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May 27, 2023

Une stratégie antioxydante basée sur l'ultra

Rapports scientifiques volume 13,

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 8455 (2023) Citer cet article

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L'antioxydation est en demande dans les systèmes vivants, car l'excès d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les organismes entraîne diverses maladies. Les stratégies d'antioxydation classiques sont majoritairement basées sur l'introduction d'antioxydants exogènes. Cependant, les antioxydants présentent généralement des défauts de faible stabilité, de non-durabilité et de toxicité potentielle. Ici, nous avons proposé une nouvelle stratégie d'antioxydation basée sur des nanobulles ultra-petites (NB), dans lesquelles l'interface gaz-liquide a été utilisée pour enrichir et piéger les ROS. Il a été constaté que les NB ultra-petits (~ 10 nm) présentaient une forte inhibition de l'oxydation de substrats étendus par les radicaux hydroxyle, tandis que les NB normaux (~ 100 nm) ne fonctionnaient que pour certains substrats. Étant donné que l'interface gaz-eau des ultra-petits NB n'est pas consommable, son antioxydation serait durable et son effet serait cumulatif, ce qui est différent de celui utilisant des nanobulles réactives pour éliminer les radicaux libres car les gaz sont consommateurs et la réaction n'est pas durable. . Par conséquent, notre stratégie d'antioxydation basée sur les ultra-petits NB fournirait une nouvelle solution pour l'antioxydation dans les biosciences ainsi que dans d'autres domaines tels que les matériaux, l'industrie chimique, l'industrie alimentaire, etc.

Dans les systèmes vivants, l'antioxydation est l'un des problèmes les plus préoccupants puisque les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont généralement produites de manière persistante avec le métabolisme cellulaire normal1,2. Cependant, un excès de ROS cause souvent des dommages oxydatifs à une variété de composants cellulaires importants, y compris les lipides, les protéines et les molécules d'ADN3,4,5,6. Actuellement, divers antioxydants ont été suggérés comme compléments alimentaires pour réduire les maladies associées aux ROS7. L'efficacité de ces antioxydants a été prouvée dans le traitement de nombreuses maladies aiguës causées par des dommages oxydatifs8,9. Cependant, au cours des dernières décennies, la plupart des essais cliniques dans les traitements des maladies chroniques causées par les dommages oxydatifs par les suppléments d'antioxydants n'ont pas fourni de preuves convaincantes des avantages cliniques10. Malheureusement, certains antioxydants ont même des effets secondaires toxiques11,12,13,14,15, et la plupart d'entre eux ne sont pas utilisés de manière durable et deviennent instables en raison de leur sensibilité aux environnements normaux16,17,18,19,20,21. Par conséquent, de nouvelles stratégies d'antioxydation avec une stabilité, une durabilité et une sécurité biologique élevées sont exigées.

L'interface gaz-liquide est reconnue depuis longtemps comme ayant des propriétés physiques, chimiques et biochimiques uniques. Récemment, il a été utilisé pour réguler de nombreuses réactions d'oxydo-réduction. Certaines simulations et preuves expérimentales ont montré que les interfaces gaz-liquide pourraient enrichir les ROS et réguler les processus de leur génération et de leur trempe22,23,24,25, entraînant une amélioration/inhibition de la réaction d'oxydation du substrat par les ROS. Par exemple, Heath et Valsaraj26 ont étudié le processus d'enrichissement des ROS et des réactifs à l'interface gaz-liquide et ont constaté que la vitesse de réaction était largement favorisée de plusieurs ordres par rapport à celle des solutions en vrac. Nam et Richard27,28,29 ont découvert que l'oxydation ou la réduction se produirait aux interfaces gaz-liquide de petites gouttelettes d'eau pour différents types de substrats. Dans ces études, l'interface gaz-liquide prend effet par l'adsorption de ROS et/ou de substrats. Ainsi, si la surface d'une interface gaz-liquide est si petite qu'elle préfère enrichir les ROS mais dispose d'un espace insuffisant pour des substances plus grandes, elle peut présenter une certaine activité antioxydante pour une série de substrats. Jusqu'à présent, les effets de taille de l'interface gaz-liquide sur la réactivité n'ont pas été étudiés comme celui des nanogouttelettes30,31.

