硫代巴比妥酸反应物质测定的目的是通过使用可见光波长分光光度法在532nm处测量脂质过氧化产物(主要是丙二醛)的产生来评估生物样品中的氧化应激。这里描述的方法可应用于人血清、细胞裂解物和低密度脂蛋白。
尽管硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)测定的分析特异性和坚固性有限,但已被广泛用作生物体液中脂质过氧化的通用指标。它通常被认为是生物样品中氧化应激水平的良好指标,前提是样品已得到妥善处理和储存。该测定涉及脂质过氧化产物(主要是丙二醛(MDA))与硫代巴比妥酸(TBA)的反应,这导致形成称为TBARS的MDA-TBA2加合物。TBARS产生红粉红色,可以在532nm处进行分光光度法测量。TBARS测定在酸性条件(pH = 4)和95°C下进行。 纯MDA是不稳定的,但这些条件允许MDA双(二甲缩醛)释放MDA,MDA在该方法中用作分析标准。TBARS测定是一种简单的方法,可以在大约2小时内完成。此处详细介绍了测定试剂的制备。注重预算的研究人员可以低成本将这些试剂用于多个实验,而不是购买昂贵的TBARS检测试剂盒,该试剂盒仅允许构建单个标准曲线(因此只能用于一个实验)。该TBARS测定的适用性在人血清,低密度脂蛋白和细胞裂解物中显示。该测定结果一致且可重复,检测限可达到 1.1 μM。提供了分光光度法TBARS测定的使用和解释的建议。
脂质过氧化是自由基(如活性氧和活性氮)攻击脂质中的碳 – 碳双键的过程,该过程涉及从碳中抽取氢并插入氧分子。该过程导致复杂产物的混合物,包括脂质过氧自由基和氢过氧化物作为主要产物,以及丙二醛(MDA)和4-羟基壬烯醛作为主要的二次产物1。
MDA因其与硫代巴比妥酸(TBA)的易反应而被广泛用于生物医学研究中,作为脂质过氧化的标志物。该反应导致MDA-TBA2的形成,MDA-TBA2是一种共轭物,在532nm处的可见光谱中吸收并产生红粉红色2。除MDA外,来自脂质过氧化的其他分子也可以与TBA反应并在532nm处吸收光,从而有助于测量的整体吸收信号。同样,MDA可以与大多数其他主要类别的生物分子反应,可能限制其与TBA3,4反应的可及性。因此,这种传统的测定方法仅被认为可以测量”硫代巴比妥酸反应物质”或TBARS5。
当正确应用和解释时,TBARS测定通常被认为是生物样品中氧化应激总体水平的良好指标6。不幸的是,正如Khoubnasabjafari和其他人所记录的那样,TBARS测定的进行和解释方式往往有助于得出可疑的结论3,4,7,8,9,10,11。造成这种情况的原因主要在于与样品相关的预分析变量,以及缺乏检测坚固性,从而禁止在检测方案中发生看似微小的变化,而不会对测定结果进行实质性更改1,7,12,13。
与生物标本处理和储存相关的预分析变量(例如,暂时保持在-20°C的血浆)14,15 可对TBARS测定结果产生重大影响16,17;如此之多,以至于TBARS测定结果不应在不同实验室之间进行比较,除非有明确的实验室间分析验证数据保证。此建议类似于蛋白质印迹的常用和解释方式。条带密度的比较对于印迹和实验室内研究是有效的,但比较实验室之间的条带密度通常被认为是一种无效的做法。
一些研究人员认为,通过TBARS测定法测量的MDA根本不符合可接受的生物标志物所需的分析或临床标准3,9,10,18,19。事实上,如果该测定法不是在50多年前开发的,它可能不会获得今天的广泛使用和默认接受。尽管还有其他具有更高分析灵敏度、特异性和坚固性的测定方法用于测定氧化应激,但基于532 nm吸光度的 TBARS 测定仍然是迄今为止最常用的测定脂质过氧化的测定方法之一20,从而评估氧化应激。
TBARS测定只能作为昂贵的试剂盒(超过400美元)找到,其中说明书没有提供有关所用试剂的大多数浓度的详细信息。此外,所提供的试剂只能用于一个实验,因为每个试剂盒只能做一个比色标准曲线。对于打算在不同时间点确定几个样品中的氧化水平的研究人员来说,这可能是个问题,因为相同的标准曲线不能多次使用。因此,需要购买多个试剂盒进行多个实验。目前,除非购买昂贵的试剂盒,否则没有有关如何进行TBARS测定的详细方案。过去的一些研究人员模糊地描述了如何进行TBARS测定21,22,但文献中既没有关于如何在没有昂贵试剂盒的情况下进行TBARS测定的完全详细的实验方案或全面的视频。
在这里,我们报告了一种详细的,经过分析验证的用于目的的方法,该方法涉及如何以简单,可重复且廉价的方式进行TBARS测定。用Cu(II)离子处理后人血清,HepG2裂解物和低密度脂蛋白的脂质过氧化变化被证明为TBARS测定的说明性应用。结果表明,这种TBARS测定在日常基础上是一致且可重复的。
尽管 TBARS 检测方法存在局限性1、3、4、7、8、9、10、12、13、14、15、19 且不适合在实验室?…
The authors have nothing to disclose.
