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    電子順磁共振在生物化學中的應用

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    瀏覽:- 發布日期:2018-07-09 09:53:37【

    [文章導讀] 電子順磁共振是一門研究順磁性物質結構,動力學以及空間分布的譜學方法。這類物質通常上有化學活性

    電子順磁共振(點擊了解詳情)是一門研究順磁性物質結構,動力學以及空間分布的譜學方法。自上世紀四十年代發展以來,已在物理、化學、材料科學、生物學、醫學、環境科學、工農業等領域發揮巨大作用。近年來,隨著技術手段的不斷提升,基于NV色心的微觀磁共振技術應運而生。這一技術推動了傳統的順磁共振技術向微觀尺度的發展,近年來,達到了單分子,單自旋的探測水平。


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    電子順磁共振是一門研究順磁性物質結構,動力學以及空間分布的譜學方法。這類物質通常上有化學活性,包括在不同生化領域中主要以催化劑形式存在的過渡金屬離子和有機化學反應或者電子傳遞過程中的自由基中間體。在天然環境下,過渡金屬的催化通常通過金屬蛋白酶實現,而自由基中間體在光合作用,呼吸作用的電子傳遞過程中起到了關鍵作用。對于順磁性缺陷,往往會影響這些物質的光學電學性質,以之為探針,往往可以物質固態相變以及固態動力學等。對于穩定的自由基,如氮氧自由基,可以作為自旋標簽結合到復雜的生物與化學合成材料中,研究這些本沒有順磁性的物質的相關信息,如現在發展很成熟的定點自旋標記生物蛋白技術,用以研究蛋白質的結構與動力學。

    在上述的所有體系中,電子順磁共振可以提供獨特的電子結構信息,因為電子順磁共振可以得到與電子波函數及其周圍非零核自旋環境相關的磁學參數。大多數情況下,電子結構信息又與其幾何結構信息有關,電子順磁共振可以獲得長程的結構信息,用以與其他技術互補,當將微波頻率增強到幾豐GHZ時,我們還能獲得納秒尺度的分子動力學信息。

    ESR解析物質結構、對物質結構的認知,是我們探索認識未知世界的第一步,在宏觀上,我們通過視覺等,就能對事物的形貌有很好的認識,我們可以清晰地辨認出那是一棵樹還是一本書,然而,到了微觀世界,我們就必須借助各種工具的幫助才能做到。電子順磁共振在研究順磁性物質周邊結構具有得天獨厚的優勢。

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