Les nanobulles (NB), généralement sous forme de phase gazeuse à l'échelle nanométrique en suspension dans la phase aqueuse, peuvent fournir un grand nombre d'interfaces gaz-liquide pouvant être utilisées pour l'enrichissement des ROS. La taille des NB varie de ~ 10 nm (ultra-petits NB) à des centaines de nanomètres (NB normaux); par conséquent, c'est un modèle approprié pour étudier l'antioxydation ou l'oxydation d'une interface gaz-liquide. Auparavant, il a été rapporté que les NB d'oxygène favorisaient la formation de ROS en produisant des radicaux hydroxyle par l'effondrement des microbulles34, tandis que les NB d'hydrogène réducteur aidaient à l'extinction des ROS35,36. Cependant, dans ces études, on s'est concentré sur les propriétés chimiques des phases gazeuses plutôt que sur la taille des NB, dans lesquelles les gaz dans les nanobulles sont consommateurs et s'épuiseraient de sorte que la réaction redox n'est pas durable.

Dans cette étude, une stratégie d'antioxydation basée sur des NB ultra-petits sans antioxydants exogènes a été fournie. Une dépendance significative à la taille a été observée lorsque les NB ont été utilisés pour déterminer leur capacité à bloquer l'oxydation des substances par les radicaux hydroxyles. Il a été constaté que les ultra-petits NB présentaient un fort effet antioxydant pour les substrats étendus, tandis que les NB normaux ne fonctionnaient que pour certains substrats. Étant donné que l'interface gaz-eau des ultra-petits NB n'est pas consommable, son antioxydation serait durable et son effet serait cumulatif. Nous pensons que cette recherche permettrait de développer de nouvelles solutions pour éliminer les radicaux libres en excès dans un système sans apport de réducteurs.

L'expérience a d'abord été menée en déterminant l'effet antioxydant des ultra-petits NB azotés (N2) en détectant leur capacité à bloquer l'oxydation de la 3, 3′, 5, 5′-tétraméthylbenzidine (TMB) provoquée par les radicaux hydroxyles (Figures S1 et S2) généré à partir de H2O2 avec la catalyse de Cu2+. Des N2 NB ultra-petits ont été générés dans de l'eau pure froide (0 °C) au cours d'un processus de compression-décompression37, puis ont été introduits dans le système de réaction d'oxydation à température ambiante et à pression atmosphérique. Les courbes d'oxydation ont été obtenues en suivant l'absorbance à 652 nm du produit oxydé de TMB38. Il convient de noter que le N2 NB lui-même n'a pas d'absorbance détectable à 652 nm (figures S3) et que les potentiels redox de l'eau contenant du N2 NB étaient similaires à ceux de l'eau pure (tableau S1). Les résultats ont montré que les taux d'oxydation du TMB dans l'eau contenant des NB N2 ultra-petits étaient considérablement réduits par rapport à ceux de l'eau pure avec l'augmentation du temps de réaction, et les valeurs d'absorbance au plateau étaient bien inférieures à celles de l'eau pure ( Fig. 1a), ce qui suggère un fort effet antioxydant des ultra-petits N2 NB. De plus, une étude comparative a indiqué que la capacité antioxydante des ultra-petits N2 NB était équivalente à un antioxydant commun, l'ascorbate de sodium, à une concentration comprise entre 100 et 200 μM (Fig. 1b).

Antioxydation des ultra-petits N2 NB. ( a ) Courbes d'oxydation du TMB dans l'eau contenant les ultra-petits N2 NB. ( b ) Comparaison de l'indice d'oxyde relatif des ultra-petits N2 NB avec l'ascorbate de sodium à différentes concentrations. Les courbes d'oxydation du TMB dans l'eau contenant différentes concentrations d'ascorbate de sodium ont d'abord été mesurées comme (a). Ensuite, la valeur d'absorption maximale a été obtenue à partir de chaque courbe d'oxydation. La valeur relative d'oxyde de chaque élément a été calculée avec : \(oxyde relatif\;valeur\;\left( {item} \right) = \frac{{Max\;absorbance\;\left( {item} \right)} }{{Max\;absorbance\;\left( {sans\;NBs} \right)}}\). ( c ) Distribution de la taille du NB mesurée par NTA (en haut) et DLS (en bas). Des cercles ont mis en évidence le pic des NB d'une taille d'environ 50 nm. ( d ) Courbes d'oxydation du TMB dans de l'eau contenant des N2 NB ultra-petits avant et après dégazage.

