防治疗水生动，植物各
种疾病，维护水体生态平衡之目的。
二、使用方法：
1、用臭氧机进行水处理时，应采用带有吸附功能的过滤或有气浮挥发作用的过
滤器配合使用（活性炭，高分子过滤器，蛋白除沫器等）
a.把臭氧机出气嘴用气管与砂石头连接，置于水族箱中，同时开启臭氧机和与
其配合的过滤器。
b.与蛋白质除沫器配合使用，把臭氧机出气嘴用气管与蛋白质除沫器的进气口
连接，使臭氧机与蛋白质除沫器同时工作即可。
三、鱼病的治疗。
（1）把臭氧机的出气口用气管与沙头连接，放置于容器中。
（2）在容器中加入5－10L水，开机20分钟后放入病鱼进行治疗。
四、注意事项：
1、臭氧机应置于通风干燥处，尽量放高于水位，以防倒流。
2、不能将该机排出之臭氧直接通入鱼缸中，以免灼伤鱼儿。
3、视其水质，不要过量使用臭氧，最好每天两次，每次二小时左右。
4、当使用硫酸铜或其他药物时，一定要停止使用臭氧发生器，二小时后方可进
行。
引用使用
道具报告
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DCFHDA活性氧的检测
产品号 BB-4101 BB-4102 BB-4201 BB-4202 BB-4203 BB-4204 BB-4131 BB-4133 BB-4122
产品 细胞周期检测试剂盒 JC-1 线粒体膜电位试剂盒 Caspase 3 活性检测试剂盒 Caspase 8 活性检测试剂盒 Caspase 9 活性检测试剂盒 Caspase 10 活性检测试剂盒 细胞凋亡形态学检测试剂盒 Rhodamine 123 染色试剂盒 AO/EB 双染试剂盒
产品简介： 活性氧(Reactive oxygen species, ROS) 包括超氧自由基、过氧化氢、及其下游产物过氧
化物和羟化物等，参与细胞生长增殖、发育分化、衰老和凋亡以及许多生理和病理过程。 贝博活性氧检测试剂盒是一种利用荧光探针 DCFH-DA 进行活性氧检测的试剂盒。
DCFH-DA 本身没有荧光，可以自由穿过细胞膜，进入细胞内后，可以被细胞内的酯酶水解 生成 DCFH。而 DCFH 不能通透细胞膜，从而使探针很容易被标记到细胞内。在活性氧存 在的条件下，DCFH 被氧化生成荧光物质 DCF，绿色荧光强度与细胞内活性氧水平成正比， 检测 DCF 的荧光就可以知道细胞内活性氧的水平。
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咨询邮箱：bestbio@
电话：021-33921235
本产品仅供科学研究使用！请勿用于临床、诊断、食品、化妆品检测等用途！
产品说明书
检测： 对于原位标记探针的样品可以用激光共聚焦显微镜直接观察，或收集细胞后用荧光分光 光度计、荧光酶标仪或流式细胞仪检测。对于收集细胞后标记探针的样品可以用荧光分光光 度计、荧光酶标仪或流式细胞仪检测，用激光共聚焦显微镜直接观察也可以。 使用 488nm 激发波长，525nm 发射波长，实时或逐时间点检测刺激前后荧光的强弱。DCF 的荧光光谱和 FITC 非常相似，可以用 FITC 的参数设置检测 DCF。
总抗氧化能力检测试剂盒 (FRAP 法 )
总抗氧化能力检测试剂盒(FRAP法)产品编号产品名称包装S0116 总抗氧化能力检测试剂盒(FRAP法) 100次产品简介：总抗氧化能力检测试剂盒(FRAP法)，即Total Antioxidant Capacity Assay Kit with FRAP method，简称T-AOC Assay Kit，是一种采用Ferric Reducing Ability of Plasma (FRAP)方法，可以对血浆、血清、唾液、尿液等各种体液，细胞或组织等裂解液、植物或中草药抽提液、或各种抗氧化物(antioxidant)溶液的总抗氧化能力进行检测的试剂盒。
活性氧(Reactive oxygen species, ROS)主要包括羟基自由基、超氧自由基和过氧化氢。
在细胞或组织的正常生理代谢过程中会产生活性氧，同时一些环境因子例如紫外照射、γ射线照射、吸烟、环境污染等也可以诱导活性氧的产生。
活性氧产生后，可以导致细胞内脂、蛋白和DNA等的氧化损伤，诱发氧化应激(Oxidative stress)，继而导致各种肿瘤、动脉粥样硬化、风湿性关节炎、糖尿病、肝损伤、以及中枢神经系统疾病等。
