Oxy hóa là gì? Các công bố khoa học về Oxy hóa
Oxy hóa là quá trình mất đi electron hoặc tăng số oxy hóa của một chất. Quá trình oxy hóa thường đi đôi với quá trình khử, trong đó chất khử nhận electron từ ch...
Oxy hóa là quá trình mất đi electron hoặc tăng số oxy hóa của một chất. Quá trình oxy hóa thường đi đôi với quá trình khử, trong đó chất khử nhận electron từ chất bị oxy hóa.
Oxy hóa là quá trình mất đi electron của một chất. Trong quá trình này, chất bị oxy hóa (gọi là chất bị oxy hóa) trao đổi electron cho chất khác (gọi là chất khử). Chất bị oxy hóa tổng hợp electron vào nguyên tử hoặc phân tử mất đi electron, trong khi chất khử nhận electron để giảm số oxi hóa của nó.
Trong quá trình oxy hóa, electron chuyển từ phần tử oxy hóa sang chất khử thông qua một phản ứng hóa học. Chẳng hạn, trong quá trình cháy, các tác nhân oxi hóa (như oxi) cung cấp electron cho chất bị oxy hóa (như nhiên liệu), tạo ra sản phẩm oxy hóa như nhiệt và ánh sáng.
Một số ví dụ về quá trình oxy hóa bao gồm sự rỉ sét của sắt, sự biến màu của trái cây khi tiếp xúc với không khí, sự nghiền răng do mất chất từ trong mồ hôi, hay sự oxi hóa của các chất hữu cơ như dầu và bia khi được lưu trữ trong thời gian dài.
Quá trình oxy hóa là quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất năng lượng, chế tạo kim loại, xử lý chất thải và dược phẩm. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong sinh học, trong quá trình hô hấp tạo ra năng lượng và gây hại cho tế bào.
Trong quá trình oxy hóa, chất bị oxy hóa mất đi electron và tăng số oxy hóa của các nguyên tử hoặc phân tử trong chất đó. Quá trình này có thể xảy ra qua các cơ chế khác nhau như cession electron, tạo thành liên kết với chất khử, hoặc qua sự tương tác với các tác nhân oxi hóa như oxi, các ion kim loại, hay các loại chất để mở.
Quá trình oxy hóa thường đi cùng với quá trình khử. Khi chất bị oxy hóa mất đi electron, chất khử sẽ nhận electron từ nó. Điều này giúp giảm số oxy hóa của chất khử. Chẳng hạn, trong quá trình chuyển điện, các phân tử oxi bị oxy hóa, trong khi các phân tử hydro được khử. Hai quá trình này xảy ra đồng thời để duy trì sự cân bằng điện tích trong hệ thống.
Quá trình oxy hóa có thể gây ra nhiều tác động đối với chất và môi trường xung quanh. Chất bị oxy hóa có thể bị phá hủy, biến đổi cấu trúc hoặc mất đi tính chất ban đầu. Ví dụ, khi sắt bị oxy hóa, nó tạo ra sắt(III) oxit (Fe2O3), hay rỉ sét. Quá trình oxy hóa cũng có thể gây ra sự mất màu, sự mất chất từ hay sự phân mảnh của chất.
Trong sinh học, quá trình oxy hóa cũng xảy ra trong các quá trình tự nhiên như hô hấp tế bào, trong đó chất hữu cơ được oxy hóa để tạo ra năng lượng. Quá trình oxy hóa cũng có thể gây hại cho các cấu trúc tế bào, gây ra sự lão hóa và gây tổn thương DNA.
Để ngăn chặn hoặc giảm quá trình oxy hóa, các chất chống oxi hóa có thể được sử dụng. Các chất chống oxi hóa có khả năng cho một electron cho các chất bị oxy hóa, từ đó ngăn chặn sự oxy hóa. Ví dụ, vitamin C và vitamin E là các chất chống oxi hóa tự nhiên có thể giúp bảo vệ tế bào khỏi sự tổn thương do oxy hóa.
Trên cơ sở đó, quá trình oxy hóa có sự ảnh hưởng rất lớn đến nhiều lĩnh vực, từ khoa học, công nghệ, sinh học cho đến cuộc sống hàng ngày của con người. Hiểu về quá trình oxy hóa là rất quan trọng để có thể hiểu và áp dụng vào những công việc và quyết định trong thực tế.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "oxy hóa":
Cấu trúc khung hữu cơ kim loại (MOFs) được tạo thành bằng cách liên kết các đơn vị vô cơ và hữu cơ thông qua các liên kết mạnh (tổng hợp mạng). Sự linh hoạt trong việc thay đổi hình học, kích thước và chức năng của các thành phần đã dẫn đến hơn 20.000 MOFs khác nhau được báo cáo và nghiên cứu trong thập kỷ qua. Các đơn vị hữu cơ là các carboxylat hữu cơ ditopic hoặc polytopic (và các phân tử tích điện âm tương tự khác), khi liên kết với các đơn vị chứa kim loại, tạo ra các cấu trúc tinh thể MOF có kiến trúc chắc chắn với độ xốp điển hình lớn hơn 50% thể tích tinh thể MOF. Giá trị diện tích bề mặt của MOFs như vậy thường dao động từ 1000 đến 10,000 m 2 /g, vượt qua các vật liệu xốp truyền thống như zeolites và carbons. Cho đến nay, MOFs có độ xốp cố định đã trở thành loại đa dạng và phong phú hơn bất kỳ lớp vật liệu xốp nào khác. Những khía cạnh này đã làm cho MOFs trở thành ứng viên lý tưởng để lưu trữ nhiên liệu (hydro và methane), bắt giữ carbon dioxide và ứng dụng xúc tác, để kể một vài ví dụ.