Dans nos expériences, l'analyse de suivi des nanoparticules (NTA) et la diffusion dynamique de la lumière (DLS) ont été utilisées comme moyens complémentaires pour déterminer la distribution de taille et la concentration des nanobulles dans l'eau39. En surveillant le mouvement brownien d'un nombre relativement restreint d'objets individuels, le NTA est capable de mesurer avec précision la concentration (106-109 particules/mL) et la taille (10-2000 nm) des populations polydisperses40. En raison de la faible diffusion de la lumière des NB dans l'eau, le NTA peut tester leur distribution de taille dans la plage de 50 à 2000 nm, tout en déterminant leur concentration. Dans le cas du DLS, la diffusion collective d'un plus grand nombre d'objets est surveillée et leur taille moyenne est calculée. Cependant, DLS ne fournit qu'une distribution de taille approximative d'échantillons allant de 0,3 nm à 15 μm sans informations de concentration41,42. La figure 1c (en haut) montre une distribution de taille typique des N2 NB tels que générés, mesurée par NTA, avec des pics principalement entre 50 et 270 nm. L'analyse NTA a également indiqué une concentration de NB de 5,42 × 107 ± 5,78 × 106 particules/ml et une taille moyenne de NB de 152,7 ± 14,1 nm. La figure 1c (en bas) a montré deux pics avec une très forte intensité de diffusion dans les courbes DLS, indiquant que les tailles étaient principalement centrées à 3,62 nm et 255 nm, respectivement. Le seul pic observé dans la courbe en pourcentage du nombre DLS (Fig. 1c, en bas) était centré à 3,62 nm, ce qui suggère que ces ultra-petits NB constituaient l'écrasante majorité en nombre dans la solution.

Une expérience de dégazage a été réalisée pour exclure la possibilité que l'introduction d'impuretés lors de la génération de NB ait également causé l'effet antioxydant observé. En éliminant la plupart des N2 NB dans l'eau après dégazage pendant 24 h sous un vide de 0,01 atm (Fig. S4), les courbes d'oxydation du TMB (Fig. 1d) ont montré que la capacité antioxydante de l'eau N2 NB était significativement réduite, confirmant clairement que l'effet antioxydant observé provenait des NB N2 plutôt que des impuretés.

Étant donné que la taille des N2 NB générés était largement distribuée dans la plage de 0 à 300 nm (Fig. 1c), il était plausible d'explorer s'il y aurait une dépendance à la taille pour leur capacité antioxydante. Nous avons constaté que les N2 NB normaux générés dans de l'eau ultrapure fraîche à température ambiante n'inhibaient pas mais augmentaient légèrement l'oxydation du TMB (Fig. 2a). L'étude NTA a montré une distribution de taille typique des NB N2 normaux entre 70 et 220 nm (Fig. 2b, en haut), une concentration de NB de 6,41 × 107 ± 1,72 × 107 particules / ml et une taille moyenne de NB de 116,9 ± 14,7 nm . L'étude DLS a révélé deux forts pics d'intensité de diffusion centrés respectivement à 142 et 396 nm (Fig. 2b, en bas). Les résultats NTA et DLS des NB N2 normaux n'ont montré aucun NB détectable avec des tailles inférieures à 50 nm, ce qui implique que l'effet antioxydant n'était causé que par les NB ultra-petits (généralement < 50 nm). En outre, nous avons constaté que les ultra-petits N2 NB transformés à partir de N2 NB normaux par une opération de congélation-décongélation présentent également un effet antioxydant (Fig. S5). En plus des ultra-petits N2 NB, les ultra-petits NB d'oxygène (O2) ont également un fort effet antioxydant dans la réaction d'oxydation du TMB (Fig. S6).

