Investigation of Antioxidant Activity by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) Radical Sweeping Capacity Method of Some Synthetic Antioxidant

Abstract

Nowadays free radicals, oxidative stress and antioxidants have become one of the widely discussed common topics. Due to damage caused by oxidative stress in the live physiology, the interest in antioxidants has also increased considerably in recent years. There are several of methods of identification to determine and compare the antioxidant effectiveness of antioxidants or consumed nutrients. The aim of this study is to identify and compare the antioxidant activities of some synthetic antioxidants with the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) antioxidant capacity determination method. For this purpose, vitamin C, trolox, quercetin, ellagic acid, curcumin, vitamin E, resveratrol and silymarin were prepared at different concentrations (0-400 μg/ml). Determination of radical sweeping activities used the DPPH capacity determination method. Efficient Concentration 50 (EC50) values were calculated from the graphs plotted with % inhibition values of DPPH radical scavenging activities against different concentrations of antioxidant. In the study vitamin C and trolox EC50 values used as standard were determined 1,697 μg/ml and 1,729 μg/ml, respectively. When compared to standards, the lowest antioxidant scavenging activity was found to be silymarin (EC50=7,812 μg/ml) and the highest antioxidant scavenging activity was determined quercetin (EC50=1,722 μg/ml). In the light of these results obtained, antioxidant capacities should be taken into consideration in the selection of commonly used synthetic antioxidants in animal studies. The antioxidant capacity determination methods should be chosen according to the substance to be investigated.

Keywords

• 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)
• antioxidant activity
• some synthetic antioxidants

Bazı Sentetik Antioksidanların 2, 2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) Radikal Süpürme Kapasitesi Yöntemi ile Antioksidan Aktivitelerinin Araştırılması

Abstract

Serbest radikaller, oksidatif stres ve antioksidanlar güncel olan ve yaygın olarak tartışılan konulardır. Canlı fizyolojisinde oksidatif stresin meydana getirdiği hasar sebebiyle antioksidanlara olan ilgi oldukça artmıştır. Antioksidanların veya tüketilen besin maddelerinin ne derecede antioksidan etkili olduğunu belirlemek ve karşılaştırmak için çeşitli tayin yöntemleri mevcuttur. Bu çalışmanın amacı, bazı sentetik antioksidanların antioksidan aktivitelerini 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH) antioksidan kapasite tayin yöntemi ile belirlemek ve karşılaştırmaktır. Bu amaçla 0-400 µg/ml konsantrasyonlarda hazırlanan vitamin C, troloks, kuersetin, ellagik asit, kurkumin, vitamin E, resveratrol ve silimarinin radikal süpürme aktiviteleri DPPH kapasite tayin yöntemi ile belirlendi. Antioksidanların farklı konsantrasyonlarına karşı hesaplanan DPPH radikalini süpürme aktivitelerinin % inhibisyon değerleri ile çizilen grafiklerden Etkin Konsantrasyon 50 (Efficient Concentration 50, EC50) değerleri hesaplandı. Çalışmada standart olarak kullanılan vitamin C ve troloksun EC50 değerleri sırası ile 1,697 µg/ml ve 1,729 µg/ml olarak belirlendi. Standart ile karşılaştırıldığında en düşük antioksidan süpürücü aktiviteye sahip olan antioksidanın silimarin (EC50=7,812 µg/ml) ve en yüksek antioksidan süpürücü aktiviteye sahip olan antioksidanın ise kuersetin (EC50=1,722 µg/ml) olduğu görüldü. Elde edilen sonuçlar ışığında hayvan deneyi çalışmalarında tercih edilen ve sık kullanılan sentetik antioksidanların seçiminde antioksidan kapasitelerinin de göz önünde bulundurulması ve araştırılması yapılan maddeye göre antioksidan kapasite tayin yöntemlerinin seçilmesi gerektiği sonucuna varıldı.

Keywords

• 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH)
• antioksidan aktivite
• bazı sentetik antioksidanlar