Khả năng thay đổi kích thước và đặc tính của cấu trúc MOF mà không thay đổi cấu trúc dưới của chúng đã tạo ra nguyên lý đồng cấu trúc và ứng dụng của nó trong việc tạo ra MOFs với kích thước lỗ lớn nhất (98 Å) và mật độ thấp nhất (0,13 g/cm 3 ). Điều này đã cho phép đưa vào chọn lọc các phân tử lớn (ví dụ, vitamin B 12 ) và protein (ví dụ, protein huỳnh quang xanh) và khai thác các lỗ chân lông làm bình phản ứng. Dọc theo những dòng này, độ bền nhiệt và hóa học của nhiều MOFs đã khiến chúng trở nên thích hợp cho các phương pháp chức năng hóa hậu tổng hợp vô cơ và phức hợp kim loại. Các khả năng này cho phép tăng đáng kể lưu trữ khí trong MOFs và đã dẫn đến việc nghiên cứu sâu rộng của chúng trong xúc tác các phản ứng hữu cơ, hoạt hóa các phân tử nhỏ (hydro, methane, và nước), tách khí, hình ảnh y sinh và dẫn proton, electron và ion. Hiện nay, các phương pháp đang được phát triển để tạo ra các tinh thể nano và siêu tinh thể của MOFs để đưa vào thiết bị.
Kiểm soát chính xác chuỗi lắp ráp của MOFs dự kiến sẽ thúc đẩy lĩnh vực này tiến xa hơn vào các lĩnh vực hóa học tổng hợp mới, trong đó có thể tiếp cận các vật liệu tinh vi hơn nhiều. Ví dụ, các vật liệu có thể được hình dung như có (i) các khoang liên kết với nhau để hoạt động riêng lẻ, nhưng hoạt động đồng bộ; (ii) sự uyển chuyển để thực hiện các hoạt động song song; (iii) khả năng đếm, phân loại và mã hóa thông tin; và (iv) khả năng động học với độ trung thực cao. Những nỗ lực theo hướng này đang được thực hiện thông qua việc giới thiệu một số lượng lớn các nhóm chức khác nhau trong lỗ chân lông của MOFs. Điều này tạo ra các cấu trúc đa biến trong đó sự sắp xếp các chức năng khác nhau dẫn đến việc cung cấp một sự kết hợp đồng bộ các thuộc tính. Công việc trong tương lai sẽ bao gồm việc lắp ráp các cấu trúc hóa học từ nhiều loại đơn vị xây dựng khác nhau, sao cho chức năng của các cấu trúc này được chỉ định bởi sự dị hỗn của sự sắp xếp cụ thể của các thành phần của chúng.
Quá trình oxi hóa lipid có thể được mô tả chung là một quá trình mà các chất oxi hóa như các gốc tự do tấn công các lipid có chứa liên kết đôi carbon-carbon, đặc biệt là các axit béo không bão hòa đa (PUFAs). Trong bốn thập kỷ qua, một lượng lớn tư liệu về quá trình oxi hóa lipid đã cho thấy vai trò quan trọng của nó trong sinh học tế bào và sức khỏe con người. Từ đầu những năm 1970, tổng số bài báo nghiên cứu được công bố về chủ đề oxi hóa lipid chỉ là 98 (1970–1974) và đã tăng gần 135 lần, lên tới 13165 trong 4 năm qua (2010–2013). Những phát hiện mới về sự tham gia vào sinh lý và bệnh lý tế bào, cũng như việc kiểm soát quá trình oxi hóa lipid, tiếp tục xuất hiện mỗi ngày. Với sự rộng lớn của lĩnh vực này, bài tổng quan này tập trung vào các khái niệm hóa sinh của quá trình oxi hóa lipid, sản sinh, chuyển hóa, và cơ chế tín hiệu của hai sản phẩm oxi hóa lipid thuộc nhóm axit béo omega-6 chính: malondialdehyde (MDA) và đặc biệt là 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE), tổng hợp không chỉ về chức năng sinh lý và bảo vệ của nó như một phân tử tín hiệu kích thích sự biểu hiện gen và sự sống sót của tế bào, mà còn vai trò gây độc tế bào của nó khi ức chế biểu hiện gen và thúc đẩy cái chết tế bào. Cuối cùng, các tổng quan về các hệ thống mô hình động vật có vú
Phương pháp đã được áp dụng cho chuột albino bình thường trong trạng thái có ý thức và dưới gây mê thiopental. Kết quả cho thấy tốc độ tiêu thụ glucose cục bộ trong não nằm ở hai phân bố khác biệt, một là chất xám và một là chất trắng. Ở chuột tỉnh, các giá trị trong chất xám thay đổi rộng rãi từ cấu trúc này sang cấu trúc khác (54-197 μmol/100 g/phút) với các giá trị cao nhất ở các cấu trúc liên quan đến chức năng thính giác, ví dụ như thể gối trong, cội âm trên, cập âm dưới, và vỏ não thính giác. Các giá trị trong chất trắng đều đặn hơn (tức là 33–40 μmo1/100 g/phút) ở mức khoảng một phần tư đến một nửa những giá trị của chất xám. Tốc độ không đồng nhất của sự tiêu thụ glucose thường thấy trong các cấu trúc cụ thể, thường tiết lộ một mô hình kiến trúc tế bào. Gây mê thiopental làm giảm mạnh tốc độ sử dụng glucose toàn bộ trong não, đặc biệt là ở chất xám, và tốc độ chuyển hóa trong chất xám trở nên đồng đều hơn ở mức thấp hơn.