Oxydation normale assistée par N2 NBs du TMB. (a) Courbes d'oxydation du TMB dans de l'eau contenant des N2 NB normaux. ( b ) Courbes de distribution de taille des N2 NB normaux telles que mesurées par NTA (en haut) et DLS (en bas).

Les résultats ci-dessus ont clairement montré qu'il y avait une dépendance de la taille de la capacité antioxydante du NB. Les N2 NB ultra-petits inhibent l'oxydation du TMB par les radicaux hydroxyles, tandis que leurs clusters ou les N2 NB normaux (généralement> 50 nm) améliorent légèrement l'oxydation du TMB. Les effets contrastés des petits et grands NB sur l'oxydation du TMB semblaient difficiles à comprendre. Actuellement, nos connaissances sur les propriétés chimiques des interfaces des NBs sont très pauvres, il est sage d'interpréter nos observations en fonction des réalisations existantes concernant la régulation de l'oxydation et de la réduction par les interfaces gaz-eau. Étant donné que la différence de potentiel de surface électrique des NB est normalement de -20 mV, bien inférieure aux 3 V à l'interface gaz-liquide des petites gouttelettes d'eau28,43. Ainsi, il n'est pas approprié d'expliquer nos résultats à partir du mécanisme de champ électrique de surface proposé par Nam et Richard. Des études antérieures ont montré que, lorsque les radicaux libres et les substrats étaient tous deux enrichis aux interfaces gaz-liquide, la réaction d'oxydation pouvait être accélérée26,44. Par conséquent, nous avons pensé que l'enrichissement sélectif de ROS à l'interface gaz-liquide des NB pourrait jouer un rôle important dans nos systèmes de réaction. Une explication plausible peut être que les surfaces des ultra-petits NB étaient si petites et n'avaient pas suffisamment d'espace pour que les molécules de substrat plus grandes soient facilement adsorbées, ce qui a entraîné le fait qu'il a préféré enrichir plus de ROS mais moins de molécules de substrat. Les radicaux hydroxyles à courte durée de vie seraient enrichis à l'interface et éteints par eux-mêmes (Fig. 3). En revanche, la grande surface des grands NB (ou clusters NB) enrichirait à la fois le TMB et les radicaux hydroxyle à leurs interfaces gaz-liquide, et améliorerait la réaction entre le TMB et les radicaux hydroxyle comme d'habitude. Ce mécanisme fonctionne également pour une autre sonde radicalaire hydroxyle classique, le 2,2'-azinobis-(3-éthylbenzthiazoline-6-sulfonate) (ABTS) (Fig. S7). En plus des radicaux hydroxyle, il a également été constaté que les ultra-petits NB récupéraient les radicaux anion superoxyde (Fig. S8).

Le mécanisme d'antioxydation des ultra-petits NB.

Selon notre mécanisme proposé (Fig. 3), les NB normaux améliorent l'oxydation car ils adsorbent simultanément les ROS et le TMB hydrophobe à l'interface gaz-liquide, ce qui augmente leur probabilité de réaction. Si tel est le cas, les NB normaux devraient également présenter des effets antioxydants lorsque des molécules de substrat qui ont tendance à rester dans la phase aqueuse plutôt qu'à l'interface gaz-liquide sont utilisées. Pour tester cette hypothèse, le N-oxyde de diméthylpyridine (DMPO), un piège à spin à résonance de spin électronique (ESR) couramment utilisé, a été utilisé pour capturer les radicaux hydroxyles. Le DMPO est hydrophile de sorte qu'il doit être présent dans la phase aqueuse. Dans cette expérience, ESR a été utilisé pour mesurer l'intensité du DMPO oxydé (DMPO-OH). Les résultats (Fig. 4) ont montré que les signaux DMPO-OH dans les systèmes de réaction contenant des N2 NB normaux ou des N2 NB ultra-petits étaient bien inférieurs à ceux du groupe témoin, indiquant un effet antioxydant. Les résultats soutiennent davantage notre mécanisme.

