氧自由基

近日，中科院合肥研究院安徽光机所张为俊研究员团队在大气过氧自由基自反应研究方面取得新进展，相关论文以《真空紫外光电离质谱结合理论计算研究过氧自由基自反应的二聚体产物：C2H5OOC2H5》为题发表在学术期刊International Journal of Molecular Sciences (IF=6.20)上。 　　有机过氧自由基(RO2)是大气挥发性有机化合物(VOCs)降解反应中的重要中间体，在大气复合污染形成过程中扮演着关键角色。RO2不仅参与大气中自由基的链循环反应，影响大气氧化性，还控制着臭氧和二次有机气溶胶(SOA)等二次污染物的形成。其中，在低NOx条件下，过氧自由基主要与HO2自由基、以及自身发生化学反应，其产物往往具有低的挥发性容易进入到颗粒相中。但是相关的双自由基反应复杂，化学机制的认识不清，实验和理论研究极具挑战。 　　近日，团队唐小锋研究员和林晓晓副研究员等与法国里尔大学开展国际合作，面向大气中常见的小质量RO2(C1-C4)，以真空紫外放电灯和瑞士同步辐射光源(SLS)作为电离源，采用微波放电流动管反应器和激光光解反应器，结合光电离质谱仪器系统开展了乙基过氧自由基(C2H5O2)的自反应研究，首次通过质谱在线测得乙基过氧自由基自反应过程生成的二聚体产物ROOR(C2H5OOC2H5)。 　　研究人员实验研究了C2H5O2自反应动力学，获得了通道分支比关键参数，并结合理论计算验证ROOR产物通道的反应机制。此外，通过测量同步辐射光电离效率谱，确定了C2H5OOC2H5的绝热电离能为8.75 ± 0.05 eV，结合Franck-Condon因子模拟计算，揭示其分子离子结构。该研究为直接测量ROOR提供新的思路，并证明了ROOR产物通道在小质量RO2自反应中不可忽略。 　　本文研究工作得到了国家自然科学基金、中科院国际合作重点项目和合肥大科学中心重点研发项目课题的经费支持。图1. 乙基过氧自由基反应光电离质谱图图2. 二聚体C2H5OOC2H5的光电离效率谱，红线为理论结果

自由基是具有非偶电子的基团或原子，它具有非常强的化学反应活性。在生物体内，自由基高度的化学活性使得它可以与各类生物大分子反应使其变性，这使它成为了一把生物体的“双刃剑”：在炎症反应中自由基可以攻击外来病原体来保护生物体自身，而过度的自由基又会导致DNA变性甚至细胞坏死和凋亡。因此检测自由基的含量，尤其是在体内检测尤为重要。以一氧化氮为代表的自由基药物一直是药物学研究的重点。传统的药代动力学自由基测量，需要从生物体的不同部位提取体液，然后再使用电子顺磁共振波谱仪（electron paramagnetic resonance，EPR）来测量体液样品内的自由基含量。然而如何在生物体内定点、定时、定量地检测释放自由基药物，以及如何在时间、空间、剂量上测量生物体内的自由基药物，一直是药代动力学领域的难题。波兰Novilet公司新推出的小动物活体自由基检测系统ERI TM 600，是一款可对小鼠与大鼠等动物进行活体顺磁成像的商业化仪器。ERI TM 600突破了传统电子顺磁共振波谱仪仅能对体外提取物进行定量分析的局限，实现了对小鼠体内的自由基药物进行长时间的3D/2D实时成像观测。同时ERI TM 600配置了温度控制与呼吸监测仪，有效保证小动物在成像时维系正常的生理活动。ERI TM 600成像原理图ERI TM 600成像非常简单，仅需将小鼠麻醉之后，对荷瘤小鼠与对照小鼠注射OX063自旋探针即可。ERI TM 600在2分钟内可对小鼠进行255个投影扫描（25 cm2，精度500 μm），获得一系列的2D图像，然后通过软件对这些2D图像进行重构，获得小鼠的实时3D图像。ERI TM 600成像结果 近期发表于J. Phys. Chem.C的工作“Dynamic Electron Paramagnetic Resonance Imaging: Modern Technique for Biodistribution and Pharmacokinetic Imaging”表明与荷瘤小鼠相比，对照组小鼠探针（尤其在肿瘤部位）分布均匀。荷瘤小鼠探针的信号强度、峰值时间、流入流出比等药代动力学参数与对照小鼠差异明显。将3D成像图与小鼠体表照片相拟合，可以明显观察到肿瘤部位的ERI探针成像表征的药代动力学参数异常。ERI TM 600所得3D图像可以更加直观、准确、长时间地展现自由基药物在小鼠体内的药代动力学分布。 作为中国与进行先进技术、先进仪器交流的重要桥头堡，Quantum Design中国于2020年初引进了波兰Novilet公司的先进产品小动物活体自由基检测系统——ERI TM 600，欢迎感兴趣的老师咨询！

怎么使用电子顺磁共振波谱仪测试自由基？如何设置电子顺磁工作波谱仪的八个参数？国产仪器与进口仪器的测试结果有何不同？近日，来自清华大学的高级工程师杨海军老师，用一段“微课”为大家详细培训了如何测试自由基。让我们来看看吧！杨老师教你如何使用EPR测自由基国仪量子，赞8为了让大家更清楚地掌握如何测试自由基，杨老师还总结出了一条顺口溜：自由基测试看似难，理解原理是关键。它的寿命分长短，短的小于一微秒；短自由基检测难，捕捉剂加入寿命延；加入时机反应前，弱极性溶剂待你选。顺磁共振波谱仪，原理好比照相机；八个参数好理解，易测氨基自由基。仪器国产或进口，谱图已无大差异。学会测试真不难，掌握原理就实现。个人基础不重要，你来试试就知道！欢迎扫描下方二维码，为杨老师的“微课”投票点赞！（注：投票需登录/注册仪器信息网账号）杨老师在视频中表示，在氨基自由基测试对比实验中，国仪量子的电子顺磁共振波谱仪与进口设备获得的谱图基本没有区别。并且，国仪量子电子顺磁共振波谱仪的微波桥采用了先进的波导技术，机箱内的结构也进行了模块化设计。国仪量子电子顺磁共振波谱仪为直接检测顺磁性物质提供了一种非破坏性的分析方法。可研究磁性分子、过渡金属离子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、缺陷材料、自由基、金属蛋白等含有未成对电子物质的组成、结构以及动力学等信息，能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。在物理、化学、生物、材料、工业等领域具有广泛的应用。X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR100X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M