Chuyển hóa, giống như các khía cạnh khác của cuộc sống, bao gồm những đánh đổi. Các sản phẩm phụ oxy hóa của quá trình chuyển hóa bình thường gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho DNA, protein và lipid. Chúng tôi lập luận rằng những tổn thương này (tương tự như tổn thương do bức xạ gây ra) là một yếu tố chính góp phần vào quá trình lão hóa và các bệnh thoái hóa liên quan đến lão hóa như ung thư, bệnh tim mạch, suy giảm hệ miễn dịch, rối loạn chức năng não và đục thủy tinh thể. Các hệ thống bảo vệ bằng chất chống oxy hóa chống lại tổn thương này bao gồm ascorbate, tocopherol và carotenoid. Trái cây và rau quả ăn vào là nguồn chính của ascorbate và carotenoid và là một trong các nguồn của tocopherol. Việc tiêu thụ trái cây và rau quả ít trong chế độ ăn uống làm tăng gấp đôi nguy cơ mắc hầu hết các loại ung thư so với tiêu thụ nhiều và cũng làm tăng đáng kể nguy cơ mắc bệnh tim và đục thủy tinh thể. Vì chỉ có 9% người dân Mỹ ăn đủ năm phần trái cây và rau quả mỗi ngày theo khuyến nghị, cơ hội để cải thiện sức khỏe bằng cách cải thiện chế độ ăn uống là rất lớn.
Methyl hóa các bazơ cytosine, 5-methylcytosine (5mC), trong DNA đóng vai trò điều tiết quan trọng trong bộ gen động vật có vú. Các kiểu methyl hóa thường di truyền qua các thế hệ, nhưng chúng cũng có thể thay đổi, gợi ý rằng có tồn tại các đường dẫn khử methyl hóa DNA chủ động. Một đường dẫn như vậy, được đặc trưng tốt nhất trong thực vật, bao gồm việc loại bỏ bazơ 5mC, và thay thế bằng C, thông qua cơ chế sửa chữa DNA.
Chúng tôi xem xét các khía cạnh cơ bản của oxit kim loại, chalcogenide kim loại và pnictide kim loại như các chất xúc tác điện hóa hiệu quả cho phản ứng tiến hoá oxy.
HIF (yếu tố tăng trưởng thiếu oxy) là một yếu tố phiên mã đóng vai trò then chốt trong việc thích nghi tế bào với sự thay đổi độ cung cấp oxy. Khi có oxy, HIF được nhắm mục tiêu phá huỷ bởi một phức hợp ubiquitin E3 chứa protein ức chế khối u von Hippel–Lindau (pVHL). Chúng tôi đã phát hiện rằng pVHL của người liên kết với một đoạn peptide bắt nguồn từ HIF khi đoạn trung gian này có một dư lượng proline bảo tồn được hydroxyl hoá. Do quá trình hydroxyl hoá proline đòi hỏi oxy phân tử và ion Fe 2+ , sự biến đổi protein này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc nhận biết oxy ở động vật có vú.
Polyphenol là các chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật và thường tham gia vào việc bảo vệ chống lại tia cực tím hoặc sự xâm nhập của các tác nhân gây bệnh. Trong thập kỷ qua, đã có nhiều quan tâm về tiềm năng lợi ích sức khỏe từ polyphenol thực vật trong chế độ ăn uống như một chất chống oxy hoá. Các nghiên cứu dịch tễ học và phân tích tổng hợp liên quan mạnh mẽ đến việc tiêu thụ lâu dài các chế độ ăn uống giàu polyphenol thực vật có thể cung cấp sự bảo vệ chống lại sự phát triển của ung thư, bệnh tim mạch, tiểu đường, loãng xương và các bệnh thoái hóa thần kinh. Tại đây, chúng tôi trình bày kiến thức về các tác động sinh học của polyphenol thực vật trong bối cảnh liên quan đến sức khỏe con người.
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 10