L'intensité du signal DMPO-OH dans l'eau contenant des N2 NB normaux ou des N2 NB ultra-petits au fil du temps.

Pour exclure l'éventuelle implication du système réactionnel dans l'antioxydation des NB, nous avons utilisé un rayonnement ultraviolet (UV)45,46,47 (Figs. 5a et S9) ou Fe2+ au lieu de Cu2+ (Fig. S10) pour produire des radicaux hydroxyles à partir de H2O2 . Les résultats ont également montré un fort effet antioxydant des ultra-petits N2 NB contrairement à un léger effet pro-oxydant des N2 NB normaux. Ainsi, nous pensons que l'effet antioxydant des NB sans réducteur devrait être principalement attribué aux ultra-petits NB eux-mêmes.

L'absorbance du TMB oxydé par les radicaux hydroxyles générés par le rayonnement UV. ( a ) L'absorbance du TMB oxydé dans trois groupes parallèles après rayonnement UV. ( b ) L'atténuation de la capacité antioxydante des ultra-petits N2 NB et de l'ascorbate de sodium 1 mM après un rayonnement UV pendant 3 h.

Par rapport aux agents réducteurs conventionnels comprenant des nanobulles réactives48,49 qui sont consommatrices dans la réaction, l'utilisation d'ultra-petits NB comme antioxydant présente certains avantages. Premièrement, les ultra-petits NB sont stables dans l'eau pure41 et leur capacité antioxydante pourrait être maintenue même dans un environnement ROS de haut niveau. Par exemple, les ultra-petits N2 NB ont conservé près de 100% de leur capacité antioxydante (Fig. 5b) dans un système contenant des radicaux hydroxyles de haut niveau constamment générés par un rayonnement UV intense de H2O2 dans l'eau. En revanche, l'ascorbate de sodium 1 mM a été consommé progressivement et n'a conservé qu'environ 0, 1% de sa capacité antioxydante d'origine (Fig. 5b) dans les mêmes conditions. Deuxièmement, selon le mécanisme d'antioxydation proposé, il ne resterait aucun produit oxydé nocif après la trempe des ROS avec les ultra-petits NB. Nous croyons que cette propriété unique est essentiellement importante dans l'application des ultra-petits NB comme antioxydant dans les systèmes vivants. Les antioxydants exogènes à forte dose et les produits d'oxydation sont souvent nocifs pour les cellules normales14,50. Troisièmement, les ultra-petits NB sont stables et peuvent avoir une fonction antioxydante persistante, tandis que de nombreux antioxydants sont sensibles à l'environnement et se dégraderaient lors du stockage et du transport. Il convient de noter qu'en principe, les NB ultra-petits ne sont efficaces que pour piéger les ROS à courte durée de vie, mais difficiles à éliminer les radicaux libres à longue durée de vie. Heureusement, la plupart des radicaux nocifs produits dans les organismes vivants sont des ROS à courte durée de vie.

En résumé, un effet antioxydant des ultra-petits NB a été exploré. Nos résultats ont indiqué que les ultra-petits NB avaient un effet évident pour inhiber l'oxydation des substrats hydrophobes (TMB) ou des substrats hydrophiles (DMPO) causée par les radicaux hydroxyles. Puisqu'il n'y avait pas d'agents réducteurs chimiques spéciaux ajoutés dans le système de réaction, la capacité antioxydante des ultra-petits NB pourrait être utilisée en toute sécurité dans les systèmes vivants et pourrait trouver ses applications potentielles pour soulager le stress oxydatif dans les organismes, y compris les êtres humains. En outre, nos résultats peuvent également fournir un nouveau point de vue scientifique sur la question controversée des prétendus effets sains de certaines eaux naturelles ou « fonctionnelles »51, puisque l'on pense que les NB existent de manière omniprésente dans la nature. D'autres explorations devraient être menées dans le développement de techniques pour préparer des NB ultra-petits avec des concentrations plus élevées et une régulation plus précise des distributions de taille pour répondre aux demandes d'antioxydation dans de nombreuses applications pratiques.

