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带着问题学习磁共振
大家好，我是天津医科大学的刘阳平教授。
《顺磁问答》第103期答案来咯
每周五晚 8：00公布上期答案，发布本期新问题
愿大家畅所欲言，学有所得
第103期你答对了吗？
第103期答案来咯
EPR-361
A. 极性
B. 氢键作用
C. 黏度
D. pH
答案：ABCD
解析：
A. 在溶液体系里，氮氧自由基中氮的A值与溶剂极性成正比，即溶剂极性越大，A值也越大，所以可以采用特定氮氧自由基的A值大小反映溶剂极性。除了A值，g值也可用于表征溶剂极性；Griffith等提出g值与极性成正相关，但是g值对周围环境不如A值敏感，g值对极性的灵敏度不高，因此利用g值研究溶剂极性的工作较少。
B. 在质子型溶剂中，因为溶剂与探针（如TEMPO）能够形成氢键，从而增大探针的A值。在这种体系中，该过程可以看作是可逆反应，因此利用该反应的平衡常数，就可以表征氢键强度。
C. 探针在溶液中转动受到限制时会导致其EPR信号谱线增宽，利用线宽和峰强，可以估算旋转相关时间τR；因为旋转相关时间τR与环境粘度成正比，所以可以根据EPR探针的τR值预测黏度(η)。
D. 利用自由基R•与其共轭酸RH•+之间A值的差异，可以方便获取二者的浓度比，进而表征溶液的pH值。
EPR-362
多选题：EPR谱图可以提供自由基未成对电子及其周围环境的重要信息，具有重要的研究意义，影响EPR谱图的因素包括（）。
A. 溶剂
B. 超精细相互作用
C. 磁场强度非均匀性
D. 温度
答案：ABCD
解析：
A. 在溶液体系里，溶剂的极性、黏度和pH等都可以对自由基谱图参数如A值、g值、线宽等产生影响，从而使谱形发生改变。
B. 当自由基与分子内和分子间的磁性核相互作用时将产生超精细裂分，使EPR谱峰进一步分裂成多个小峰。
C. 在实验中，有时磁场强度会存在微小的不均匀性，这种非均匀性对EPR谱图的影响主要体现在谱线的增宽和谱形的变化上。这是由于在非均匀磁场中，不同位置的电子感受到的磁场强度不同，从而导致能级分裂的不均匀，使得谱线变宽和谱形改变。
D. 当温度下降时，会使分子运动减慢，导致自由基分子的g值和A值的各向异性不会被分子运动完全平均，从而使得EPR谱图表现出各向异性，形状发生变化。
EPR-363
单选题：短寿命自由基的检测方法包括（）
答案：D
解析：
A. 在自旋捕获实验中，活泼自由基与捕获剂（spin trap，能够捕获自由基的不饱和抗磁性物质）反应生成较稳定或寿命较长的自旋加合物（spin adduct），通过检测自旋加合物的EPR谱图，可反推出自由基的结构与种类。自旋捕获技术不同于低温冷冻技术，在常温下就可以实现短寿命自由基的检测。
B. 停-流技术是用特殊的流动池使样品连续流动并使得两个反应物在EPR谐振腔内原位混合产生活泼自由基，进而实现对短寿命自由基的检测。
C. 低温冷冻技术是通过降低温度延长自由基寿命以维持其在仪器可以检测到的浓度范围内，进而实现短寿命自由基的检测。
EPR-364
多选题：自旋捕获实验常常会遇到假信号或者捕捉不到信号的情况，这就需要考虑（）
A. 采用新鲜制备的样品
B. 控制测量时间
C. 改变捕获剂的加入顺序
D. 优化EPR参数
答案：ABCD
解析:
A. 通常情况下，自旋捕获剂和实验样品均需现配现用。自旋捕获剂容易变质导致背景信号，一般需要在惰性气体氛围下保存。另一方面，自由基产生体系例如酶，长时间放置会失活，从而导致自由基生成浓度变化。
B. 在自旋捕获实验中，生成的自旋加合物的稳定性是相对的，在溶液中将慢慢衰变，导致其信号强度随时间变化，因此存在最佳的检测时间点。
C. 考虑到体系中自由基寿命不同以及初级自由基向次级自由基的转变，改变捕获剂加入顺序将使得检测到的自由基种类及浓度发生变化。一般而言，后期加入捕捉剂将无法捕获到过于活泼的自由基或者仅捕获到更加稳定的次级自由基。
D. EPR 实验参数设置不当，如不合适的磁场强度、频率或调制幅度设置，可能导致无法检测到EPR信号
分数 | 评分标准 |
A类 | 答案正确，解析简洁，易懂。 |
B类 | 答案基本正确，得分点有缺失。 |
C类 | 答案错误。 |
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供稿：清华大学 杨海军 李勇 李文郁
国仪量子 石致富 陈阳 范莹莹
南开大学 苏循成 杨茵
天津医科大学 刘阳平
中科院理化所 刘艳红
编辑：李文郁
审核：杨海军
