DPPH를 이용한 항산화 활성 측정 실험

본 내용은 " [화공생물공학실험]DPPH " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.10.25

문서 내 토픽

• 1. 활성산소종(ROS)과 산화적 스트레스

  활성산소종(ROS)은 정상적인 세포 내 활성 작용 과정에서 생성되며 세포 분화, 유전자 발현 등 다양한 생물학적 과정과 연관된 물질입니다. 산화적 스트레스는 ROS 생성과 항산화 반응 간의 항상성이 깨져 세포 내 ROS가 증가하여 유전물질, 단백질, 지질과 반응해 손상시키는 현상으로, 노화와 심혈관 질환의 핵심 원인으로 알려져 있습니다. 항산화제는 활성산소를 제거하여 산화적 스트레스로부터 인체를 방어하는 물질입니다.

• 2. 항산화제와 항산화 효소

  항산화제로는 비타민A, E, C, 셀레늄, 코엔자임큐10, 카테킨 등 폴리페놀류 물질이 있습니다. 체내 항산화 효소에는 초과산화물 불균등화효소(SOD), 과산화수소 분해효소(카탈라아제), 글루타치온 과산화효소 등이 있으며, 이들이 제대로 작용하기 위해서는 셀레늄, 구리, 아연, 망간 등의 미량 영양소가 필요합니다. 글루타치온은 간에서 만들어지는 매우 강력한 항산화 물질입니다.

• 3. DPPH 분석법의 원리

  DPPH(2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl)는 C₁₈H₁₂O₆ 분자식을 가진 안정적인 자유라디칼 분자로, 보라색을 띱니다. DPPH assay는 항산화 물질에 의해 활성산소가 제거되면 색이 보라색에서 옅은 노란색으로 변하는 특성을 이용하여 항산화 능력을 측정합니다. UV-vis spectrometer로 517㎚의 흡광도를 측정하는데, 517㎚에서는 보라색은 감지하고 노란색은 감지하지 못하므로 항산화 능이 뛰어날수록 낮은 흡광도 값을 나타냅니다.

• 4. 실험 시료의 항산화 특성

  L-ascorbic acid(비타민C)는 수용성 항산화 물질로 여러 효소의 기작에 필요하고 면역체계에 주요 역할을 합니다. Tocopherol(비타민E)은 지용성 물질로 지질 과산화로부터 세포막을 보호합니다. Gallic acid는 항산화, 항염증, 항종양성 물질로 알려져 있습니다. Naringin은 시트러스 계열 과일에 존재하는 flavonoid 물질로 항산화 능력을 가집니다.

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• 1. 활성산소종(ROS)과 산화적 스트레스

  활성산소종은 세포 대사 과정에서 필연적으로 생성되는 화학물질로, 적절한 수준에서는 면역 반응과 신호 전달에 중요한 역할을 합니다. 그러나 과도한 ROS 축적은 단백질, 지질, DNA 손상을 초래하는 산화적 스트레스를 유발합니다. 이는 노화, 염증성 질환, 암, 신경퇴행성 질환 등 다양한 병리 현상의 근본 원인이 됩니다. ROS와 산화적 스트레스의 균형을 유지하는 것이 세포 건강과 생체 항상성 유지에 매우 중요하며, 이를 이해하는 것은 질병 예방과 치료 전략 개발에 필수적입니다.

• 2. 항산화제와 항산화 효소

  항산화제와 항산화 효소는 생체 내 ROS를 제거하는 방어 시스템의 핵심 요소입니다. SOD, 카탈라아제, 글루타티온 퍼옥시다아제 같은 항산화 효소는 효율적이고 특이적으로 작용하며, 비타민 C, E, 폴리페놀 등의 항산화제는 보충적 역할을 합니다. 이들의 협력적 작용으로 산화적 손상으로부터 세포를 보호합니다. 항산화 방어 시스템의 강화는 질병 예방에 중요하며, 식이 항산화제의 섭취와 내인성 항산화 효소의 활성 증진이 건강 유지의 전략이 될 수 있습니다.

• 3. DPPH 분석법의 원리

  DPPH 분석법은 항산화 활성을 측정하는 간단하고 신뢰할 수 있는 방법입니다. 안정한 라디칼인 DPPH는 자주색을 띠며, 항산화제와 반응하면 환원되어 노란색으로 변합니다. 이 색상 변화를 분광광도계로 측정하여 항산화 활성을 정량화합니다. 방법이 빠르고 비용 효율적이며 재현성이 우수하여 천연물, 식품, 의약품의 항산화 능력 평가에 널리 사용됩니다. 다만 수용성 항산화제 측정에 제한이 있고, 다른 분석법과 병행하여 보다 정확한 평가를 하는 것이 권장됩니다.

• 4. 실험 시료의 항산화 특성

  실험 시료의 항산화 특성 평가는 그 시료의 생리활성과 건강상 가치를 판단하는 중요한 지표입니다. 천연물, 식품, 약용 식물 등 다양한 시료에서 항산화 성분의 함량과 활성을 측정함으로써 기능성 식품 개발과 의약품 연구에 기여합니다. DPPH, ABTS, FRAP 등 다양한 방법으로 측정한 항산화 활성은 시료의 생물학적 효능을 예측하는 데 도움이 됩니다. 시료의 항산화 특성은 추출 방법, 저장 조건, 성분 조성에 따라 달라지므로, 체계적인 평가와 최적화가 필요합니다.