References

1. 1. Akkuş İ. Serbest Radikaller ve Fizyopatolojik Etkileri. 1. Ed, Mimoza Basım Yayım ve Dağıtım, Konya, 1995.
2. 2. Memişoğulları R. Diyabette serbest radikallerin rolü ve antioksidanların etkisi. Düzce Tıp Fak Dergisi. 2005; 3: 30-39.
3. 3. Kähkönen MP, Hopia AI, Vuorela HJ, Rauha JP, Pihlaja K, Kujala TS, Heinonen M. Antioxidant activity of plant extracts containing phenolic compounds. J Agric Food Chem. 1999; 47 (10): 3954-3962.
4. 4. Yavaşer R. Doğal ve sentetik antioksidan bileşiklerin antioksidan kapasitelerinin karşılaştırılması. Aydın Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, 2011.
5. 5. Burnaz N. On-line HPLC-FRAP antioksidan aktivite tayin yönteminin geliştirilmesi ve bazı doğal ürünlere uygulanması. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 2013.
6. 6. Prakash A, Rigelhof F, MIller E. Antioxidant activity. Medallion Laboratories Analytical Progress. 2001; 19 (2): 1-4.
7. 7. Proteggente AR, Rehman A, Halliwell B, Rice-Evans CA. Potential problems of ascorbate and iron supplementation: prooxidant effect in vivo? Biochem Biophys Res Commun. 2000; 277: 535-540.
8. 8. Ames BN. Micronutrients prevent cancer and delay aging. Toxicol Lett. 1998; 102–103.

9. 9. Çaylak E. Hayvan ve bitkilerde oksidatif stres ile antioksidanlar. Tıp Araştırmaları Dergisi 2011; 9(1): 73-83.
10. 10. An D, Zhang Q, Wu S, Wei J, Yang J, Dong F, Yan X, Guo C. Changes of metabolic profiles in urine after oral administration of quercetin in rats. Food Chem Toxicol. 2010; 48: 1521-1527.
11. 11. Padma VV, Selvi PK, Sravani S. Protective effect of ellagic acid against TCDD-induced renal oxidative stress: Modulation of CYP1A1 activity and antioxidant defense mechanisms. Mol Biol Rep. 2014; 41: 4223-4232.
12. 12. Kılıç İ, Yeşiloğlu Y, Bayrak Y. Spectroscopic studies on the antioxidant activity of ellagic acid. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc. 2014; 130: 447-452.
13. 13. Gülçin İ. Antioxidant properties of resveratrol: A structure–activity insight. Innov Food Sci Emerg Technol. 2010; 11(1): 210-218.
14. 14. Reddy AC, Lokesh BR. Studies on the inhibitory effects of curcumin and eugenol on the formation of reactive oxygen species and the oxidation of ferrous iron. Mol Cell Biochem. 1994; 137: 1–8.
15. 15. Bosisio E, Benelli C, Pirola O. Effect of flavanoligans of Silybum marianum L. on lipid peroxidation in rat liver microsomes and freshly isolated hepatocytes. Pharmacol Res. 1992; 25: 147-154.
16. 16. Valenzuella A, Garride A. Biochemical bases of the pharmacological action of the flavonoid silymarin and of its structural silibinin. Biol Res. 1994; 27: 105-112.
17. 17. Brand-Williams W, Cuvelier ME, Berset C. Use of a free-radical method to evaluate antioxidant activity. LWT-Food Science and Technology. 1995; 28: 25-30.
18. 18. Ndhlala AR, Moyo M, Van Staden J. Natural Antioxidants: Fascinating or mythical biomolecules? Molecules. 2010; 15: 6905-6930.
19. 19. Perez-Jimenez J, Arranz S, Tabernero M, Diaz-Rubio ME, Serrano J, Goni I, Saura- Prior RL, Cao GH. Analysis of botanicals and dietary supplements for antioxidant capacity: A review. J AOAC Int. 2000; 83(4): 950-956.
20. 20. Mehta V, Verma P, Sharma N, Sharma A, Thakur A, Malairaman U. Quercetin, ascorbic acid, caffeine and ellagic acid are more efficient than rosiglitazone, metformin and glimepiride in interfering with pathways leading to the development of neurological complications associated with diabetes: A comparative in-vitro study. Bull Fac Pharm Cairo Univ. 2017; 55: 115–121.
21. 21. Somparn P, Phisalaphong C, Nakornchai S, Unchern S, Morales NP. Comparative antioxidant activities of curcumin and its demethoxy and hydrogenated derivatives. Biol Pharm Bull. 2007; 30(1): 74-78.
22. 22. Jadhav GB, Upasani CD, Pingale AP. Antioxidant potential of red wine and silymarin: in-vitro evaluation. J Pharm Res. 2009; 2(4): 636-639.
23. 23. Bondet V, Brand-Williams W, Berset C. Kinetics and mechanisms of antioxidant activity using the DPPH free radical method. LWT-Food Science and Technology. 1997; 30: 609-615.
24. 24. Calil NO, Carvalho GSG, ,Franco DCZ, Silva AD, Raposo NDB. Antioxidant activity of resveratrol analogs. Lett Drug Des Discov. 2012; 9: 8-11.
25. 25. Mishra K, Ojha H, Chaudhury NK. Estimation of antiradical properties of antioxidants using DPPH assay: A critical review and results. Food Chem. 2012; 130: 1036–1043.