自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。（共价键不均匀裂解时，两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上，其结果是形成了带正电和带负电的离子，这种断裂方式称之为键的异裂。）在书写时，一般在原子符号或者原子团符号旁边加上一个“·”表示存在未成对的电子。如氢自由基（H·，即氢原子）、氯自由基（Cl·，即氯原子）、甲基自由基（CH3·）。自由基反应在燃烧、气体化学、聚合反应、等离子体化学、生物化学和其他各种化学学科中扮演很重要的角色。历史上第一个被发现和证实的自由基是由摩西·冈伯格在1900年于密歇根大学发现的三苯甲基自由基。 中国有机化学家刘有成院士在自由基化学领域也做出了杰出贡献。

中文名：自由基、游离基

外文名：Free radical

所属学科：化学

化学名称：游离基

释义：具有非偶电子的基团或原子

性质：强氧化性

特性：活性高、具有磁矩

反应条件：光热

历史上第一个被发现和证实的自由基是由摩西·冈伯格在1900年于密歇根大学发现的三苯甲基自由基，该自由基在隔绝空气的条件下发生二聚，形成“六苯基乙烷”。简单的有机自由基，如甲基自由基、乙基自由基，是在20世纪20年代通过气相反应证实的。有机自由基作为活泼中间体，是在30年代由D.H.海伊、W.A.沃特斯和M.S.卡拉施等的研究发现的。

在一个化学反应中，或在外界（光、热、辐射等）影响下，分子中共价键断裂，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。

有机化合物（Organic compounds）发生化学反应时，总是伴随着一部分共价键（covalent bond）的断裂和新的共价键的生成。当共价键发生均裂（homolyticbondcleavage）时，两个成键电子的分离，所形成的碎片有一个未成对电子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（radical）。因为存在未成对电子，自由基和自由原子非常的活泼，通常无法分离得到。不过在许多反应中，自由基和自由原子以中间体的形式存在，尽管浓度很低，存留时间很短。

外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏作用，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。

自由基还可以通过一个原子或者分子的氧化还原过程来形成。

形成

自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：

一是化学反应活性高；

二是具有磁矩。

在一个化学反应中，或在外界（光、热等）影响下，分子中共价键分裂的结果，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。包括以下产生方式：

①引发剂引发，通过引发剂分解产生自由基。

②热引发，通过直接对单体进行加热，打开乙烯基单体的双键生成自由基。

③光引发，在光的激发下，使许多烯类单体形成自由基而聚合。

④辐射引发，通过高能辐射线，使单体吸收辐射能而分解成自由基。

⑤等离子体引发，等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合，也可以使杂环开环聚合。

⑥微波引发，微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。

众多医学研究及临床试验证明：人体细胞电子被抢夺是万病之源，自由基ROS是一种缺乏电子的物质（不饱和电子物质），进入人体后到处争夺电子，如果夺去细胞蛋白分子的电子，使蛋白质接上支链发生烷基化，形成畸变的分子而致癌。该畸变分子由于自己缺少电子，又要去夺取邻近分子的电子，又使邻近分子也发生畸变而致癌。这样，恶性循环就会形成大量畸变的蛋白分子。基因突变，形成大量癌细胞，最后出现癌症。而当自由基或畸变分子抢夺了基因的电子时，通过RNA的转录，其产生的蛋白为畸变蛋白，人就会直接或间接罹患癌症。人体得到负离子后，由于负离子带负电有多余的电子，可提供大量电子，而阻断恶性循环，癌细胞就可防止或被抑制。

反应

有机化合物（Organic compounds）发生化学反应时，总是伴随着一部分共价键（covalent bond）的断裂和新的共价键的生成。例如酪氨酸自由基（tyrosine radical），共价键的断裂可以有两种方式：均裂（homolytic bond cleavage）和异裂（heterolyticcleavage）。键的断裂方式是两个成键电子在两个参与原子或碎片间平均分配的过程称为键的均裂（homolyticbondcleavage）。两个成键电子的分离可以表示为从键出发的两个单箭头。所形成的碎片有一个未成对电子，如H·，CH3·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（radical）。因为它有未成对电子，自由基和自由原子非常的活泼，通常无法分离得到。不过在许多反应中，自由基和自由原子以中间体的形式存在，尽管浓度很低，存留时间很短。这样的反应称为自由基反应（radical reactions）。

