陳磊 蘇煥斌 韓振亞 羅永潮 邱國(guó)棟
類黃酮的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其取代基的位置基本決定了它們的抗氧化效果。目前廣泛認(rèn)為,B環(huán)是類黃酮抗氧化能力、清除自由基的重要活性部位,一般情況下,B環(huán)上羥基基團(tuán)越多,其生物活性就越強(qiáng)。而羥基基團(tuán)的糖苷化和2、3位雙鍵氫化都容易引起類黃酮生物活性的降低。
該文通過采用氧自由基清除能力(oxygen radicalabsorbance capacity,ORAC)評(píng)價(jià)法、DDPH自由基清除法、抗亞油酸氧化法、還原能力法四種不同的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法,旨在測(cè)定類黃酮在加入PPA溶液前后,類黃酮抗氧化能力的變化情況。
材料與儀器
PPA購(gòu)自于Sigma公司;類黃酮(木犀草素、香葉木素、柚皮素、二氫楊梅素、山奈酚、槲皮素)購(gòu)自陜西慧科植物開發(fā)有限公司,純度達(dá)98%;熒光素鈉,維生素E水溶性類似物Trolox,2,2-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽(2,2-Azobis(2-methylp ropionamidine)dihyd rochIo ride,AAPH),1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2,2-diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl)hydrazyl,DDPH),亞油酸均購(gòu)自于Sigma公司,其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純,所有溶液均用等離子水配制,并用0.2mol/L的磷酸鹽緩沖液(phosphatebuffer saline,PBS)以保持pH6.8±0.02的生理?xiàng)l件。
全波長(zhǎng)掃描式多功能酶標(biāo)儀,紫外可見分光光度計(jì)數(shù)顯,恒溫水浴鍋,pH值精度計(jì),超聲細(xì)胞粉碎器,數(shù)控超聲波清洗器
試驗(yàn)方法
PPA對(duì)類黃酮ORAC體系抗氧化能力的影響。稱取1mg類黃酮(木犀草素、香葉木素、柚皮素、二氫楊梅素、山奈酚、槲皮素)溶于2mL二甲基亞砜,得到0.5mg/mL的類黃酮儲(chǔ)備液。取10μL類黃酮儲(chǔ)備液與9901JLPPA液(溶于pH7.4的PBS緩沖液,0.328U/mL)、990mLpH7.4的PBS緩沖液,混勻于37℃反應(yīng)30min,分別得到1mL兩組樣液并加以標(biāo)記為樣液1和樣液2。同時(shí),將類黃酮儲(chǔ)備液換成等體積的二甲基亞砜作同樣處理,作為對(duì)照以排除二甲基亞砜對(duì)整個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的影響。
在96微孔平板中依次加入20μL上述兩種樣液、對(duì)照液和五種不同濃度的Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液,板的邊緣孔均加入等體積的pH7.4的PBS緩沖液;然后每孔加入200pL的已配置好的熒光素鈉鹽溶液(現(xiàn)配現(xiàn)用),再運(yùn)用Wallace1420Manager軟件設(shè)定測(cè)定程序,自動(dòng)混勻,在37℃條件下預(yù)熱20min;待96孔平板出機(jī)后,迅速加入20μLAAPH(現(xiàn)配現(xiàn)用),自動(dòng)混勻,儀器開始自動(dòng)測(cè)定。在激發(fā)波長(zhǎng)485nm,吸收波長(zhǎng)535nm條件下,每隔2min記錄一次熒光強(qiáng)度值,每次紀(jì)錄前自動(dòng)震蕩混勻8s,共測(cè)定60個(gè)循環(huán),熒光強(qiáng)度分別記錄為f1,f2,f3,……,f60;利用相應(yīng)軟件計(jì)算AUC值,再計(jì)算ORAC值。則PPA對(duì)類黃酮ORAC體系抗氧化能力的抑制率算術(shù)公式如下:
PPA對(duì)類黃酮清除DDPH自由基的影響。準(zhǔn)確稱取20mgDDPH粉末,用無水乙醇溶解并定容至250mL,得到摩爾濃度為2×10-4mol兒的DDPH乙醇混合液,現(xiàn)配現(xiàn)用。
