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EPR-Instrumente

Was ist EPR?

EPR (Electron Paramagnetic Resonance) ist eine spektroskopische Technik, die Arten mit ungepaarten Elektronen erkennt. Es wird auch oft ESR (Electron Spin Resonance) genannt.

Welche Art von Informationen kann ich von EPR erhalten?

Welche Art von Informationen kann ich von EPR erhalten?

Nur EPR erkennt ungepaarte Elektronen eindeutig. Andere Techniken wie die Fluoreszenz können indirekte Beweise für freie Radikale liefern, aber EPR allein liefert unbestreitbare Beweise für ihre Anwesenheit. Darüber hinaus hat EPR die einzigartige Macht, die paramagnetische Npezifika zu identifizieren, die nachgewiesen wird. EPR-Beispiele sind sehr empfindlich gegenüber lokalen Umgebungen. Daher wirft die Technik Licht auf die molekulare Struktur in der Nähe des ungepaarten Elektrons. Manchmal weisen die EPR-Spektren dramatische Linienformänderungen auf, die Einblicke in dynamische Prozesse wie molekulare Bewegungen oder Fluidität geben. Die EPR-Spin-Trapping-Technik, die kurzlebige, reaktive freie Radikale erkennt, veranschaulicht sehr schön, wie die EPR-Erkennung und -Identifizierung von Radikalen ausgenutzt werden kann. Diese Technik war im biomedizinischen Bereich von entscheidender Bedeutung für die Aufklärung der Rolle freier Radikale in vielen Pathologien und Toxizitäten. Die EPR-Spin-Etikettierung ist eine von Biochemikern verwendete Technik, bei der ein paramagnetisches Molekül (d. h. das Spin-Label) verwendet wird, um Makromoleküle in bestimmten Regionen zu "markieren". Aus den ePR-Spektren, die vom Spin-Label gemeldet werden, können sie die Art der Umgebung (Hydrophobie, pH, Fließfähigkeit usw.) bestimmen, in der sich das Spin-Label befindet.

ESEEM und ENDOR sind zwei EPR-Methoden, die die Wechselwirkungen des Elektrons mit den umgebenden Kernen messen. Sie sind extrem leistungsfähige Techniken zur Untersuchung der Struktur von "aktiven Standorten" in Metalloproteinen. Eine weitere wichtige Anwendung für quantitative EPR ist die Strahlendosimetrie. Zu seinen Anwendungen gehören Dosismessungen für die Sterilisation von medizinischen Gütern und Lebensmitteln, der Nachweis bestrahlter Lebensmittel und die Datierung früher menschlicher Artefakte.

Wie funktioniert EPR?

Wie funktioniert EPR?

EPR ist eine Magnetresonanz Technik sehr ähnlich wie NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Jedoch Anstatt die nuklearen Übergänge in unserer Probe zu messen, die Übergänge von ungepaarten Elektronen in einem Feld. Wie ein Proton hat das Elektron "Spin", was ihm eine magnetische Eigenschaft, die als magnetisches Moment bekannt ist. Das magnetische Moment macht die Elektronen verhalten sich wie ein winziger Stabmagnet, ähnlich einem, den Sie aufsetzen könnten Ihren Kühlschrank. Wenn wir ein externes Magnetfeld liefern, paramagnetische Elektronen können sich entweder in eine Richtung parallel oder Antiparallel zur Richtung des Magnetfeldes. Dadurch entstehen zwei unterschiedliche Energieniveaus für die ungepaarten Elektronen und ermöglicht es uns, messen, wie sie zwischen den beiden Ebenen gefahren werden.

Zunächst es wird mehr Elektronen im unteren Energieniveau geben (d. h. parallel feld) als in der oberen Ebene (Antiparallel). Wir verwenden eine feste Frequenz der Mikrowellenbestrahlung, um einige der Elektronen in das niedrigere Energieniveau auf das obere Energieniveau. Um die Übergang zu erfolgen, müssen wir auch das externe Magnetfeld an einem spezifische Festigkeit, so dass die Energieniveautrennung zwischen den untere und obere Zustände werden genau durch unsere Mikrowellenfrequenz abgestimmt. In um diesen Zustand zu erreichen, fegen wir das Feld des externen Magneten während die Probe einer festen Frequenz der Mikrowellenbestrahlung aussetzt wird. Der Zustand, in dem das Magnetfeld und die Mikrowellenfrequenz "just right", um eine EPR-Resonanz (oder Absorption) zu erzeugen, wird als Resonanzzustand.