自由基

人类对自然界的认识总是随着科技手段的发展而逐渐深入的。80年代人类认识焦油对人体的攻击与危害后运用了大量的科技手段进行阻断。进入21世纪，对自由基的认识也毫不例外的需要依靠先进的技术手段。由于含有一个不成对电子的自由基很活跃，大多数自由基的寿命都非常短，常以毫秒或微秒记，因此，对自由基研究的难度可想而知。借助与电子自旋共振技术 和自旋捕集剂，国内外的科学家们已经捕捉到了一部分自由基。但在成千上万种自由基中，被直接捕捉到的自由基还有限。

自从发现自由基对人类健康的危害后，如何能更接近生命现象，进一步研究自由基的反应机理和损伤的分子机理就成为这个领域国际上期待解决的前沿课题。从国内外的大量报纸看，很多自由基的反应规律和损伤机理中的一些关键问题至今尚在研究中。

随着对自由基研究的逐步深入，科学家们越来越清楚地认识到，清除多余自由基的措施有益于某些疾病的预防和治疗，而自由基清除剂的研究对人体健康的意义便显得更为重大。因此，开发和利用高效无毒的天然抗氧化剂——自由基清除剂，已成为当今科学发展的趋势。

科学家们相信，在21世纪，人类一定能认识和控制自由基，使我们的生命质量再实现一个新的飞跃。

超氧化物歧化酶

随着中国人民物质生活水平和对生活质量的要求不断提高，人们对保健知识的需求也与日俱增，近一段时间内，在有关保健知识的传播中，一个新的名词——自由基出现的频率越来越高，保健用品中、化妆品中、烟草中、日常食品中等。那么，究竟什么是自由基，它与我们人类的健康有什么关系呢？

简单的说，在我们这个由原子组成的世界中，有一个特别的法则，这就是，只要有两个以上的原子组合在一起，它的外围电子就一定要配对，如果不配对，它们就要去寻找另一个电子，使自己变成稳定的物质。科学家们把这种有着不成对的电子的原子或分子叫做自由基。

自由基非常活跃，非常不安分。就象我们人类社会中的不甘寂寞的单身汉一样，如果总也找不到理想的伴侣，可能就会成为社会不安定的因素。那它是如何产生的呢？又如何对人的身体产生危害的呢？早在20世纪末90年代初期，中国大陆对自由基的认知来自于北京卷烟厂在出口产品定单中外方产品的要求，外方，尤其是日本提出，吸烟危害人体健康，不仅仅是尼古丁、焦油，还有一种更厉害的物质是自由基。

当一个稳定的原子的原有结构被外力打破，而导致这个原子缺少了一个电子时，自由基就产生了。于是它就会马上去寻找能与自己结合的另一半。它活泼，很容易与其他物质发生化学反应。当它与其他物质结合的过程中得到或失去一个电子时，就会恢复平衡，变成稳定结构。这种电子得失的活动对人类可能是有益的，也可能是有害的。

一般情况下，生命是离不开自由基活动的。我们的身体每时每刻都从里到外的运动，每一瞬间都在燃烧着能量，而负责传递能量的搬运工就是自由基。当这些帮助能量转换的自由基被封闭在细胞里不能乱跑乱窜时，它们对生命是无害的。但如果自由基的活动失去控制，超过一定的量，生命的正常秩序就会被破坏，疾病可能就会随之而来。

自由基与疾病

自由基由于含有不成对电子，表现得非常活跃，而存在空间相当广泛。

科学家在20世纪初从烟囱和汽车尾气中发现了这种十分活跃的物质。随后的研究表明，自由基的生成过程复杂多样，比如，加热、燃烧、光照，一种物质与另一种物质的接触或任何一种化学反应都会产生自由基。简单地说，在日常生活中，烹饪、吸烟等活动都会产生自由基。化妆品等化工产品中，也含有一定量的自由基。

自由基的种类非常多，自由基的存在的空间也是无处不在。它们以不同的结构特征，在与其他元素结合时，发挥着不同的作用。

人体里也有自由基。受控的自由基对人体是有益的。它们既可以帮助传递维持生命活力的能量，也可以被用来杀灭细菌和寄生虫，还能参与排除毒素。但当人体中的自由基超过一定的量，便会失去控制，给我们的生命带来伤害。

生命体内的自由基是与生俱来的，既然生命能力历经35亿年沧桑而延续至今，就说明生命本身具有平衡自由基，或者说，清除多余自由基的能力。然而，随着人类文明的飞速发展，在科学技术给人类创造了巨大生产力的同时也带来了大量的副产品，其中就有与日俱增的自由基。化学制剂的大量使用、汽车尾气和工业生产废气的增加、还有核爆炸……这些活动都会导致自由基的产生。人类文明活动还在不断破坏着生态环境，制造着更多的自由基。骤然增加的自由基，早已超过了人以及生命所能正常保持平衡的标准，人类健康面临着前所未有的严峻挑战。

重要自由基

1．超氧阴离子自由基：O2-·

2．羟自由基：·OH

3．羧自由基：RCOO·

4．脂氧自由基：ROOH·

5．一氧化氮自由基：NO·

6．硝基自由基：ONOO-

7.超氧化氢自由基：HO2.

