自由基(free radicals)，是指帶不成對電子的原子、分子、離子或原子團(tuán)。自由基的種類很多，如以氧(O)、碳(C)、氮(N)為中心的活性基團(tuán)。活性氧族(reactive oxygen species, ROS)是生物體內(nèi)一些氧化反應(yīng)中形成的氧自由基，常見有超氧化陰離子(O2－)，過氧化氫(H2O2)，過氧化自由基(ROO－)和氫氧自由基(OH－)等形式。自由基外層具有非配對電子，其化學(xué)性質(zhì)非常活潑，它既是電子供體，又是電子受體。

活性氧是生命活動(dòng)中*的活性物質(zhì)。自由基在體內(nèi)可提高一些酶的活性，如核苷酸的合成和肝臟的解毒過程中，自由基可激活某些合成酶或解毒酶。自由基還參與機(jī)體內(nèi)一些活性物質(zhì)如前列腺素的合成。炎癥過程中，自由基可促進(jìn)炎性細(xì)胞吞噬細(xì)菌和殺死細(xì)菌，如中性粒細(xì)胞發(fā)生呼吸爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生大量自由基，可殺死病原體。

ROS更多被賦予明確的病理意義。ROS可對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)、核酸和蛋白分子產(chǎn)生氧化作用，引起其結(jié)構(gòu)和功能障礙。ROS增多導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)(Oxidative Stress)造成細(xì)胞損傷，參與多種病理機(jī)制。百種以上的疾病狀態(tài)都可能有ROS的參與。

機(jī)體通過一系列抗氧化機(jī)制，維持ROS的平衡，如超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、過氧化氫酶(Catalase)等酶類和一些小分子還原物質(zhì)，可去除細(xì)胞生成的ROS。

檢測細(xì)胞ROS的含量，可以了解ROS在細(xì)胞一些生理和病理狀態(tài)中的變化，分析藥物效應(yīng)和相關(guān)機(jī)制。由于ROS在體內(nèi)存在的半衰期很短，僅為15秒左右，需要用敏感的方法對其進(jìn)行檢測。常用的ROS測定方法包括luminol及其它化合物與氧自由基的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)、ROS的電子自旋共振(electron spin resonance, ESR)測定，和自由基反應(yīng)性熒光染料的測定方法。