EPR在化学

酶反应

活性位点的检测和研究铜、Zn-SOD
许多酶反应包括单电子氧化步骤形成的顺磁酶被EPR的瞬态。顺磁中心未配对电子的位置,通常是集中在过渡金属(金属离子)或一种氨基酸衍生激进。探测和识别的顺磁中心了解酶的功能是很重要的。例如,在本机SOD1酶,活跃的网站包含一个铜(II)离子,使一个非常EPR谱特征。

的晶体结构(1 e9p.pdb)铜(II)草皮蛋白质
EPR谱的铜(II)草皮蛋白质在77 K使用手指杜瓦

反应动力学

动力学分析的维生素C的抗氧化能力
许多化学反应包括一个电子的转移。每个电子转移导致一个未配对电子创建顺自由基。EPR是理想的光谱技术测量这些物种以及监测的时间行为创建和消失。EPR完全有能力检测自由基明确。例如,抗氧化剂如维生素C是重要的在中和危险的自由基在生物和动力学表明它们的有效性。

实验数据的还原硝基氧TEMPOL由抗坏血酸盐(维生素C)
TEMPOL机制减少了维生素C

光化学

光降解啤酒花的啤酒
大多数的光化学反应通过形成自由基中间体。例如,啤酒花酿造过程中使用含有活性成分的混合物,包括葎草酮、cohumulones adhumulones,β酸和精油。某些形式的这些组件photo-active。曝光的啤酒导致自由基的形成,结合硫化合物,给啤酒的令人不快的风味。

啤酒花产品暴露于UV / Vis光从220 - 600 nm使用紫外灯配件。光致自由基被记录在旋转的存在陷阱DMPO和确认为超氧化物阴离子自由基和两个C-centered激进分子。

催化

氢氧自由基生成二氧化钛的光催化反应
现代化学工业严重依赖同构和异构催化剂。了解操作模式,或反应,催化剂对改进的发展和增强性能是至关重要的。顺磁中心在哪里,从过渡金属离子缺陷和自由基,EPR谱是毫无疑问的技术选择。例如,有机污染物的光催化氧化是经常使用半导体二氧化钛等多晶粉末。氢氧自由基很容易形成二氧化钛的光照射和EPR使用自旋探测到陷阱。

氢氧自由基机理形成二氧化钛光照射
电子顺磁共振光谱辐照后获得水二氧化钛悬浮液在自旋捕捉剂PBN的存在

电化学

EPR钌配合物的电化学研究
电化学生成方法结合EPR已被用于识别和调查自由基来源于有机和无机化合物。无机染料可用于提高太阳能电池的效率。为了优化配体,一个人必须了解电子结构的染料。这里的电化学和EPR结合DFT计算和UV / Vis光谱显示未配对电子离域的金属和配体之间。

数据由教授j . Rochford马萨诸塞大学波士顿(Inorg。化学。55(5),2016年,页2460 - 2472)

氧化还原化学

的SOD酶活性蛋白研究通过减少铜(II)
酶在人体内调节氧化还原反应。这些复杂的蛋白质,其中几百众所周知,充当催化剂,加速体内的化学过程。氧化还原反应也发生在食物能量的代谢,与食物中的物质分解为组件可以使用。例如,歧化酶活性铜、Zn-SOD蛋白质包括减少铜(II)铜(I)草皮sod:

减少铜(II)草皮活跃(EPR)铜(I) sod (EPR无效)
铜(II)草皮很EPR对减少信号衰减特征Cu (II) - >铜(I)。

抗氧化剂

检测抗坏血酸盐彻底氧化的维生素C
之间的微妙的平衡的有利和不利影响自由基是人类的一个重要方面(patho)生理学。生成有毒的自由基是高度不平衡与许多疾病的发病机制,需要选择抗氧化剂恢复体内平衡的应用。EPR用于确定使用内源性生物系统的氧化状态长期存在的自由基(ascorbyl激进,tocopheroxyl激进,黑色素)作为标记。

有毒的激进反应与抗氧化剂a R●也见的反应抗氧化抗坏血酸(维生素C)与激进
电子顺磁共振谱的抗坏血酸盐(维生素C)激进