L'eau ultra pure a été préparée à partir d'un instrument ELGA LabWater (ELGA Classic-PURELAB). Chlorure de cuivre(II) dihydraté (qualité analytique, ≥ 99 %, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd) et 3, 3′, 5, 5′-tétraméthylbenzidine (qualité analytique, ≥ 99 %, réactif Macklin) ; Sel diammonium de 2,2′-azino-bis(acide 3-éthylbenzothiazoline-6-sulfonique) (≥ 98 %, OKA); Sulfate de fer(II) heptahydraté (qualité analytique, ≥ 99 %, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd) ; 1,2,3-trihydroxybenzène (qualité analytique, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd); Solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à 30 % (de qualité garantie, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd) ; 5,5-diméthyl-1-pyrrolidine-N-oxyde (≥ 98 %, SIAL); La pureté de l'azote et de l'oxygène est supérieure à 99,999 %. Ces produits chimiques ont été utilisés tels que reçus sans autre purification.

Les NB ont été générés par une méthode de compression-décompression dans de l'eau ultrapure qui a été précédemment rapportée37. L'expérience a été réalisée dans une chambre métallique sur mesure avec contrôle de la pression. Tout d'abord, de l'eau ultrapure a été placée dans la chambre et du gaz (N2 ou O2) a été introduit dans la chambre à une pression de 0,6 MPa. Ensuite, la pression dans la chambre a été lentement réduite (20 sccm) à la pression normale (1 atm). Les NB ont été générés dans de l'eau ultra pure à température ambiante ou à 0 °C préparée à partir d'un mélange de glace et d'eau.

Le système d'analyse de suivi des nanoparticules (NTA) (NS300, Malvern, Royaume-Uni) a été utilisé pour analyser la densité numérique et la taille des NB préparés dans l'eau. Le logiciel NTA 3.4 a été utilisé pour capturer et analyser les données. En outre, un instrument de diffusion dynamique de la lumière (DLS, nano-ZS90, Malvern) a également été utilisé pour détecter l'intensité de la lumière diffusée et le nombre (%) de NB.

L'effet antioxydant des NB N2 a été déterminé par la capacité à bloquer l'oxydation du TMB (concentration finale de 0,4 mM) par les radicaux hydroxyle générés à partir de H2O2 (concentration finale de 0,8 M) avec la catalyse de Cu2+ (10 μM). L'effet des NB sur la cinétique d'oxydation du TMB a été déterminé en surveillant l'absorbance à 652 nm. Le volume réactionnel final a été fixé à 1 ml en ajoutant de l'eau ultrapure/NBs. Après préparation des mélanges réactionnels, ils ont été immédiatement transférés dans une plaque 96 puits (chaque échantillon de 200 μL dans 4 puits). Un lecteur de microplaques (lecteur de microplaques VERSA max) a été utilisé pour surveiller le changement de densité optique à 652 nm.

Courbe d'oxydation du TMB sous N2 NB normaux ou ultra-petits N2 NB dans le système Fe2+/H2O2. Les concentrations finales de Fe2+, TMB et H2O2 étaient de 50 μM, 0,4 mM et 80 mM, respectivement. Le volume réactionnel final a été fixé à 1 ml en ajoutant de l'eau ultra-pure/NBs. Après préparation des mélanges réactionnels, ils ont été immédiatement transférés dans une plaque 96 puits (chaque échantillon de 200 μL dans 4 puits). Un lecteur de microplaques (lecteur de microplaques VERSA max) a été utilisé pour surveiller le changement de densité optique à 652 nm.

L'effet antioxydant des NB N2 a été déterminé par la capacité à bloquer l'oxydation de l'ABTS (concentration finale de 200 μg/mL) par les radicaux hydroxyle générés à partir de H2O2 (concentration finale de 0,8 M) avec la catalyse de Cu2+ (10 μM ). L'effet des N2 NB sur la cinétique d'oxydation de l'ABTS a été déterminé en surveillant l'absorbance à 405 nm. Le volume réactionnel final a été fixé à 1 ml en ajoutant de l'eau ultrapure/NBs. Après préparation des mélanges réactionnels, ils ont été immédiatement transférés dans une plaque 96 puits (chaque échantillon de 200 μL dans 4 puits). Un lecteur de microplaques (lecteur de microplaques VERSA max) a été utilisé pour surveiller le changement de densité optique à 405 nm.

