人体衰老以及多种疾病的发生均直接或间接与活性氧ROS(reactive oxygen species,如HO●,O●2?,RO●,ROO●和H2O2等)或活性氮RNS(reactive nitrogen species,如NO,NO2和ONOO-等)物种过量产生所引起的氧化胁迫(Oxidative Stress)有关。清除体内过量活性氧/氮自由基、缓解它们对生物大分子的氧化胁迫是天然抗氧化剂的主要抗氧化作用机制。活性氧/氮自由基寿命短、氧化性强、受环境影响大,因而与抗氧化剂的分子反应动力学机制是相关研究领域的难点。我们采用纳秒时间分辨光谱并辅助以稳态光谱检测、电化学和光谱电化学检测以及光学显微镜和理论化学计算分析等方法,系统的对比研究了几种类胡萝卜素在均相溶液和脂质体中与氧化活性自由基,特别是与氧化性强、寿命短的HO●和NO的反应动力学(Figure1)[1,2]。结果显示:类胡萝卜素与自由基的反应机理随类胡萝卜素的种类、自由基的种类不同而不同,如β-carotene与HO●以罕见的氢转移的方式生成中性自由基(Car●)而与NO则以双分子加成的方式生成Car-(NO)2(Figure 2)。此外,还系统考察了类胡萝卜素与另一类天然抗氧化剂——类黄酮化合物在非均相体系中的协同抗氧化活性位点和构效关系等[3,4]。非均相脂质体中的研究结果还显示类胡萝卜素在脂膜中的分布、对膜流动性的影响等因素均对其抗氧化效能起重要作用。研究结果有助于从分子水平深入认识生物体抗氧化防御机制,可为抗氧化剂的筛选和有效利用提供有价值的实验依据。