机体中存在多种抗氧化物，包括抗氧化大分子、抗氧化小分子和酶等，可以清除体内产生的各种活性氧，以阻止活性氧诱导的氧化应激(oxidative stress)的产生。
一个体系内的各种抗氧化大分子、抗氧化小分子和酶的总的水平即体现了该体系内的总抗氧化能力。
因此测定血浆、血清、尿液、唾液等各种体液，细胞或组织等裂解液中的总抗氧化能力具有非常重要的生物学意义。
植物或中草药抽提液、或各种抗氧化物溶液的总抗氧化能力的检测可以用于检测各种溶液的抗氧化能力的强弱，可以用于筛选强抗氧化能力的药物。
FRAP法测定总抗氧化能力的原理是酸性条件下抗氧化物可以还原Ferric-tripyridyltriazine (Fe3+-TPTZ)产生蓝色的Fe2+-TPTZ，随后在593nm测定蓝色的Fe2+-TPTZ即可获得样品中的总抗氧化能力。
(2)人体内自由基种类
（2）人体内自由基种类（2）人体内自由基种类人体内重要的自由基包括1．超氧阴离子自由基(·O2)2．羟自由基(·OH)3．羧自由基(ROO·)4．脂氧自由基5．一氧化氮自由基(NO·)6．硝基自由基(·ONOO-)由于特殊的电子排列结构，氧分子(O2)极容易形成自由基。
这些由氧分子(O2)形成的自由基统称为氧自由基。
上述的氧自由基，H2O2，单线态氧(1O2)和臭氧，统称为活性氧（ROS）。
常见活性氧自由基简介(1) 超氧化物阴离子自由基O2若只得到一个电子，则成为带一个负电荷的离子，但仍有一个电子未配对，用O2-·表示，称之为超氧化物阴离子自由基(SuperoxideAnion Radical)，或简称为超氧化物自由基(Superoxide radical)，它在生物体内不仅具有重要的生物功能，还与多种疾病有密切关系，同时它还是生物体生成的第一个氧自由基，是所有氧自由基的前身，经过一系列反应可生成其它氧自由基，因此它具有特别重要的意义。
人的体液生理pH为6.5~7.5，在生理条件下，体内生成的主要是超氧化物阴离子自由基。
它在水溶液中及油溶性介质中的存活时间分别约为1秒和1小时。
与其它活性氧相比，它不很活泼，因此曾经有人认为其毒性可能较小；后来研究表明，正是由于其寿命较长，可从其生成位置扩散较长的距离，到达较远处的作用靶标而具有更大的危险性。
(参考文献1，P7)O2-·的毒性是机体发生氧中毒的主要原因，由它引起的损伤主要表现在使核酸链断裂、多糖解聚和不饱和脂肪酸过氧化，进而造成膜损伤、线粒体氧化磷酸化作用的改变及其他一系列的变化。
超氧化物阴离子自由基可受超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)作用生成过氧化氢(H2O2)，H2O2可被过氧化氢酶(Catalase，又称触媒)或谷胱甘肽过氧化物酶(Gluta hione Peroxidase)作用而除去。
过氧化氢酶在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展
活性氧(reactive oxygen species,ROS)在植物生长发育和胁迫响应中扮演着十分重要的角色,研究其产生和清除机制有着十分重要的意义。
ROS 主要包括超氧阴离子(O 2-·)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H 2O 2)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O 2)等[1]。
其中,H 2O 2是最稳定的存在形式,也是植物体内重要的信号分子,因此维持体内H 2O 2稳态具有十分重要的意义[2]。
过氧化氢酶(catalase,CAT)是发现最早也是目前研究最透彻的H 2O 2清除酶之一,其功能和相关调控机制仍是当下植物研究DOI:10.16605/ki.1007-7847.2023.01.0110过氧化氢酶在植物生长发育和胁迫响应中的功能研究进展刘聪,邓宇宏,刘选明*,林建中*(湖南大学生物学院植物功能基因组学与发育调控湖南省重点实验室国家耐盐碱水稻技术创新中心,中国湖南长沙410082)收稿日期:2023-01-01;修回日期:2023-03-07;网络首发日期:2023-04-10基金项目:国家自然科学基金资助项目(31871595);湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ4004);国家耐盐碱水稻技术创新中心项目(2022PT1005);杂交水