由于特殊的电子排列结构，氧分子极容易形成自由基。这些由氧分子形成的自由基统称为氧自由基。上述的氧自由基，H2O2，单态氧O2.和臭氧，统称为活性氧（ROS）。

来源

1．自动氧化

那什么时候开始抗老化治疗呢？原则上最好在身体器官尚未老化前或有衰老现象时即应开始治疗。除了接受健康专业咨询外，重要的还是要从自己的生活做起。由于不当的生活及饮食习惯会在体内制造自由基，此自由基会进一步破坏细胞之脂质，蛋白质及染色体中之核酸，而导致细胞突变成为癌细胞。

一、拒绝抽烟

科学研究抽烟是产生最快及最多自由基的方式，每吸一口烟会制造十万个以上之自由基，会导致全身性的癌症，甚至加速癌症细胞生长。尤其是肺癌高达50倍以上的危险率，还有它会造成许多慢性病，例如心血管病症及糖尿病，还有研究证实一手烟及二手烟伤害是一样的。

二、减少做菜的油烟

中国人做菜喜欢煎煮炒炸，大多数家庭主妇做菜是使用色拉油。色拉油是多元不饱和脂肪酸，很容易氧化成为自由基。还有尽量少食煎炸食物，所以为了您的健康，美式快餐店及中式自助餐店少去。

三、少服不需要药物

有些药物包括中西药是有毒性的，例如抗生素，消炎痛剂，化疗药物是会产生自由基的，不要误信药物可以有病治病，无病保身。患病时应该找医生看病，应该服药才可以服药，不可以随便乱服药。

四、避免农药的污染

农药会产生大量自由基。选择蔬果产品外观应不好看，甚至有虫咬过的农产品，是较安全及少农药的。另外一种降低农药残留方法是将蔬果放入冰箱一至二天才用，这样可以降低百分之八十至九十之农药残留量，还有应时常清洗冰箱。

五、大量饮用干净的水

健康的饮水每日应饮用干净水1200毫升以上。台湾学者研究发现，台湾人身体中的重金属80%以上过量，最常见有汞、铅、镉等重金属。所以我们更要注意饮水健康，天然且检验合格的矿泉水是很好的选择，饮用弱碱性电解水也是很好的选择，现有的电解水机，大多都有过滤系统，可将重金属及水中细菌等滤除，弱碱性水中含有大量的电子，呈负电位，这些多余的电子可赋予自由基，去除其活性，进而清除自由基。罐装各式饮料含各种添加物是不好的水分补充，纯净的弱碱性电解水是最好的水分补充物。

六、多食用蔬菜及水果

健康的饮食应是每日蔬果及肉类比例为7:3，蔬果中含有天然抗自由基的维生素及黄酮素，还有增加肠蠕动的纤维素。食用蔬果最好生食，以免维生素及黄酮素流失，每天食用有三种颜色以上之蔬果，这样才能补充充足的维生素及黄酮素。

七、少摄取高脂肪食物

鱼、蛋、奶、豆类均含有丰富蛋白质，应适当摄取。研究发现高脂肪及蛋白食物经烟熏、烧烤过程中，肉类油脂滴入碳中，在高温下裂解，与炭火作用形成毒性强的致癌物——多环芳烃，随烟熏挥发会回到食物中。高温烹调会使蛋白质及氨基酸裂解，产生胺类衍生物而致癌。

八、减少加工食物摄取

食品加工过程中会添入色素，防腐剂及香料等，这些过多食入身体会产生过多自由基的。例如腌制食品含有硝酸盐，如在加工过程中添加过量，会在胃中与肉类，蔬菜中之胺类作用，造成硝酸胺，此为高致癌物。