將類黃酮(木犀草素、香葉木素、柚皮素、二氫楊梅素、山奈酚、槲皮素)溶于無水乙醇,得到20,40,60,80,100μg/mL不同濃度的類黃酮溶液。取50HL上述不同濃度的類黃酮溶液與0.2mLPPA液(溶于pH6.8的PBS緩沖液,0.328U/mL)混合并于37℃水浴30min,再加入3mL的2×10-4mol/L的DDPH乙醇混合液,混勻后,在黑暗處室溫條件下靜置30min。用無水乙醇作為參比液,在517nm處測(cè)定樣品的吸光值。對(duì)照組為將PPA液換成等量的PBS緩沖液;空白組為將黃酮液換成等量的無水乙醇,平行測(cè)定三次。則通過擬合曲線可得類黃酮加入PPA溶解液前后的半抑制濃度UC50值,以及PPA對(duì)黃酮抗亞油酸氧化的抑制率的算術(shù)公式如下:
PPA對(duì)類黃酮抗亞油酸氧化的影響。稱取亞油酸0.6g,吐溫-20 0.5g溶于150mL pH 6.8 0.2mol兒的PBS緩沖液中,在超聲細(xì)胞粉碎器下工作20min,得到均一體系的混合液。
將0.2mL0.1mg/mL的黃酮液(溶于二甲基亞砜),不同酶活力的PPA液先混合37℃水浴30min,再加入上述混合液2.5mL,5mL20mMAAPH反應(yīng)液混合均勻于反應(yīng)器中恒溫水浴70min。
取出上述反應(yīng)液0.1mL于具塞試管中,加入4.7mL乙醇(75%),0.1mL硫氰酸銨(30%)和0.1mLFeCl2(20mM,溶于3.5%HCl中)混勻,在500nm處測(cè)得吸光度值A(chǔ)500(以75%乙醇作參比液)。對(duì)照組為將PPA液換成等量的PBS緩沖液;空白組為將黃酮液換成等量的二甲基亞砜液,平行測(cè)定三次。則PPA對(duì)黃酮抗亞油酸氧化的抑制率的算術(shù)公式如下:
PPA對(duì)類黃酮還原能力的影響。將0.05mg/mL100μL黃酮液(溶于二甲基亞砜)與不同酶活力的PPA液混合于37℃恒溫水浴鍋內(nèi)水浴30min,依次加入2.5mL0.2mol/L的PBS緩沖液和2.5mL已配置好質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的K3Fe(CN)6,再置于50℃水浴鍋內(nèi)保溫20min后,快速冷卻,加入2.5mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%三氯乙酸溶液,以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min,取離心后的上清液2.5mL,依次加入4mL蒸餾水,1mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%三氯化鐵溶液,充分混勻,靜置10min后,在700nm下測(cè)定其吸光度A700(以蒸餾水為參比液)。對(duì)照組為將PPA液換成等量的PBS緩沖液;空白組為將黃酮液換成等量的二甲基亞砜液,平行測(cè)定三次。則PPA對(duì)黃酮還原力的抑制率I的算術(shù)公式如下:
結(jié)果與分析
PPA對(duì)類黃酮ORAC體系抗氧化能力的影響。ORAC評(píng)價(jià)方法是依據(jù)氧自由基(AAPH)破壞熒光探針,促使熒光強(qiáng)度發(fā)生一定程度的變化,同時(shí)以維生素E水溶性類似物Trolox作為定量標(biāo)準(zhǔn),采用多功能熒光微孔板掃描分析儀加以檢測(cè)分析。熒光強(qiáng)度的比那話大小反映了自由基破壞的程度。當(dāng)抗氧化劑存在時(shí),抗氧化劑可以抑制自由基破壞熒光探針,延緩其熒光強(qiáng)度的衰減速度,通過分析計(jì)算得出的ORAC值反映了抗氧化劑對(duì)自由基的抗氧化能力。
從圖1中可以看出,PPA對(duì)類黃酮ORAC抗氧化體系的抑制作用不太明顯,其中對(duì)木犀草素的抑制作用最大,其抑制率也只有19.88%,對(duì)槲皮素的抑制作用最小,其抑制率僅為3.56%。PPA對(duì)六種類黃酮ORAC抗氧化體系的抑制作用大小順序?yàn)槟鞠菟?香葉木素>柚皮素>二氫楊梅素>山奈酚>槲皮素。這種結(jié)果可能表明PPA與類黃酮相互作用的結(jié)合位點(diǎn)不在類黃酮清除自由基能力的活性部位(酚羥基),也間接說明了氫鍵對(duì)PPA和類黃酮發(fā)生相互結(jié)合作用的貢獻(xiàn)不大,但與兩者間的結(jié)合強(qiáng)度存在一定的聯(lián)系。
