EPR(电子顺磁共振)是一种可检测含有未成对电子的物质的波谱学技术。该技术又称为 ESR(电子自旋共振)技术。含有未成对电子的材料多得惊人。这些材料内部存在自由基、多种过渡金属离子,或者缺陷。自由电子的寿命通常很短,但它们在许多过程中仍然发挥着至关重要的作用,比如光合作用、氧化作用、催化作用、聚合反应等等。因此,EPR 是一种跨越多个学科的技术,包括化学、物理学、生物学、材料科学、医学等。
目前,只有 EPR 技术可以明确检测未成对电子。荧光检测等其它技术只能提供有关自由基的间接证据,只有 EPR 才能确切地证明自由基的存在。此外,EPR 还拥有检出并鉴定顺磁物质的独特能力。EPR 样品对局部环境非常敏感。因此,该技术可提供有关未成对电子附近的分子结构的信息。EPR 谱有时还会呈现剧烈的谱线形状变化,这有利于分析人员深入研究分子运动或流动性等动态过程。EPR 自旋捕获技术可检测短寿命的活泼自由基,是利用 EPR 技术检测和鉴定自由基的一个范例。该技术在生物医学领域一直以来都至关重要,被广泛用于研究自由基的病理学和毒理学作用。EPR 自旋标记是生物化学家常用的一项技术,它使用顺磁分子(即自旋标记)来“标记”特定区域的大分子。根据自旋标记物的 EPR 谱,生物化学家可确定自旋标记处于怎样的环境下(疏水性、酸碱度、流动性等)。
ESEEM 和 ENDOR 是两种 EPR 方法,可测定电子与附近核之间的相互作用。它们都是用于探查金属蛋白中“活性位点”结构的强大技术。定量 EPR 的另一项非常重要的应用是辐射剂量测定法。其用途包括医疗用品和食品的灭菌剂量测定、辐照食品的分析检测,以及早期人类器物的年代测定等等。