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            臭氧產品
            首頁 > 臭氧知識 > 臭氧問答 > EPR的工作原理是什么?
            2019-06-27????來源:http://www.mysticalroads.com/???瀏覽量:????
            EPR是一種非破壞性分析技術,是唯一可用于直接檢測順磁性物質的方法。自由基和過渡金屬離子可以在固體,液體,氣體,細胞和體內進行鑒定和定量。從化學結構到分子間相互作用的結構見解來自CW和脈沖 EPR技術(ESEEM,ENDOR,DEER,Relaxation和Simulation)。
            EPR的工作原理是什么?
             
            EPR的眾多應用
            從細胞膜到納米金剛石,EPR應用在很多領域廣泛傳播:  化學,  材料研究,  生命科學,  量子物理學和  質量控制。
             
            在電化學,氧化還原化學,光化學和催化中,EPR可用于研究化學過程中涉及的金屬中心和自由基。在材料科學的眾多領域中,應用包括聚合物合成,測試太陽能電池中硅的純度以及納米金剛石和鉆石分級的表征。在工業環境中,EPR用于監控產品穩定性,雜質分布,降解,風味穩定性和保質期,以實現質量和過程控制。
             
            在結構生物學中,EPR提供了對酶,膜蛋白,RNA和DNA的結構,功能和反應機制的深入了解。生物醫學EPR應用包括檢測ROS和RNS等自由基,以觀察和評估氧化應激和細胞損傷。
             
            什么是 EPR?
            EPR(電子順磁共振)是一種可檢測含有未成對電子的物質的波譜學技術。該技術又稱為 ESR(電子自旋共振)技術。含有未成對電子的材料多得驚人。這些材料內部存在自由基、多種過渡金屬離子,或者缺陷。自由電子的壽命通常很短,但它們在許多過程中仍然發揮著至關重要的作用,比如光合作用、氧化作用、催化作用、聚合反應等等。因此,EPR 是一種跨越多個學科的技術,包括化學、物理學、生物學、材料科學、醫學等。
             
            EPR 可以提供哪些信息?
            目前,只有 EPR 技術可以明確檢測未成對電子。熒光檢測等其它技術只能提供有關自由基的間接證據,只有 EPR 才能確切地證明自由基的存在。此外,EPR 還擁有檢出并鑒定順磁物質的獨特能力。EPR 樣品對局部環境非常敏感。因此,該技術可提供有關未成對電子附近的分子結構的信息。EPR 譜有時還會呈現劇烈的譜線形狀變化,這有利于分析人員深入研究分子運動或流動性等動態過程。EPR 自旋捕獲技術可檢測短壽命的活潑自由基,是利用 EPR 技術檢測和鑒定自由基的一個范例。該技術在生物醫學領域一直以來都至關重要,被廣泛用于研究自由基的病理學和毒理學作用。EPR 自旋標記是生物化學家常用的一項技術,它使用順磁分子(即自旋標記)來“標記”特定區域的大分子。根據自旋標記物的 EPR 譜,生物化學家可確定自旋標記處于怎樣的環境下(疏水性、酸堿度、流動性等)。
             
            ESEEM 和 ENDOR 是兩種 EPR 方法,可測定電子與附近核之間的相互作用。它們都是用于探查金屬蛋白中“活性位點”結構的強大技術。定量 EPR 的另一項非常重要的應用是輻射劑量測定法。其用途包括醫療用品和食品的滅菌劑量測定、輻照食品的分析檢測,以及早期人類器物的年代測定等等。
             
            EPR 的工作原理是什么?
            EPR 是一種磁共振技術,與 NMR(核磁共振)非常相似。但是,該技術不測量樣品中的核躍遷,而是檢測未成對電子在外加磁場中的躍遷。電子和質子一樣會有“自旋”,所以擁有“磁矩”這種磁屬性。磁矩會使電子形成類似小磁條的排布,就像您貼在冰箱上冰箱貼那樣。當我們施加外部磁場時,順磁性電子會按照與磁場平行或反平行的方向排布。這會使未成對電子產生兩種能量不同的能級,而當電子被分為兩個能級時,我們便可以對其進行測量。
             
            起初,處于低能量能級的(即與磁場平行的)電子更多,而高能量能級的(反平行)電子較少。我們使用固定頻率的微波輻射來激發部分低能量能級的電子,使其躍遷到高能量能級。為了使躍遷發生,我們還必須讓外部磁場保持特定的強度,使得低能級和高能級之間的能級間隔完全匹配我們的微波頻率。為了創造上述條件,需要在樣品暴露于固定頻率微波輻射的同時,掃描外部磁場。如果磁場和微波頻率“完全匹配”,則可產生 EPR 共振(或吸收),此條件稱為共振條件,上圖中的方程式對此進行了說明。下方是典型 EPR 波譜儀的圖解。

            標簽:EPR(1)自由基(1)


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