国仪量子携手清华磁共振实验室为您答疑解惑！顺磁小课堂第21期

2023-09-07 18:19:37, 范莹莹国仪量子（合肥）技术有限公司

顺磁小课堂（第21期）

作为波谱学的重要分支，电子自旋的直接表征工具，电子顺磁共振波谱学具有不可替代的重要作用。部分初学者常面临基本原理不清、谱图解析困难、仪器操作不熟练等问题。

为帮助大家更好地运用电子顺磁共振波谱技术，国仪量子携手清华大学磁共振实验室推出“顺磁小课堂”栏目，一一解答大家在学习、实验中遇到的问题。

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我们将邀请专业人员为您解答！

多选题：标准样品DPPH(固体)常被用于标定磁场是因为（）？

A. 性能稳定，易于合成

B. 共振峰很窄，易于精确确定磁场

C. 只需很低的浓度，即可得到很强的EPR信号

D. 具有已知的g因子，g_iso=2.0036±0.0003

答：ABCD

判断题：EPR可以测定生物系统内含氧的水平。

A. 对

B. 错

答：A

分子氧的基态有两个未成对电子，是顺磁性的。一般情况下，分子氧的弛豫速率非常快其EPR波谱很难检测到，但是氧分子和其他顺磁性物质发生相互作用时会影响后者的弛豫速率，而且这种影响随氧浓度的改变呈线性变化。顺磁性物质的弛豫速率可以用纵向弛豫时间T1和横向弛豫时间T2来表示。氧对顺磁性物质的影响通过改变T1和T2两者所决定的EPR波谱的参数来进行观察，T1主要影响顺磁性物质的微波功率饱和特性，而T2则与EPR波谱的线宽相关。

将具有顺磁性的探针植入需要检测的生物系统内，探针与氧分子相互作用使前者的EPR谱线加宽。线宽W与T2的关系为：

环境中氧的浓度越高，其谱线加宽越严重，这种EPR波谱的变化就能反映探针所在处含氧水平的变化。其中顺磁性探针一般由稳定的对氧敏感的顺磁性材料制成，如NO自由基、煤、印度墨水和染料、酞菁化锂等。

详情请参考：卢景雰《现代电子顺磁共振波谱学及其应用》

图形题：某同学以DMPO为捕获剂，测得了如下EPR谱图，下列说法正确的是（）？

A. 反应体系中一定有羟基自由基

B. 反应体系中可能有羟基自由基

答：B

DMPO与羟基自由基反应后，所得DMPO-OH的EPR波谱由四条谱峰组成，强度比为1：2：2：1，它的超精细耦合来源于两个耦合常数相等的¹⁴N与¹H核。然而仅凭以上谱图特征难以断言被捕获的分子就是羟基自由基。解决这个问题的方案是在反应体系中进一步加入甲醇、乙醇、甲酸钠、DMSO和脂类等易于与羟基自由基发生夺氢反应的化合物。夺氢反应发生后可立即形成相应的碳中心自由基，DMPO捕获反应的EPR谱图也会随之改变。如在羟基自由基生成体系中加入乙醇，•OH信号强度变低，并且出现了6条等强度的谱峰，对应于DMPO捕获的•CH(OH)CH₃自由基。经过以上验证可以进一步确认体系当中存在羟基自由基。