电子自旋共振(ESR)技术在生物和医学中的应用.pdf

士 v h 波 谱 杂 学 Vo l. 27 No.1 第 27 卷第 1 期 2010 年 3 月 Chinese lournal of Magnetic Resonance Mar.2010 文章编哥: 1000-4556(2010)01-051-17 电子自旋共振(ESR)技术在生物 和医学中的应用 赵保路锋 (中国科学院生物物理研究所，脑与认知国家重点实验室，北京 100101) 摘 要z 电子自旋共振(e!ectron spín resonance , ESR)是检测自由基最直接最有效的方法，是 自由基生物学和医学不可缺少的重要研究技术.作者综述了 ESR、自旋标记、自旋捕集和 ESR 成像技术的必威体育精装版发展及 ESR 技术在细胞膜、蛋白质结构和一些重大疾病如心脏病、老年 痴呆症、帕金森综合症和中风等疾病研究及辐射损伤和植物疾病研究中的应用. 关键词:电子自旋共振(ESR) ;自旋标记F 自旋捕集; ESR 成像技术s 生物p 医学 中固分类号: 0482.53 文献标识码:A 引言 电子自旋共振(electron spin resonance , ESR)又称电子顺磁共振(electron paramag- netic resonance , EPR) ，是研究电子自旋能级跃迁的一门学科，是检测自由基最直接最 有效的方法.自由基在生物体系发挥着重要作用，体内自由基的产生和清除应当是平衡 的，或者说体内氧化和还原应当是平衡的，这样人体才能保持健康.如果自由基产生过 多和清除自由基的能力下降，体内就会有多余的自由基，特别是氧自由基，会损伤细胞 成分，但并不出现疾病的症状.但是如果，不加以调整，继续发展下去就会导致疾病和 衰老的发生.因此自由基和多种疾病有关，比如癌症、心脑血管疾病、老年痴呆症和帕 金森综合症等疾病.这样 ESR 就是自由基生物学和医学不可缺少的重要研究技术，在生 物会医学领域有着广泛的应用.但是， ESR 的原理又是比较深奥的，学习需要较好的数 学和物理知识.我在初学期间就遇到不少困难.徐广智教授的电子自旋共振波谱基本 原理，，[1] 为我们提供了一本很好的教科书，他深入浅出地论述了电子自旋共振波谱基本 收稿日期: 2009-12-30 作者简介:赵保路C1943-) ，男，河北柏乡人，研究员，研究方向为自由基生物学.电话1 010, E-maíl , zha- obl@sun5. ibp. ac. cn. 铸通讯联系人. 波谱学杂志 52 第 27 卷 原理，为我以后利用 ESR 技术开展生物和医学中的应用研究发挥了重要作用.在我 30 多年的生物和医学研究工作中几乎没有离开过 ESR 技术，特别是在天然抗氧化剂方面 的研究，完成了多个基金和项目，取得了一系列研究成果[2] 饮水思摞，十分感谢徐广 智教授等 ESR 领域前辈的教诲.为了庆祝徐广智教授八十华诞，特写此文在《波谱学杂 志》上发表，予以祝贺! 本文综述了 ESR 在生物医学研究中的技术发展及在生物学和一些重大疾病如心脏 病、神经退行性疾病、老年痴呆症、帕金藉综合症和中风等疾病研究中的应用，其中包 括对我们多年研究工作的总结. 1 ESR 在生物医学研究中的技术发展 ESR 虽