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自由基(尤其是活性氧(ROS)自由基)在生物体系中具有不容忽视的生理学和病理学作用,因此对有关自由基的检测及过量自由基的清除两方面的研究对于了解自由基在生物学和医学中的作用具有至关重要的意义。然而,现有的自由基捕获探针却难以实现生物活体内自由基的检测,其中的一个主要原因是由于捕获探针在自由基产生区域的局部浓度较低造成的;另外,尽管抗氧化剂能够有效地清除体内多余的自由基,达到维系生物体内的化学还原平衡的作用,但由于消化道系统外排机制占主要地位,使得抗氧化剂的口服生物利用度很低。针对以上问题我们设计合成了两种高效的自由基捕获探针和两种金纳米抗氧化剂:(1)合成了线性硝酮捕捉探针PBN的衍生物DSC-PBN ( N-(4-(((2, 5-dioxopyrrolidin-1-yloxy)-carbonyloxy)methyl)benzylidene )-2-methylpropan-2-N-oxide)和环状硝酮捕获探针的衍生物L-tyr-EMPO(L-tyrosine methyl -pyrroline-N-oxide)。用UV、MS、1H NMR等一系列手段对其分子结构进行了表征。ESR研究表明,DSC-PBN对碳中心自由基具有较好的捕捉效果,但却难以实现对超氧阴离子自由基的捕获,从而限制了其应用范围。L-tyr-EMPO捕获探针不仅能实现对O2-., .OH, .OR,和.R等多种自由基的捕捉,而且其超氧阴离子加合物的半衰期达6.5min。此外,这种共价结合的新方式几乎可以应用到所有的蛋白质或多肽的N端修饰,而且条件较为温和,不易导致蛋白质(或抗体)发生变性。(2)利用共价键作用和非共价吸附作用合成了两种金纳米抗氧化剂Au@PEG3danshensu和Au-danshensu-GA,其粒径大小分别为4.5nm和110nm,并通过IR、UV、TEM(电镜)、XPS等进行了结构表征。自由基清除实验表明这两种金纳米抗氧化剂均具有高效的自由基清除活性。DPPH.自由基清除实验表明Au@PEG3danshensu具有8.93倍于丹参素单体的抗氧化活性, Au-danshensu-GA清除羟基自由基的半数抑制浓度IC50为714μM。这两种金纳米抗氧化剂不仅具有较好的生物相容性,而且无细胞毒性,为抗氧化剂在生物医学中的应用开辟了新途径。