一、直接测定
由于氧自由基的半衰期甚短，因而使直接测定组织或血浆中的自由基非常困难。baldwin报道，采用直接测定法测得急性肺损伤患者组织h2o2水平明显升高。之后，sznajder等也报道脑损伤及败血症患者血浆中的h2o2水平也增高。
二、间接测定
由于直接测定自由基困难复杂，因此人们常应用间接测定法来研究氧自由基。因为体内到处均存在着抗氧化系统，而自由基的产生必须伴有体内抗氧化剂的减少，因此分析体内抗氧化剂的含量同样能推断自由基产生的量。
1．抗氨化剂分析结果
最有代表性的抗氧化剂是维生素e，抗休克成功者休克模型中发现维生素e水平可回升至正常水平。takeda等对重危手术患者的研究表明，患者血浆维生素e水平为5~6mg/l，与维生素e缺乏患者的水平相似。另外，研究者还发现﹐硫-巴-比-妥-酸反应物（thiobarbituric-acid-reactive substances，tbar-s）的血浆水平与脂过氧化反应一致。急性肺损伤患者中也发现了类似情况。有报道，严重烧伤患者血浆中的5，5-二硫-2-硝基苯酸反应物（5，5-dithio-nitrobenzoic-acid-reactive substance，dinb）疏基及维生素e水平均下降。败血症及mods患者的血浆酮蛋白水平降低、tbar-s水平增加。
2脂过氨化产物测定
氧自由基能攻击生物膜磷脂中的多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，pufa）而引发脂质过氧化作用，并形成脂质过氧化物（lipid peroxide，rooh），其中最主要的是氢过氧化物和内过氧化物。在过氧化条件下，脂质过氧化物极不稳定，能分解成一系列复杂产物，包括氧自由基。因此，应同时监测数种产物。除乙醛外，估计磷脂上的羟基也是脂质过氧化的指标之一。创伤、烧伤患者及动物模型的血及组织中的脂过氧化产物可有增加。大鼠注射内毒素后，血浆中tbar-s水平暂时升高。peavy及fairchild发现，在内毒素注射后，小鼠有tbar-s水平增高，其呼出的气体中有乙烷。内毒素血症绵羊的动脉血中有结合双烯（conjugated dienes）水平增加，但在静脉血中却未见有双烯水平增加。注射高剂量内毒素后，绵羊肺组织中有tbar-s的增加，但低剂量及中等剂量内毒素则不引起肺组织tbar-s水平的变化。重危患者，特别是伴有ards的患者血中h2o2浓度则增加。
三、氧自由基清除剂应用后的证据
由于直接或间接测定氧自由基困难，多数提示氧自由基参与各疾病的组织损伤证据均来自氧自由基清除剂，即抗氧化剂及离子鳌合剂，因为这两种酶可防止自由基的连锁反应，但由于其半衰期较短，应用时困难较多。研究表明，sod不能减少低血容量性休克动物的维生素e及疏基水平，不能使增加的tbar-s水平降低，也不能阻止各组织的损伤。sod对内毒素血症及败血症患者应用的结果不一，许多研究者报道sod对猪、兔及大鼠的呼吸衰竭无作用，而在绵羊中有进一步使病情恶化的趋势。相反，另一部分报道认为sod对内毒素诱导的肺水肿大鼠及小鼠有用。过氧化氢酶的作用也是如此，其对绵羊有保护作用，但对山羊则无作用。尽管上述的研究结果不同，但对脂质过氧化产物的检测则发现应用sod或过氧化氢酶后可减少脂质过氧化反应。
四、离子螯合剂应用后的证据
由于·oh的生成是金属依赖性的，因此金属离子鳌合剂主要应用于阻止·oh的产生。尽管许多研究表明离子螯合剂（deferoxamine）对失血性休克有益，能增加实验狗的生存率，且对其他创伤所致的休克也有一定保护作用，但对内毒素血症及败血症的动物则无效。
五、黄嘌哈氧化酶阻滞剂及合成抗氧化剂证据
研究显示，别嘌醇（allopurinal）及氧嘌呤醇（oxypurinol）对缺血-再灌注动物有明确的保护作用，可能是减少了氧自由基对肺组织的损伤或阻止了十二烷基释放的结果。n-乙酰半胱氨酸（n-acetylcysteine，nac）能保护内毒素诱发的肝损伤，也可能与减少自由基有关。
总之，氧自由基参与了内毒素血症的组织损伤作用，但其在组织损伤作用中的地位还不甚清楚。