抗氧化食物

茶

茶中的有效成分茶多酚是一种抗氧化剂物质，凡经常饮茶的地区，其居民患癌症的比率较少。由此可见茶多酚能消除自由基防止癌症的发生。

菠菜

其含有的大量β胡萝卜素和铁，能提供人体丰富营养。菠菜中的大量抗氧化剂，既能激活大脑功能，又可增强青春活力，有助于防止大脑的老化，防治老年痴呆。

山楂

所含有的黄酮类物质和维生素C、胡萝卜素等能阻断并减少自由基的生成，增强机体的免疫力，还有防衰老、抗癌的作用。

红葡萄酒

葡萄中含的原花青素和白黎芦醇都是强力抗氧化剂，可抗衰老，并可清除体内的自由基。吃葡萄应尽量连皮和籽一起吃，因为葡萄的很多营养成分都存在于皮和籽中。

胡萝卜

合并图册

胡萝卜不仅能够增强人体免疫力，有抗癌作用，它更含有丰富的胡萝卜素，胡萝卜素可以清除致人衰老的单线态氧和自由基，减缓人体衰老的过程，防止皮肤老化。

黄豆

含有异黄酮，是一种天然抗氧化剂，同时具有弱雌性激素作用。常喝豆浆可以明显减弱妇女更年期症状，而且还有防癌和预防老年痴呆症的作用。有美容养颜的功效。

番茄

番茄红素是发现的抗氧化功能最强的营养素，抗氧化活性是维生素E的100倍。每天摄入10毫克番茄红素，对于清除体内自由基、消除疲劳、提高身体免疫力有明显的促进作用。

番茄红素属于脂溶性类胡萝卜素的一种，它的吸收和转运必须溶于油或脂肪中才能利用，所以，食用烹炒的番茄或者番茄酱会有利于番茄红素的吸收。番茄红素的热稳定性较高，加热可使番茄细胞裂解，比生食更易被人体吸收利用。

蜂蜜

现代研究表明，蜂蜜有清除自由基的功效。美国伊利诺斯州立大学的昆虫学家布林伯教授对蜂蜜进行化学分析后发现，蜂蜜中含有数量惊人的抗氧化剂，它能清除人体内的“垃圾”——氧自由基，起到抗癌、防衰老的作用。研究表明，蜂蜜中所含维生素C、维生素E、黄酮类化合物及酚类物质、超氧化物歧化酶(SOD)等具有抗氧化性，可以清除在人体代谢过程中积累的过多自由基。可以每天早上喝一杯枣花深色蜂蜜水，或是面包上放蜂蜜。蜂蜜是清除自由基、维持健康和抗衰老的理想营养保健品，食用蜂蜜可以延缓人体的衰老 。

坚果

富含维生素E的坚果类食物（腰果、核桃、榛子、花生等）除了具有抗氧化功能之外，还能修护皮肤组织。不过，又因为坚果类食物含有高油脂，如果摄取过量，不但有致胖的危险，由高油脂所造成的氧化反应还会损害维生素E的抗氧化作用。

因此，营养师建议人们要摄取此类食物，但又要适量，否则过犹不及。

草莓

莓类水果富含胡萝卜素以及维生素C，而这两种成分是抗氧化物里最为医学界所肯定的物质，所以外形小巧、美观的草莓、蓝莓、小红莓你要大啖特啖。

另外它含有的钾及水溶性纤维，还能降低血胆固醇浓度及减少患高血压的几率呢！

燕麦

富含蛋白质、钙、核黄素、硫胺素等成分的燕麦是五谷杂粮中惟一荣登抗氧化食物排行榜的。

每日摄取适量的燕麦能加速人体新陈代谢，加速氨基酸的合成，促进细胞更新。坚持每天喝一碗燕麦粥吧，它能使你容光焕发呢！

黑枸杞

黑枸杞，最突出的成分为花青素，花青素是一种强效的抗氧化剂；可防止过早衰老，增强血管弹性，抑制过敏及炎症，改善关节柔韧性。

运动与自由基

运动对于我们的身体好处是众人皆知的事， 除了可以让我们放松压力， 免除心血管疾病之苦，伸筋骨，可以说是百病良医，但是我们同时也知道，运动需要专业的辅助工具与适当的专业知识， 否则运动不足毫无效用，过度运动却又容易造成运动伤害，但除此之外，您知道运动还会产生自由基。

氧气是生命的基础，我们的生命基本上是一部氧化与还原的循环机器，我们吃下食物，然后吸收，再以氧化作用转变成我们可以利用的能量消耗它，这个过程无疑会意外地产生许多自由基，当我们年轻时，体内有非常好的自由基中和系统来为我们免除自由基造成的伤害，但是当我们日日年老，我们的自由基修补系统也随之老化效率下降，而未被中和的自由基就会慢慢累积，并且对们的身体攻击与伤害。

自由基

高级生物才会患癌，因此癌与氧之间必有某种关系。 已发现癌变的两个阶段都有氧自由基的参与。致癌物质必须经过代谢，经物理化学因素作用使之成为自由基后才会致癌。生成自由基的能力与致癌能力之间有平行关系。一些药物所以能抗癌也与氧自由基有关。这并不矛盾，因为无论致癌或抗癌，其分子基础都是共同的，即自由基使DNA损伤，如改变了细胞原有的状态，就会产生致癌或抗癌的结果。

