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Method Article
티오바르비투릭 산 반응성 물질 분석의 목표는 532 nm에서 가시파장 분광측을 사용하여 지질 과산화 제품, 주로 말론다이얼데히드의 생산을 측정하여 생물학적 샘플에서 산화 스트레스를 평가하는 것입니다. 여기에 설명된 방법은 인간 혈청, 세포 리스, 저밀도 지단백에 적용될 수 있다.
제한된 분석 특이성과 견고함에도 불구하고 티오바르비투르산 반응성 물질(TBARS) 분석법은 생물학적 유체의 지질 과산화의 일반적인 지표로 널리 사용되고 있습니다. 시료가 적절히 처리되고 저장되었다는 경우 생물학적 시료 내에서 산화 스트레스 수준을 나타내는 좋은 지표로 간주됩니다. 분석은 지질 과산화 제품의 반응을 포함, 주로 말론 다이얼데히드 (MDA), 티오 바르비투산 (TBA),TBAR라는 MDA-TBA2 어덕트의 형성에 이르게. TBARS는 532 nm에서 분광측정으로 측정할 수 있는 빨간색 분홍색 색상을 생성합니다. TBARS 분석법은 산성 조건(pH = 4) 및 95°C에서 수행됩니다. 순수 MDA는 불안정하지만 이러한 조건은 MDA 비스 (디메틸 아세탈)에서 MDA의 방출을 허용하며, 이는이 방법의 분석 표준으로 사용됩니다. TBARS 분석법은 약 2시간 안에 완료할 수 있는 간단한 방법입니다. 분석 시약의 준비는 여기에서 자세히 설명되어 있습니다. 예산에 민감한 연구원은 단일 표준 곡선의 시공을 허용하는 고가의 TBARS 분석 키트를 구입하는 대신 저렴한 비용으로 여러 실험에 이러한 시약을 사용할 수 있습니다 (따라서 하나의 실험에만 사용할 수 있습니다). 이 TBARS 분석법의 적용성은 인간 혈청, 저밀도 지단백 및 세포 용해에서 나타난다. 분석은 일관되고 재현 가능하며 1.1 μM의 검출 한계에 도달 할 수 있습니다. 분광성 TBARS 분석기의 사용 및 해석에 대한 권장 사항이 제공됩니다.
지질 과산화는 반응성 산소 종 및 반응성 질소 종과 같은 자유 라디칼이 지질의 탄소 탄소 이중 결합을 공격하는 과정으로, 탄소로부터의 수소의 추상화와 산소 분자의 삽입을 수반하는 과정입니다. 이 과정은 주요 제품으로 지질 페록실 라디칼, 하이드로퍼산화물, 말론다이얼데히드(MDA) 및 4-하이드록시논날을 주요 이차 제품으로 포함하는 복잡한 제품의 혼합물로 이어집니다1.
MDA는 티오바르비투릭 산 (TBA)과의 촉진 반응으로 인해 지질 과산화의 마커로 생물 의학 연구에서 널리 사용되었습니다. 반응은 MDA-TBA2의 형성으로 이끌어 냅니다, 532 nm에서 가시 스펙트럼에서 흡수하고 빨간 분홍색 색깔2를 생성하는 합자. MDA 외에 지질 과산화에서 파생 된 다른 분자는 또한 TBA와 반응하고 532 nm에서 빛을 흡수 할 수 있으며, 측정되는 전반적인 흡수 신호에 기여합니다. 유사하게, MDA는 생체 분자의 대부분의 그밖 주요 종류와 반응할 수 있습니다, 잠재적으로 TBA3,4를 가진 반응에 대한 그것의 접근성을 제한합니다. 이와 같이, 이 전통적인 분석은 단순히 측정 하는 것으로 간주 됩니다 "티오 바르 비 투 릭 산 반응 물질" 또는 TBARS5.
올바르게 적용되고 해석될 때, TBARS 분석법은 일반적으로 생물학적 샘플6에서 산화 스트레스의 전반적인 수준을 나타내는 좋은 지표로 간주됩니다. 불행하게도, Khoubnasabjafari 와 다른 사람에 의해 문서화 된 바와 같이, TBARS 분석은 종종 수행되고 모호한 결론을 용이하게하는 방법으로 해석3,4,7,8,9,10,11. 이에 대한 원인은 주로 샘플 관련 사전 분석 변수와 분석 결과에 상당한 변화없이 분석 프로토콜의 겉보기 사소한 변화를 금지하는 분석 견고성의 부족에 뿌리를 두고 있습니다11,7,12,13.
바이오시메시 처리 및 저장과 관련된 사전 분석 변수(예를 들어, 혈장은 일시적으로 -20°C)14,15에 TBARS 분석 결과 16,17에 큰 영향을 미칠 수 있다; 따라서 TBARS 분석 결과는 명시적 실험실 간 분석 유효성 검사 데이터에 의해 보증되지 않는 한 다른 실험실에서 비교해서는 안 됩니다. 이 권장 사항은 서양 얼룩이 일반적으로 사용되고 해석되는 방식과 비슷합니다. 밴드 밀도의 비교는 내부 블롯과 아마도 실험실 내 연구에 유효하지만 실험실 간의 대역 밀도비교는 일반적으로 잘못된 관행으로 간주됩니다.
