血红蛋白氧载体是一类能够代替红细胞部分功能的血液代用品,可以用来治疗失血性休克、外科手术等。但是,将血红蛋白氧载体灌注到缺血的机体内容易引起机体的氧化应激反应,产生大量的活性氧簇和活性氮簇物质。其中,产生的超氧自由基对组织或器官的损伤较为严重。抑制或消除超氧自由基损伤是解决血红蛋白氧载体缺血再灌注过程中引发的氧化应激损伤的较为重要方法。哌啶氮氧自由基(Tempol)是一类具有拟SOD酶活性的小分子化合物。Tempol通过氮氧自由基形式和其硝基态形式间的相互转换,将超氧自由基转化为双氧水和氧气从而消除其对组织和器官的损伤。本研究通过将Tempol修饰到血红蛋白氧载体上,通过细胞实验考察该分子对氧化应激损伤的保护作用。Tempol的合成以2,2,6,6-四甲基哌啶酮为原料,分别制备了4-羰基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基(羰基-Tempol),4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基(羟基-Tempol)和4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氮氧自由基(氨基-Tempol)3种Tempol。通过与血管内皮细胞共培养测试Tempol产生细胞毒性的浓度,当浓度为1.2mmol/L时,三种Tempol的细胞存活率和正常对照组相比,均无显著性差异。分别将3种Tempol和血红蛋白单体共交联,形成Tempol-PolyHb,发现氨基-Tempol修饰到聚合血红蛋白上的量最高。以该聚合物做进一步研究,当Tempol-polyHb的平均分子量分别为383kDa左右时,氨基-Tempol的修饰浓度为44μmol/g,即Tempol:Hb=3:1。将黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶与血管内皮细胞共培养建立氧化应激损伤模型,通过MTT法测定细胞的存活率,研究了Tempol-polyHb在氧化应激环境下对血管内皮细胞的保护作用。结果发现,Tempol-polyHb浓度为0.08g/L时,细胞的存活率在60%左右,明显高于此浓度下对照组(polyHb)的细胞存活率40%。通过以上结果表明,胺基-Tempol容易修饰于血红蛋白且毒性较低,当修饰比例达到Tempol: Hb=3:1时,在氧化应激损伤细胞模型中,Tempol-PolyHb相对于对照组明显提高了对细胞的保护作用。从而为聚合血红蛋白氧载体提供了一种抗氧化应激损伤的思路。