活性氧对DNA的损伤已有许多研究。郑荣梁等发现，凡能促进活性氧产生的因子，都能加剧损伤；凡能抑制活性氧产生的因子都能缓解损伤。刘本仙等测得氧负离子及-OH能使脱氧核糖、胸腺嘧啶和胸苷都变成自由基。几乎任何癌的Cu，Zn-SOD活性常低于正常组织，而Mn-SOD则明显低于正常，因此把Mn-SOD活性低下看作癌的特征之一。Oberley提出细胞癌变假设，认为正常细胞的生成与Mn-SOD活性间处于动态平衡中；在致癌因子影响下，氧负离子生成增多或不变，但Mn-SOD活性却相对变低，细胞处于较多的氧负离子中，可引起癌变。

根据上述假说，很多专家认为可从两条途径来达到抗癌目的：增加SOD活性，以达到新的平衡，或者进一步抑制SOD，使氧负离子能更多地积累以至于达到杀伤细胞的程度。沈文梅等发现癌症病人血清中Cu，Zn-SOD发生了免疫学性质的改变，这种改变了的Cu，Zn-SOD含量明显高于健康人。当把癌切除后，免疫学性质改变的Cu，Zn-SOD含量明显下降，推测可以根据免疫学性质改变的Cu，Zn-SOD的含量多少来鉴别肿瘤是良性还是恶性的，也可能用于评价治疗效果。

许多致癌物经细胞活化而生成致癌物自由基，CT能使DNA转变成DNA，随后形成DNA-C加合物，这种加合物可能是癌变诱发阶段的关键因子。如果非致癌物N与致癌物竞争生成DNA-N加合物，保护DNA免遭C的攻击，可能从而阻止癌变。

有报道DNA可与氮氧自由基形成加合物，有人建议把这类自由基物质作为抗癌药。郑荣梁发现7种氮氧自由基对白血病瘤细胞的生长和DNA合成都有程度不同的抑制作用，有些作用很强。但是当把氮氧自由基还原成分子后就失去了抑制作用。氮氧自由基具有自由基的清除作用，由此推测氮氧自由基的确能与DNA或CT形成加合物来实现抗癌作用。

吸烟致癌已有定论，不幸的是1986年我国卫生部调查报告表明中国男人吸烟者达61%，多数在15～24岁就开始吸烟；妇女占7%。被迫吸烟者同样易患癌。

劝阻戒烟的最大障碍；不是来自吸烟者，而是来自烟草工业的惊人利润，1986年我国烟业收入为432亿元，仅次于石油工业。如果考虑到吸烟致病而投入的医疗费，以及由此丧失的人才，那么发展烟草工业无异于饮鸩止渴。

1990年2月21日洛杉矶时报报道美政府每年因吸烟引起疾病的医疗费和给生产降低造成的损失超过520亿美元。国内外多人曾测得香烟烟雾及气相中的ESR信号，既有氧自由基也有有机自由基。这些自由基也损伤细胞DNA。

空气中自由基来自汽车发动机尾气、工业废气、含硫劣质煤的燃烧，以及光化学烟雾等。城市上空多环芳烃自由基占分子污染物的1%～10%。

给予负离子，使生物体体内过剩的活性氧还原，就能够抑制生物体的氧化。负离子能够使生物体容易摄取维他命頪，氨基酸，矿物质等，这些成分能够分解，消除活性氧，提高SOD的活性。所以负离子是生物体不可或缺的物质。负离子是唯一能够消除活性氧自由基，保护生物体的自然要素。

负离子没有副作用，能够促进自然治愈力，治愈疾病，保持健康。负离子能够使血液变成弱碱性，使新陈代谢，生理作用旺盛，并强化免疫力，同时也能够给予生物体衰弱时增强的活性氧电子，抑制氧化，杜绝疾病的根源。

氧附着于生物体的细胞组织中，当电子被夺走时，就会引起细胞组织的氧化。活性氧会从生物体的脂质（不饱和脂肪酸）或蛋白质那儿夺走电子，结果引起脑中风或心肌梗塞，动脉硬化症，癌症及糖尿病。

负离子的本质是电子，因此给予生物体负离子，就能使生物体体内充满电子，代替生物体的脂质或蛋白质的电子给予活性氧，使活性氧安定，所以不会损伤生物体的细胞，同时能够抑制疾病的发生。