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实验必看！浅谈活性氧 (ROS) + 荧光检测攻略
588 人阅读发布时间：2025-07-22 10:05
大家都晓得 ROS，活性氧嘛......但但但但但是，它可并非是一种单分子，而是一类总称！那么，ROS 都包含哪些？当真集百害而无一利？与多种疾病相关的 ROS 又该如何检测？？？
Section.01
活性氧 (ROS): 一类总称
首先，大家所熟知的活性氧—— ROS，并不是单个分子的名称，而是含氧原子的高反应性化合物的总称！
如图 1 所示，ROS 可以是中性分子，如 H2O2；离子，如超氧阴离子 O2•- ；或自由基，如羟基自由基•OH；当然也可以是单线态氧 1O2 。其中，羟基自由基•OH 为自由基，其余则为非自由基[1]。不同 ROS 的形成升高导致分子损伤，称为“氧化应激”。O2•- 由 O2 还原而成，是其他 ROS 的前体。例如，O2•- 分解形成 H2O2，H2O2 与亚铁化合物和相关还原剂发生 Fenton 反应或 Haber-Weiss 反应进一步还原为・OH[2][3]。
ROS：呼吸作用的副产物
ROS 由各种细胞区室产生，包括细胞质、细胞膜、内质网、线粒体和过氧化物酶体。在这些区室中，线粒体是 ROS 产生的主要贡献者，它们产生了大约 90% 的细胞 ROS (图 2)[4][5]。在正常的氧代谢过程中，ATP 合成会产生 ROS。因此，在大多数情况下，ROS 被认为是呼吸作用的副产物。
除此之外，内源性 ROS 产生的机制还包括内质网应激和未折叠蛋白反应、过氧化物酶体的代谢反应、NADPH 氧化酶 2 系统和酶促反应等。当然，暴露于某些有害因素，如某些外源性药物、感染因子、污染、紫外线、香烟烟雾和辐射，也可能导致 ROS 的产生。
“双刃剑”：ROS 的两面性
你可能不了解 ROS，但你一定听过护肤品的宣传词，什么抗老抗氧化，清除自由基，新升级自由基智感防御…… blabla~~
的确！过量 ROS 对身体大有害处。然鹅！在正常的细胞环境中，ROS 对生命至关重要。
一方面，ROS 具有高反应性，很容易与几乎所有类型的生物分子发生反应。过量 ROS 通过氧化生物分子，如细胞膜脂质、组织蛋白质或酶、碳水化合物和 DNA 等引起氧化应激，导致细胞损伤。此外，ROS 可导致多种病理，癌症、心血管疾病和神经系统疾病都显示出 ROS 参与。另一方面，其参与不同的生物功能，低至中等浓度的 ROS 通过调节细胞信号级联发挥作用。例如通过氧化还原调节蛋白质磷酸化、离子通道和转录因子。某些生物合成过程也需要 ROS，包括甲状腺激素的产生和细胞外基质的交联等[1][3]。此外，神经传递、血小板聚集、血压调节、免疫系统控制、学习和记忆、细胞生长调节、重要生物化合物的合成和外源代谢都与 ROS 有关。
表 1. 活性氧在各种疾病中的作用[6]。
So！在 ROS 如此热门的研究态势下，更深入地了解其作用机制，便是重中之重。Buttttt，活性物质嘛，总是难以检测，譬如寿命很短，体内存在的抗氧化剂种类繁多等。不过！结合使用合适的荧光探针，可是测量 ROS 的一种极好的方法。
Section.02
活性氧 (ROS): 检测方案
本部分主要介绍 ROS 的荧光检测方法！
不同种类的 ROS 应该选取哪种荧光探针？激发/发射波长、反应物诱导的荧光变化和主要应用都有哪些？如表 2 所示，小 M 为大家整理了 23 种荧光探针的相关信息（可登录 MCE 官网、公众号后台私信或联系销售购买），大家点赞收藏，按需自取喔~
表 2. 不同荧光探针的 ROS 检测方案[1]。
小结
好啦，本期干货较多，需要的小伙伴们记得点赞收藏~ 此外，许多小伙伴会问到关于组织切片的染色问题，需要注意固定的操作可能破坏细胞内 ROS 的分布，小 M 优先建议使用无固定的冰冻切片或活体切片，在切片后尽快进行染色观察，组织染色的实验难度相对较大，需要摸索的条件 (切片条件、染色浓度时间等) 相对较多，可以参考细胞染色的浓度和时间摸索一下切片染色的效果，并且做好无处理对照减少自发荧光等因素的干扰~
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