隨著電子順磁共振波譜研究的深入，其應(yīng)用領(lǐng)域和方向也在不斷拓展。這種技術(shù)能夠直接檢測自由基的優(yōu)點也極大地促進了生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。

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EPR測試不僅可以直接檢測自由基，而且可以獲得有關(guān)分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)動力學(xué)的重要信息，可以應(yīng)用于生物組織中穩(wěn)定自由基的研究。例如，動物或植物的黑色素是由天然和人工聚合形成的一個獨特的基團。它是一種穩(wěn)定的有機自由基。EPR技術(shù)是一種有效而直接的研究方法。此外，在凍干動植物組織和代謝活性組織樣品中也能檢測到自由基。

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動物細胞內(nèi)的羥基自由基

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在研究生物過程中產(chǎn)生的活潑自由基方面，EPR技術(shù)也能夠勝任。在許多生物過程中，尤其是包含氧化還原反應(yīng)或是氧利用過程中，有自由基作為中間產(chǎn)物或最終產(chǎn)物產(chǎn)生。由于EPR技術(shù)可以實現(xiàn)原位檢測，所以無論自由基是作為中間產(chǎn)物，抑或是最終產(chǎn)物，我們都可以利用EPR進行檢測。例如葉綠體在有光照時會引起自由基的生成，曾有研究者使用EPR檢測到過光合體系中超氧自由基的光合原初反應(yīng)。而且EPR還可以用于研究酶促反應(yīng)中的自由基，在合適的條件下甚至可以利用超精細耦合來鑒定自由基，從而得到酶催化的機理和酶的活性部位結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息。

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在藥物或輻射影響生物體后，常會伴隨自由基的形成。EPR技術(shù)可以對此自由基進行定量或定性的檢測，得出輻射損傷程度以及損傷部位的信息，還可以進一步來研究出涉及輻射效應(yīng)的相關(guān)效應(yīng)與機理。所以輻射事故發(fā)生后，使用EPR檢測人體所受輻射的劑量也已經(jīng)成為了一個非常重要的研究領(lǐng)域。例如牙齒，骨頭，指甲等生物組織在收到輻射后都可以使用EPR進行檢測，實現(xiàn)劑量重建。同時EPR技術(shù)也可以對藥物代謝過程中產(chǎn)生的自由基進行檢測，可用于藥物作用的監(jiān)控。已有研究結(jié)果表明，致癌物可以在組織中形成自由基，這在癌前診斷中可能會起到重要的作用。 如下圖所示：

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一般來說，自由基在化學(xué)反應(yīng)中具有較高的反應(yīng)活性，而在生物環(huán)境中，自由基的濃度不是很高，反應(yīng)能力相對較低。如果用穩(wěn)定的自由基與結(jié)合到單分子或處于復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)分子上的特定部位，就可以從EPR譜中獲得標記物的相關(guān)環(huán)境信息，即EPR自旋標記法。有人用該方法研究了天青蛋白疏水區(qū)與p53蛋白的相互作用。因此，自旋標記結(jié)合EPR技術(shù)已成為檢測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的有力工具。

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電子順磁共振波譜儀-ESR5000

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