咪唑类氮氧自由基的ESR波谱的酸度相关性-pH自旋探针应用研究之一

根据咪唑类氮氧自由基的结构特性合成了一系列的pH自旅探针,其ESR波谱参数均在一定范围内与介质的酸性呈明显的相关性.可望为较精确地测量化学胶束、细胞等微观体系的pH值开辟一个新的途径.本文研究了灵敏变化的pH范围与取代基的关系,得到了5种自旅探针的ESR参数-pH曲线、pKa值以及Hanmmett相关图,分析了如何通过改变取代基合成出不同pH变化范围并适用于不同生物和化学体系的pH自旅探针,最终达到付诸应用的目的.     

波段三维ESR成像系统的研制（Ⅴ）——灵敏度与分辨率实验及系统总性能指标

实验确定了自行研制的L波段三维电子自旋共振成像（3D-ESRI）系统的检测灵敏度及成像分辨率指标. 用Tempo水溶液模型测量灵敏度结果表明： 样品体积为10 mm, 高30 mm，测量浓度1×10^-4 mol/L水溶液的信噪比为S/N=4∶1；加梯度磁场后，样品浓度需>5×10^-4 mol/L，样品体积为19 mm, 高30 mm时，获得的投影谱的信噪比可满足图像重建的需要. 用DPPH固体样品确定的成像分辨率结果<1 mm. 文中还对ESRI系统的
各项总体性能做了归纳总结.     

EPR在体测量专用调制磁场驱动装置

利用电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance,EPR）在体测量人牙齿可以实现无损伤地快速评估人体辐射剂量,具有实际应用价值.本文针对EPR在体测量牙齿剂量的应用特点,研制了专用调制磁场驱动装置,包括功率放大器、调制磁场激励线圈、调制频率设定模块、感应型调制幅度显示模块等.功率放大器采用脉冲功率放大方式取代传统的线性放大方式,用多N-MOSFET管H桥电路,功率容量大、效率高、结构简单,且调制频率设定自如.实验结果表明：（1）此装置可在大于9 cm磁极间距的中心样品位置产生调制幅度为0~0.9 mT的调制磁场,调制频率为10~100 kHz;（2）用该装置与EPR在体测量谱仪配合使用,可以明显观测到1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH）样品谱线调制增宽过程以及辐射诱发的整体牙齿中的自由基信号,验证了该装置的高调制效率和实用性.     

EPR波谱拟合-傅里叶去卷积距离计算方法

在蛋白质结构与功能研究中经常需要测量和计算蛋白质分子功能基团间的距离.电子顺磁共振(Electron Paramagnetic Resonance,EPR)结合定点自旋标记(Site Directed Spin Labeling,SDSL)技术已成为测量蛋白质特殊位点间距离的重要方法.目前在计算距离中广泛使用的傅里叶去卷积距离计算方法(Fourier Deconvolution Distance Measurement,FDDM)在某些特殊实验条件下会产生计算误差较大或需要人为设置一些关键参数,从而影响计算结果的客观性等问题.本文在其基础上提出波谱拟合-傅里叶去卷积距离计算方法(Spectrum Simulation-Fourier Deconvolution Distance Measurement,SS-FDDM),比较了SS-FDDM与FDDM方法计算距离的实用性、抗噪能力和磁场偏移修正能力等.结果表明,SS-FDDM方法能一定程度地克服原方法存在的不足,减少由谱偏移和高噪声带来的误差,使计算结果更加准确客观.利用SS-FDDM方法,对不同浓度的自由基冰冻溶液模型样品进行了实际距离计算,验证了该方法是实际可行的.     

L波段三维ESR成像系统的研制(Ⅰ)——L波段ESR成像的磁场及三维梯度磁场系统

研究并实现了L波段电子自旋共振三维成像（3D-EPRI）专用的三维梯度磁场系统，主磁场及扫描磁场系统以及相应的驱动控制系统. 梯度场线圈采用在铜板上用电切割方法加工的 平板式线圈，避免了用铜导线绕制线圈体积较大的缺点，从而缩小了主磁场的体积和极间距 . 梯度场强度在三维方向上均达到200 mT/m，驱动电流为20 A. 三维空 间线性度均优于5％；线性区域大于直径42 mm的球形空间. 两磁极间距离为63 mm，可以容纳通常体积的L波段谐振腔. 主磁场和扫描场线圈固定在同一轭铁架上. 它们可分别产生1.6～ 96 mT和0.2～16 mT的线性变化磁场. 5组磁场线圈（包括主磁场， 扫描磁场和三维梯度磁场）分别由5台独立的恒流驱动电源控制驱动. 电源通过数据接口由计算机控制. 初步成像实 验证明本工作所建立的磁场和梯度磁场系统可以用于EPRI实验.     

pH自旋探针分子的ESR波谱性质和量子化学研究——pH自旋探针应用…

系统研究了咪唑类氮氧自由基作为ｐＨ自旋探针的ＥＳＲ波谱特性。用量子化学方法ＡＭ１研究了ｐＨ自旋探针分子的几何结构、电子结构及电子自旋密度分布，ａＮ理论值与实验结果基本一致，得到了ｐｋａ值与电子密度关系曲线，指出它们在生命科学中的应用前景。     

咪唑类氮氧自由基的ESR波谱的酸度相关性─pH自旋探针应用研究之一(英文)

根据咪唑类氮氧自由基的结构特性合成了一系列的pH自旅探针,其ESR波谱参数均在一定范围内与介质的酸性呈明显的相关性．可望为较精确地测量化学胶束、细胞等微观体系的pH值开辟一个新的途径．本文研究了灵敏变化的pH范围与取代基的关系,得到了5种自旅探针的ESR参数-pH曲线、pKa值以及Hanmmett相关图,分析了如何通过改变取代基合成出不同pH变化范围并适用于不同生物和化学体系的pH自旅探针,最终达到付诸应用的目的．     

咪唑类NO自旋探针的量子化学研究

用量子化学方法AM1(Austin Model 1)研究了一系列有一氧化氮活性的咪唑类氮氧自由基及其反应中间体的几何结构、电子结构、电子自旋密度分布及其相对能量的关系.对这类氮氧自由基的取代基效应和捕捉NO的反应历程进行了理论探讨.     

L波段三维ESR成像系统的研制（Ⅲ）——L波段谐振腔的研制

描述了一个用于生物样品L波段ESR成像用的谐振腔,讨论了在制作、设计过程中几个值得注意的问题，该腔为3-环2-裂缝再进入式谐振腔，可检测直径为20 mm长30 mm的H₂O样品. 空腔的共振频率为1.05 GHz. 腔的Q值是样品中水含量的函数，无载Q大于1 000. 用插入侧臂的耦合环得到谐振腔与微波桥之间的匹配，确定了耦合环直径的最佳值，对无载腔其值约为腔臂直径的1/3，而对有载腔其值约等于腔臂的直径. 用该腔检测了样品中TEMPO氮氧自由基的空间分布.     

pH自旋探针分子的ESR波谱性质和量子化学研究─pH自旋探针应用研究之二

系统研究了咪唑类氮氧自由基作为pH自旋探针的ESR波谱特性．用量子化学方法AM1研究了pH自旋探针分子的几何结构、电子结构及电子自旋密度分布．aN理论值与实验结果基本一致．得到了pka值与电子密度关系曲线．指出了它们在生命科学中的应用前景．