Dans des conditions alcalines, le pyrogallol peut rapidement s'auto-oxyder pour libérer de l'O2-·, et générer un produit intermédiaire coloré qui a une forte absorption lumineuse à la longueur d'onde de 325 nm. Lorsqu'il existe une substance capable d'éteindre l'O2−·, l'accumulation des produits intermédiaires serait empêchée. La concentration finale de pyrogallol était de 0, 1 mM et le système tampon était une solution tampon Tris – HCl à pH 8, 0. Après préparation des mélanges réactionnels, ils ont été immédiatement transférés dans une plaque 96 puits (chaque échantillon de 200 μL dans 4 puits). Un lecteur de microplaques (lecteur de microplaques VERSA max) a été utilisé pour surveiller le changement de densité optique à 325 nm.

L'échantillon liquide a été aspiré dans le tube capillaire et scellé pour la mesure ESR. Les paramètres de mesure sont les suivants : champ Centra : 324 mT ; Largeur de balayage : 5,0 × 1 mT ; Fréquence mod. : 100,00 kHz ; Mod. largeur + /− : 0,35 × 1 mT ; Temps de balayage : 1 min. Le logiciel ESR Data Process a été utilisé pour analyser les données.

La solution réactionnelle (2 ml) contenant du TMB (0,4 mM) et du H2O2 (0,08 M) dans une cuvette en quartz (1 × 1 × 5 cm3) a été placée à 30 cm d'une lampe UV (20 W) et a été irradiée à une longueur d'onde de 256 nm pendant 10 min. La valeur d'absorbance de la solution à une longueur d'onde de 652 nm a été mesurée à la fin du rayonnement.

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié et ses fichiers d'informations supplémentaires.

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Nous tenons à remercier le professeur Changqing Sun de l'Université technologique de Nanyang, à Singapour, pour la discussion utile avec lui sur le mécanisme d'antioxydation des nanobulles. Ce travail a été soutenu par la National Natural Science Foundation of China (No. 11975297, 12274427, 11874379, 22109169, 12104469, 12005284), le Key Research Program of Frontier Sciences, CAS (No. QYZDJ-SSW-SLH019) et Shanghai International Programme de coopération scientifique et technologique (22490714400).

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Jin Zheng et Juncheng Qi.

CAS Key Laboratory of Interfacial Physics and Technology, Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 201800, Chine

Jin Zheng, Juncheng Qi, Kaiwei Yuan, Lijuan Zhang, Hongwei Zhao, Junhong Lü, Beien Zhu, Yi Zhang et Jun Hu

Institut de recherche avancée de Shanghai, Académie chinoise des sciences, Shanghai, 201203, Chine

Lijuan Zhang, Hongwei Zhao, Junhong Lü, Beien Zhu, Yi Zhang et Jun Hu

Université de l'Académie chinoise des sciences, Pékin, 100049, Chine

Jin Zheng, Juncheng Qi et Kaiwei Yuan

Institut de Wenzhou, Université de l'Académie chinoise des sciences, Wenzhou, 325000, Zhejiang, Chine

Chanson Sanzhao

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Conceptualisation : HJ, ZY Méthodologie : ZJ, QJ, SS, YK Enquête : ZL, ZH, LJ Visualisation : ZY, ZJ Supervision : HJ, ZY, SS, ZB Rédaction—ébauche originale : ZJ, QJ Rédaction—révision et édition : ZY , HJ

Correspondance avec Yi Zhang ou Jun Hu.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Zheng, J., Qi, J., Song, S. et al. Une stratégie d'antioxydation basée sur des nanobulles ultra-petites sans antioxydants exogènes. Sci Rep 13, 8455 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35766-5

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Reçu : 06 mars 2023

Accepté : 23 mai 2023

Publié: 25 mai 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-35766-5

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