电子顺磁共振(EPR)技术在化学领域的应用

Cu、Zn-SOD活性位点的检测与研究

许多酶反应都涉及单电子氧化步骤，形成可通过EPR检测到的酶的顺磁瞬态。未配对电子所在的顺磁中心通常以过渡金属（金属蛋白）为中心，或者是氨基酸衍生的自由基。顺磁中心的检测和确定对于理解酶的功能而言非常重要，例如，在天然SOD1酶中，活性位点包含一个Cu(II)离子，这个Cu(II)离子可提供非常典型的EPR谱图。

维生素C抗氧化能力的动力学分析

许多化学反应涉及电子转移。每次电子转移都会导致未配对的电子产生顺磁性自由基。EPR波谱法是测量这些物质以及监测其产生和消失的时间行为的理想波谱技术。我们完全可以通过EPR波谱法来明确地检测自由基。例如，维生素C等抗氧化剂在中和生物体内的危险的自由基方面发挥着重要作用，而动力学分析可表明其有效性。

啤酒中啤酒花的光降解

大多数光化学反应都是通过作为中间体的自由基的形成而发生的。例如，在酿造过程中使用的啤酒花含有活性成分的混合物，其中包括葎草酮、葎草酮、葎草酮、β酸和精油。这些成分在某些形式下是光敏的。因此，啤酒在光照下会形成自由基，而自由基又会与含硫化合物结合，导致啤酒产生恼人的味道和气味。

通过TiO2光催化反应，生成羟基自由基

现代化学工业非常依赖均相和非均相催化剂。因此，了解这些催化剂的操作模式或反应性，对于改进开发和提高其性能而言至关重要。在涉及顺磁中心的地方（从过渡金属离子到缺陷和自由基），EPR波谱法无疑是首选。例如，有机污染物的光催化氧化经常使用TiO2等半导体多晶粉末进行。分析时，通过光照射TiO2轻松形成羟基自由基，然后使用自旋捕捉剂进行EPR检测。

钌配合物的EPR电化学研究

如今，人们使用电化学生成法与EPR波谱法相结合，来测定和研究来自有机和无机化合物的自由基。无机染料可用于提高太阳能电池的效率。为了优化配体，我们必须了解染料的电子结构。通过将电化学分析法和EPR分析法与DFT计算和UV/Vis谱相结合，就能显示出未配对电子在金属和配体之间是否离域。

通过Cu(II)还原研究SOD蛋白的酶活性

人体内的酶会调节氧化还原反应。这些复杂的蛋白质光已知的就有数百种，它们作为催化剂，加速体内的化学过程。氧化还原反应也发生在食物的能量代谢过程中，将食物中的物质分解为人体可用的成分。例如，Cu,Zn-SOD蛋白的歧化酶活性就会参与将Cu(II)-SOD还原为Cu(I)-SOD的过程：

检测维生素C氧化时的抗坏血酸自由基

自由基的有利影响和不利影响之间的微妙平衡是人类（病理）生理学的重要一环。体内失衡地产生的有毒自由基与许多疾病的发病机制高度相关，这些疾病需要使用选定的抗氧化剂来恢复体内平衡。在这方面，可使用EPR分析法通过将内源性长寿命自由基（抗坏血酸自由基、生育酚自由基、黑色素）作为标记物，来测定生物系统的氧化状态。