몇몇 연구원은 TBARS 분석에 의해 측정된 MDA가 단순히 허용가능한 biomarker3,9,10,18,19의 요구된 분석 또는 임상 기준을 충족하지 않는다는 것을 건의했습니다. 실제로, 분석이 50 년 전에 개발되지 않았다면, 그것은 아마 오늘날 널리 사용되고 암묵적 인 수용성을 얻지 못했을 것입니다. 산화 스트레스를 결정하는 데 사용되는 더 큰 분석 감도, 특이성 및 견고성을 가진 다른 분석이 있지만, 532 nm의 흡수도에 기초한 TBARS 분석법은 지질 과산화의 결정에 가장 일반적으로 사용되는 분석 중 하나까지 남아 있으며, 따라서 산화 스트레스의 평가.
TBARS 분석법은 고가의 키트(400달러 이상)로만 찾을 수 있으며, 지침은 사용되는 대부분의 시약 농도에 대한 자세한 정보를 제공하지 않습니다. 또한 제공된 시약은 키트당 하나의 컬러메트릭 표준 곡선만 만들 수 있기 때문에 하나의 실험에만 사용할 수 있습니다. 동일한 표준 곡선을 여러 번 사용할 수 없기 때문에 이것은 다른 시점에서 몇 가지 샘플 내에서 산화 수준을 결정하려는 연구자에게 문제가 될 수 있습니다. 따라서 여러 실험을 위해 여러 키트를 구입해야 합니다. 현재 고가의 키트를 구입하지 않는 한 TBARS 분석기를 수행하는 방법에 사용할 수 있는 자세한 프로토콜이 없습니다. 과거에 일부 연구자들은 TBARS 분석21,22를 수행하는 방법을 모호하게 설명했지만, 고가의 키트없이 TBARS 분석법을 수행하는 방법에 대한 완전히 상세한 프로토콜이나 포괄적 인 비디오는 문헌에서 사용할 수 없습니다.
여기에서는 간단하고 재현 가능하며 저렴한 방법으로 TBARS 분석기를 수행하는 방법에 대한 자세한 분석 검증 방법론을 보고합니다. 인간 혈청의 지질 과산화의 변화, HepG2 용해, Cu(II) 이온을 치료할 때 저밀도 지단백은 TBARS 분석에 대한 예시적인 응용 프로그램으로 입증된다. 결과는 이 TBARS 분석이 매일 일관되고 재현가능한 것으로 보여 줍니다.
인간 혈청 표본은 IRB 승인에 따라 자원 봉사자의 동의와 헬싱키 선언에 표현 된 원칙에 따라 얻은. 표본은 분석 실험실로 이송되기 전에 코딩및 식별을 해제했습니다.
1. 샘플 준비
2. 시약 준비
주의: 티오바르비투릭 산은 피부와 눈 자극을 유발하며 흡입이나 피부 흡수로 인해 해를 끼칠 수 있습니다. 아세트산은 흡입하면 내부 장기를 손상시킬 수 있습니다. 연기 후드에 모든 산 성 솔루션을 준비합니다.
3. 말론디알데히드 비스(디메틸 아세트탈) 표준 샘플 준비
참고: 말론다이얼데히드(MDA)는 불안정하며 시판할 수 없습니다. 그러나 MDA 테트라부틸람모늄 염, MDA 비스(디메틸 아세탈), MDA 비스(diethyl acetal)와 같이 상용화되는 다양한 화학적 형태가 있다. 이러한 세 가지 화학 형태 중 MDA 비스(dimethyl acetal)는 대부분의 연구가 동일한 표준을 사용하기 때문에 여기에서 사용됩니다21,22. MDA의 다른 두 가지 화학 적 형태를 사용하기로 선택한 경우 적합성에 대한 사전 검증이 수행되어야합니다.
4. TBARS 분석
참고: TBARS 분석이 시작되면 멈추지 않고 완료해야 합니다.
산성 조건(pH = 4)과 95°C에서 말론다이얼데히드(MDA) 비스(디메틸 아세트탈)는 MDA23을 산출한다. MDA와 밀접한 관련이 있는 화학 콘게너들은 티오바르비투르산(TBA)의 두 분자와 반응하여 티오바르비투릭 산 반응성 물질(TBARS)이라고 불리는 화합물을 생산하여 붉은 분홍색 색상을 주고 532nm에서 흡수성 λmax 를 갖는다(도 1, 도 2). MDA ...
그 한계에도 불구하고1,3,4,8,9,10,12,12,13,14,15,19 및 실험실 사이의 비교에 대한 적합성의 부족에도 불구하고, TBARS 분석은 가장 오래된 중 하나입니다
저자는 경쟁 적인 재정적 이익 이나 공개 하는 이해의 다른 충돌.
여기에서 보고된 연구는 상 아니의 밑에 건강의 국가 학회에 의해 부분적으로 지원되었습니다. R33 CA217702 및 학생 개발 극대화 이니셔티브(IMSD) 프로그램. 이 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 국립 보건원의 공식 견해를 나타내는 것은 아닙니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
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