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自由基(英語: free radicals )，是含有不成對電子的原子或分子，也可以說凡是具有「奇數」電子的化學單元都是自由基。一般穩定的化學分子都擁有成雙成對的電子，化學鍵也都以成對的電子排成。[1]自由基具有活潑的性質，它會搶奪其它原子或分子的電子湊對，才能解除它的野性，轉為安定狀態。在搶奪過程中會破壞細胞及DNA。[2][3]
自由基是什麼
當分子具有一個不配對的電子圍繞在軌道上時，會呈現不穩定狀態而有較大的活性，因此自由基會急速地和附近的分子起作用。大部分自由基的生命期都極短暫，最短的在飛秒間，不容易測量到。但有些自由基，在低溫的環境下能保持不配對電子的狀態長達幾十年。自由基本身的穩定性由2個條件決定：化學結構形態和靜電作用。我們可以把自由基譬喻成不穩定的「單身漢」，在舞場中會急切去找對象來配對，因而破壞場面的穩定性。但有些單身漢的惰性大，親合力低，能我行我素，保持終身光棍。[1]
自由基如何產生
人體內自由基的形成可分仍人體生理運作和外界環境影響二種途徑:
1.人體生理運作
- 生物合成物:在人體內合成，如一氧化氮是經由精胺酸（L-arginine）合成，過程中需要一氧化氮合成酶的配合才能進行。
- 代謝產物:人體利用氧氣把蛋白質、碳水化合物等營養分轉變成能量。就像汽車需要汽油(相當於營養分)，但汽油必須經過氧的燃燒作用才能釋出能量推動汽車。人在代謝過程中，大約有 3％ 經由呼吸進入體內的氧氣會變成超氧化陰離子自由基（superoxide anion radical ‧O2−），它的活性極高，能進一步衍化成破壞性更大的氫氧自由基，這些含氧的自由基統稱為氧自由基。
- 防禦外來病菌:當有外來病毒細菌進入人體，白血球就會利用自由基去吞嚥外來的入侵者，但如果生產過多的話，自由基便會進一步的去入侵人體細胞，氧化破壞蛋白質。因此當身體有發炎症狀時，體內便會有大量的自由基。[4]
2.外界環境影響
包括輻射、空氣及水的污染、某些食品、藥物、農藥或防腐劑、菸煙、一氧化氮、二氧化氮等。如人的眼睛中有高濃度的雙氧水，它經紫外線照射會產生氫氧自由基，造成極大的氧化壓力，導致白內障。[1]