这里报告的研究得到了美国国立卫生研究院国家癌症研究所的部分支持。R33 CA217702和最大化学生发展倡议(IMSD)计划。内容完全由作者负责,并不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。
1x Sterile PBS pH 7.4 1 L | VWR, PA | 101642–262 | cell lysis reagent |
50 mL self-standing centrifuge tube | Corning, NY | CLS430897 | General material |
96 well plate, Non-Treated, clear, with lid, Non-sterile | Thermo Fisher Scientific, MA | 280895 | To measure absorbance |
Amicon Ultra-0.5 100 kD centrifugal spin filter device | Fisher Scientific, NH | UFC510024 | LDL purification |
Caps for glass tubes | Thermo Fisher Scientific, MA | 14-930-15D | for TBARS assay |
Copper II Chloride | SIGMA, MO | 222011-250G | to induce oxidation |
Culture tubes, Disposable, with Screw-Cap Finish, Borosilicate Glass (13 x 100 mm) | VWR, PA | 53283-800 | for TBARS assay |
Eagle's Minimum Essential Medium (EMEM) | ATCC, VA | HB-8065 | HepG2 cell media |
Eppendorf Safe-Lock Tubes, 1.5 mL | eppendorf, NY | 22363204 | General material |
Eppendorf Safe-Lock Tubes, 2.0 mL | Genesee Sceitific, CA | 22363352 | General material |
Fetal Bovine Serum US Source | Omega Scientific, CA | FB-11 | for cell culture |
Glacial Acetic Acid | SIGMA, MO | 27225-1L-R | TBARS Reagent |
Halt Protease Inhibitor Cocktail (100x) | Thermo Scientific, MA | 87786 | cell lysis reagent |
HEPES | SIGMA, MO | H3375-250G | LDL solvent |
HepG2 Cells | ATCC, VA | HB-8065 | Biological matrix prototype |
Hydrocloric acid (HCl) | Fisher Scientific, NH | A144-212 | cell lysis reagent |
Legend Micro 17 Centrifuge | Thermo Scientific, MA | 75002431 | General material |
Low Density Lipoprotein, Human Plasma | Athens Research & Technology, GA | 12-16-120412 | Biological matrix prototype |
Magnetic Stir Bars, Octagon 6-Assortment | VWR, PA | 58948-025 | General material |
Malondialdehyde bis (dimethyl acetal) | SIGMA, MO | 8207560250 | TBARS Standard |
Multiskan Go Microplate Spectrophotometer | Fisher Scientific, NH | 51119200 | To measure absorbance |
NP-40 | EMD Millipore Corp, MA | 492016-100ML | cell lysis reagent |
Sodium Chloride | SIGMA, MO | S7653-1KG | cell lysis reagent |
Sodium dodecyl sulfate (SDS) | SIGMA, MO | 436143-100G | TBARS Reagent |
Sodium hydroxide | SIGMA, MO | 367176-2.5KG | TBARS Reagent |
SpeedVac Concentrator | Thermo Scientific, MA | SC250EXP | For concentrating cell lysates |
T-75 Flask, Tissue Culture Treated, 250 mL, w/filter cap | USA Scientific, FL | 658175 | cell culture |
Thiobarbituric Acid | SIGMA, MO | T5500-100G | TBARS Reagent |
TRIS base | Fluka, GA | 93362 | cell lysis reagent |
Trypsin (1x) | VWR, PA | 16777-166 | To detach HepG2 cells |