稻国家重点实验室(湖南杂交水稻研究中心)开放课题(2019KF02);海南省崖州湾种子实验室揭榜挂帅项目(B21HJ0108)作者简介:刘聪(1991—),男,河南郑州人,博士;刘聪和邓宏宇对本文的贡献相同,为本文共同第一作者;*通信作者:林建中(1975—),男,湖南会同人,博士,湖南大学副教授,主要从事植物生理与分子生物学研究,Tel:*************,E-mail:*****************.cn;刘选明(1963—),男,湖南邵阳人,博士,湖南大学教授,主要从事植物功能基因组学研究,Tel:*************,E-mail:*************.cn 。
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活性氧(reactive oxygen species, ROS)是一类化学性质活泼，具有较高氧化活性的分子或离子的总称。
主要包括超氧阴离子、过氧化氢(H2O2)、羟自由基(HO.)、一氧化氮(NO.)等。
线粒体是ROS的主要产生部位，在线粒体呼吸过程中会有少量的电子从线粒体电子传递链复合体Ⅰ和Ⅲ中漏出，与O2结合生成ROS。
此外NADPH氧化酶和过氧化物酶等也能产生ROS。
过量的ROS会对蛋白质、核酸和脂质等生物大分子造成损伤，从而影响其正常生理生化功能。
生物体本身存在清除ROS的体系，包括SOD酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶、抗坏血酸等，这一体系使生物体内ROS保持在对机体无害的水平。
活性氧(ROS)的产生
由镉和硒等离子的释放所引发的毒性，在某种程度上可以通过壳对核的保护来得以控制，但是活性氧产生的毒性却难以控制。
当细胞暴露于病原体或者热等不良环境压力时，会产生具有化学活性的含氧分子。
这些活性氧物质(ROS)可被分为两种类型：自由基ROS（一氧化氮或者羟基自由基）和非自由基ROS（过氧化氢）。
大多数细胞都可以通过谷胱甘肽氧化还原系统的防御机制来缓冲一定量的ROS，但是高水平长时间的ROS会导致细胞的损伤。
当把培养细胞暴露于纳米粒子时，活性氧的产生是一个普遍现象，ROS的产生主要源于纳米粒子的反应能力[123, 124]。
纳米粒子巨大的比表面积和表面分子较高的反应活性使得其具有较高的氧化能力。
一般说来，纳米粒子可以通
过以下几种不同的机制产生ROS[125]：
(1)当被暴露于酸性环境（例如溶酶体）中，纳米材料表面修饰物的
反应活性、表面修饰物的降解、量子点降解而导致的离子释放，均会引起ROS水平的升高(图[126-128]。
(2)纳米粒子与线粒体等具有氧化能力的细胞器发生相互作用，破坏线粒体外膜，导致线粒体膜电势的坍塌，因此干扰氧化磷酸化的电子传递链
(3)纳米粒子和NADPH氧化酶等氧化还原性蛋白的相互作用，引起细胞免疫系统中活性氧水平的增加(图。
(4)纳米粒子与细胞表面受体发生相互作用，激活细胞内的信号通道，最终导致能够上调ROS水平的应激反应基因的大量表达(图。
此外，量子点在光照下也会产生ROS。
Ipe等人通过EPR实验研究了几种不同的量子点在光照下能否产生ROS[132]。
结果表明CdS粒子产生了超氧化物的信号和一个较小的羟基自由基的信号，CdSe只产生了
羟基自由基，CdSe/ZnS未产生任何自由基的信号，以上结果说明带隙能垒会阻止载流子到达粒子表面，从而抑制自由基的形成。
没有光照射时，以上材料均无法产生ROS。
虽然镉离子的释放被认为是量子点细胞毒性的主要因素，表面修饰物、保护性壳层和无镉量子点的制备，都是为了减少镉离子的释放和促进量子点在生物医药领域的应用。
但是，量子点的毒性不能单一的归因于镉离子的毒性，ROS等其它因素不能被忽略，在无镉量子点中，这些因素可能会起主要作用。
例如, Tang等[133]发现未修饰的CdSe量子
点会引起ROS的增加，从而导致细胞内钙离子水平增加。
细胞对ROS 十分敏感，ROS会和所有生物分子发生反应，导致损伤和功能丧失，尤其是DNA，ROS会氧化碱基导致链断裂。
如果脂类脂肪酸被ROS
破坏，原生质膜很可能不再完整，从而导致细胞内部受到损害和细胞的信号转导机制被搅乱。
假如这样的破坏在线粒体或溶酶体中发生，会导致细胞程序性死亡。
Lu等人研究发现CdSe量子点通过引起ROS
的产生而导致人成骨细胞凋亡，ROS激活了与细胞凋亡相关的酶[134]。