《抗氧化容量化学分析原理及技术方法》介绍和探讨了目前国内外现有生物抗氧化容量的分析测定方法及仪器应用等情况,逐一阐述了各个方法的检测原理和适用范围,并分析比较了其优势和局限性。同时深入介绍了新型基于光电化学的抗氧化容量分析方法,并从半导体材料的结构设计出发,合成了多种可有效模拟人体内源性自由基产生的光催化材料,以此为基础实现了总体抗氧化容量简单、快速的检测分析,并开展了包括食品、中药、化妆品等在内的多种实际体系的抗氧化容量检测。该技术方法可为食品加工、质检及中西医临床医学、药学药理分析研究等提供更为直接有效的分析方法和手段。
《抗氧化容量化学分析原理及技术方法》适用于食品科学、营养学、分析化学、生物化学等科学领域的研究生及质检、质监等领域的工作人员作为技术参考。
爱美和崇尚健康之心人皆有之,伴随着物质生活水平的提高,人们现在更加注重于内在的实质性提升。新陈代谢过程中,尤其是在有氧呼吸作用下,生物体内会产生大量的具有高氧化活性的物质。它们的存在是把双刃剑,浓度较低时,有利于维持机体的健康,如保持细胞氧化还原平衡、参与细胞间信号转导、调节人体免疫功能以及清除受损的组织等;浓度过高时,会造成脂质、蛋白质与DNA的氧化损伤,直接导致过度衰老和疾病,甚至是癌症的发生。食品营养学家发现,大多数天然果蔬中含有一类小分子抗氧化剂,如各种维生素、多酚类、类胡萝卜素等,可以与自由基反应,保护生物体免受氧化应激损害。因此对食品中抗氧化剂消除氧化活性物质的能力——抗氧化容量的测定和评价具有重要的意义。抗氧化容量是对被测体系整体的抗氧化成分清除自由基能力的一个量化,可为消费者的健康生活提供可靠的指南。
本书围绕生物体内的氧化.抗氧化平衡机制、氧化应激及内源/外源性抗氧化剂种类、反应机理及其分析测定方法展开论述,详细介绍了目前国内外现有的生物抗氧化容量分析检测方法和仪器手段,并对仪器系统技术特点、适用范围及性能指标等进行详细解读。目前常规的检测方式,如光谱法、电化学法和色谱法虽已在抗氧化测定上有诸多尝试,但都存在一定的局限性:光谱法主要以有色标准物质与氧化活性物质反应前后的颜色变化为测试依据,尽管其简单、廉价,但耗时较长且极易受背景颜色的干扰:电化学法中生物酶等保存条件苛刻,电极抗污性能差,导致检测数据缺乏重现性;色谱法仪器昂贵,前处理复杂,虽然可将被测体系中的抗氧化剂成分逐一区分并给出相关浓度信息,但由于抗氧化体系存在协同效应而无法实现真正意义上的抗氧化容量评价。由于人体内特殊的氧化活性物质及其相互作用,以及食品中抗氧化剂成分的多样性和复杂的相互作用机理,因此亟待建立一种低成本、简单快捷、灵敏度高的分析方法以克服以上不足。
光电化学传感是一种基于光生电流或光生电压响应的分析技术方法,兼具光谱法和电化学法的优点,已被用于检测多种分子,这种技术也为生物抗氧化容量的评估开辟了新途径。光电化学方法产生的自由基通常为O2-、OH等,与人体内源型自由基高度一致,能够更好地模拟人体内部的真实情况。其反应条件简单且更易于控制,可以不断重复产生自由基,对光电流的收集简单方便,不但可以有效克服现有诸多方法的弊端,而且集前处理简便、检测速度快、灵敏度高、重现性和抗干扰性好等诸多优点于一身,因此在抗氧化容量测定及传感器研发方面显示出独特的魅力。本书详细介绍了基于光电化学方法的抗氧化容量分析研究及其仪器构建过程,探讨了激发光源、进样、光触发、电化学调制、检测方式等对于仪器系统设计和优化的影响,集成嵌入式控制、数据采集与处理和信息传输系统于一身的光电食品抗氧化容量分析仪可有效应用于诸多食品体系(包括天然水果、市售果汁、饮料、红酒、茶叶、咖啡等)的抗氧化容量分析测试,为相关标准的建立提供可靠依据。
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前言
第1章 氧化和抗氧化
1.1 生物体内氧化活性物质
1.2 氧化和抗氧化的平衡
1.3 氧化活性物质导致的疾病
1.3.1 心血管疾病
1.3.2 癌症
1.3.3 糖尿病
1.3.4 神经退行性疾病和其他疾病
参考文献
第2章 内源性和外源性抗氧化剂
2.1 内源性抗氧化剂
2.1.1 酶类抗氧化剂
2.1.2 非酶类抗氧化剂
2.2 外源性抗氧化剂
2.3 抗氧化剂的摄入
参考文献
第3章 光学方法测定抗氧化容量
3.1 氢原子转移方法(HAT)
3.1.1 氧自由基吸收能力方法
3.1.2 总自由基捕捉抗氧化剂参数法
3.1.3 光化学发光法
3.1.4 LOO·漂白β-胡萝卜素反应测定
3.2 单电子转移反应(SET)
3.2.1 AO还原铁离子(Fe(Ⅲ))能力测定法
3.2.2 铜离子(Cu(Ⅱ))还原比色法
3.2.3 二苯代苦味酰肼自由基猝灭法
3.2.4 ABTS试剂脱色分析法
3.2.5 Folin-Ciocalteu(F-C)抗氧化容量的测定
参考文献
第4章 色谱方法测定抗氧化容量
4.1 抗氧化剂样品的富集与分离
4.1.1 提取方法
4.1.2 分离纯化方法
4.2 高效液相色谱法测定抗氧化剂
4.3 仪器联用技术测定抗氧化剂
参考文献
第5章 电化学方法测定抗氧化容量
5.1 非自由基参与的电化学方法
5.1.1 电位法测定抗氧化容量
5.1.2 伏安法测定抗氧化容量
5.1.3 电化学发光法测定抗氧化容量
5.1.4 酶参与法测定抗氧化容量
5.2 自由基参与的电化学方法
5.2.1 自由基产生的方法
5.2.2 基于DNA损伤的抗氧化容量测定
5.2.3 基于超氧化物歧化酶和细胞色素c等含铁蛋白的抗氧化容量测定
5.3 几种电化学测定方法实例
5.3.1 电位法测定抗氧化剂的抗氧化容量
5.3.2 伏安法测定抗氧化剂的抗氧化容量
5.3.3 DNA损伤法测定抗氧化剂的抗氧化容量
参考文献
第6章 光电化学方法测定抗氧化容量
6.1 半导体光电化学基础理论
6.1.1 导体、半导体、绝缘体的能带
6.1.2 半导体中杂质和缺陷能级
6.1.3 带边位置
6.2 半导体带隙的功能化
6.2.1 半导体掺杂
6.2.2 形成固溶体
6.2.3 半导体复合
6.3 半导体光电化学检测基本原理
6.4 几种光电化学抗氧化容量传感器的研制
6.4.1 光电化学单个抗氧化剂抗氧化容量测定
6.4.2 光电化学平台总抗氧化容量的测定
参考文献
第7章 抗氧化容量分析仪器
7.1 光学试剂盒法
7.1.1 浴铜灵检测试剂盒
7.1.2 ABTS抗氧化测定试剂盒
7.1.3 生物酶检测方法
7.2 发光抗氧化容量检测仪
7.3 电位法抗氧化容量检测仪
7.4 光电化学抗氧化容量检测仪
参考文献
展望