PPA對(duì)類黃酮清除DDPH自由基的影響。DDPH自由基溶于乙醇溶液后,在可見光范圍內(nèi)517nm處有強(qiáng)吸收,呈深紫色,當(dāng)加入自由基清除劑(抗氧化劑)后,其與DDPH自由基中的單電子配對(duì)從而使DDPH自由基在517nm處的強(qiáng)吸收逐漸消失,吸光值與DDPH自由基接受的電子數(shù)量呈一定的定量關(guān)系。
如表1所示,PPA對(duì)六種類黃酮清除DDPH自由基的能力均具有一定程度的抑制作用,但抑制作用程度不大。其中PPA對(duì)木犀草素清除DDPH自由基能力的抑制作用最大,也僅為18.91%。同時(shí),測(cè)定類黃酮與PPA反應(yīng)前后清除DDPH自由基活性的半數(shù)抑制濃度(IC50),結(jié)果顯示類黃酮與PPA反應(yīng)后的IC50值明顯增加。PPA對(duì)類黃酮清除DDPH自由基活力的抑制作用強(qiáng)弱順序?yàn)椋耗鞠菟?香葉木素>柚皮素>二氫楊梅素>山奈酚>槲皮素。此外,通過測(cè)定類黃酮清除DDPH自由基在加入PPA前后的半抑制濃度IC50值,其結(jié)果反映了這六種類黃酮清除DDPH自由基的能力強(qiáng)弱,同時(shí)也表現(xiàn)了PPA較小程度地削弱了類黃酮清除DDPH自由基的能力。
PPA對(duì)類黃酮抗亞油酸氧化的影響。圖2所示PPA對(duì)類黃酮抗亞油酸氧化能力的影響,隨著PPA濃度的增大,其對(duì)類黃酮抗亞油酸氧化的抑制作用就隨之增強(qiáng)。PPA(0.082U)對(duì)木犀草素抗亞油酸氧化的抑制作用最強(qiáng),達(dá)到44.21%;PPA對(duì)槲皮素抗亞油酸氧化活性的抑制作用最弱,僅為17.56%。PPA對(duì)六種類黃酮抗亞油酸氧化的抑制作用強(qiáng)度大小順序?yàn)槟鞠菟?香葉木素>柚皮素>二氫楊梅素>山奈酚>槲皮素。這種結(jié)果表明,PPA與類黃酮發(fā)生相互結(jié)合作用后,在亞油酸乳化體系中,PPA的長(zhǎng)分子鏈可能更緊密地包裹和纏繞類黃酮的活性基團(tuán),促使PPA與類黃酮的結(jié)合位點(diǎn)及強(qiáng)度發(fā)生變化,從而導(dǎo)致PPA對(duì)類黃酮抗亞油酸氧化的抑制作用增強(qiáng),具體作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。這也說明PPA與類黃酮相互作用的強(qiáng)弱程度,不僅與兩者的化學(xué)構(gòu)造有關(guān),亦與兩者混合后所形成的復(fù)合物所處的微環(huán)境息息相關(guān)。
PPA對(duì)類黃酮還原能力的影響??寡趸瘎慄S酮)給出自身電子而具有還原作用,還原能力越強(qiáng),抗氧化活性越強(qiáng)。試驗(yàn)中的抗氧化劑可使鐵氰化鉀中的三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵,而還原生成的二價(jià)鐵(亞鐵氰化鉀)通過與三氯化鐵發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)生成普魯士藍(lán),其在700nm處有一強(qiáng)吸收,其吸光值越大,還原能力就越強(qiáng)。
由圖3可知,隨著PPA濃度的增加,其對(duì)類黃酮還原能力的抑制作用也隨之增強(qiáng),但增加幅度不大。PPA(0.082U)對(duì)木犀草素還原能力的抑制作用最大,為17.04%;PPA對(duì)槲皮素還原能力的抑制作用最小,僅為6.75%。PPA對(duì)六種類黃酮還原能力的抑制作用強(qiáng)度大小順序?yàn)槟鞠菟?香葉木素>柚皮素>二氫楊梅素>山奈酚>槲皮素。
結(jié)論
采用ORAC抗氧化體系評(píng)價(jià)法、DDPH自由基清除法、抗亞油酸氧化法、還原能力法這四種不同的抗氧化活性評(píng)價(jià)方法,評(píng)價(jià)了六種類黃酮在與PPA反應(yīng)前后其抗氧化活性的變化情況。PPA對(duì)類黃酮ORAC抗氧化體系、清除DDPH自由基以及還原能力的抑制作用均不明顯,最大抑制率分別為19.88%、18.91%、17.04%但在脂質(zhì)體系內(nèi),PPA對(duì)類黃酮抗亞油酸氧化的抑制作用程度較大,最大抑制率為44.21%。對(duì)于上述四種抗氧化活性評(píng)價(jià)方法,PPA對(duì)這六種類黃酮抗氧化活性的抑制作用強(qiáng)弱順序均為:木犀草素>香葉木素>柚皮素>二氫楊梅素>山奈酚>槲皮素。