High Resolution EPR pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Hanson, Graeme (EDT)/ Berliner, Lawrence (EDT)

出品人:

页数:694

译者:

出版时间:2009-7

价格:$ 371.77

装帧:

isbn号码:9780387848556

丛书系列:

图书标签:

EPR
Electron Paramagnetic Resonance
High Resolution
Spectroscopy
Magnetic Resonance
Molecular Structure
Free Radicals
Spin Traps
Materials Science
Chemical Physics

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具体描述

Metalloproteins comprise approximately 30% of all known proteins, and are involved in a variety of biologically important processes, including oxygen transport, biosynthesis, electron transfer, biodegradation, drug metabolism, proteolysis, and hydrolysis of amides and esters, environmental sulfur and nitrogen cycles, and disease mechanisms. EPR spectroscopy has an important role in not only the geometric structural characterization of the redox cofactors in metalloproteins but also their electronic structure, as this is crucial for their reactivity. The advent of x-ray crystallographic snapshots of the active site redox cofactors in metalloenzymes in conjunction with high-resolution EPR spectroscopy has provided detailed structural insights into their catalytic mechanisms. This volume was conceived in 2005 at the Rocky Mountain Conference on Analytical Chemistry (EPR Symposium) to highlight the importance of high-resolution EPR spectroscopy to the structural (geometric and electronic) characterization of redox active cofactors in metalloproteins. We have been fortunate to have enlisted internationally recognized experts in this joint venture to provide the scientific community with an overview of high-resolution EPR and its application to metals in biology. This volume, High-Resolution EPR: Applications to Metalloenzymes and Metals in Medicine, covers high-resolution EPR methods, iron proteins, nickel and copper enzymes, and metals in medicine. An eloquent synopsis of each chapter is provided by John Pilbrow in the Introduction. A second volume, Metals in Biology: Applications of High-Resolution EPR to Metalloenzymes, will appear later this year covering the complement of other metalloproteins. One of the pioneers in the development of pulsed EPR and its application to metalloproteins was Arthur Schweiger, whose contribution we include in this volume. Unfortunately, he passed away suddenly during the preparation of this volume. The editors and coauthors are extremely honored to dedicate this volume to the memory of Arthur Schweiger in recognition of his technical advances and insights into pulsed EPR and its application to metalloproteins. Arthur was extremely humble and treated everyone with equal respect. He was a gifted educator with an ability to explain complex phenomena in terms of simple intuitive pictures, had a delightful personality, and continues to be sadly missed by the community. It is an honor for the editors to facilitate the dissemination of these excellent contributions to the scientific community. Suggestions for future volumes are always appreciated.

《高分辨率EPR》—— 探索微观世界无限可能的精密之眼在物质科学、生物化学、材料科学以及诸多前沿研究领域，对分子和原子层面结构、动力学和相互作用的深入理解，是推动技术革新和科学突破的基石。而电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance，简称EPR），或称电子自旋共振（Electron Spin Resonance，简称ESR），作为一种灵敏度极高、能够探测自由基、过渡金属离子以及其他具有未成对电子的物种的波谱技术，在这方面扮演着不可或缺的角色。然而，在许多经典的EPR应用中，分辨率的限制常常成为我们深入洞察的瓶颈，阻碍了对复杂体系中微观细节的精准描绘。《高分辨率EPR》正是应运而生，它并非仅仅是对EPR基础理论的简单回顾，而是旨在全面、深入地探讨如何突破传统EPR分辨率的桎梏，解锁前所未有的信息维度，为科研工作者提供一套强大的、高精度分析工具。本书的撰写，汇集了该领域多位资深专家的智慧与实践经验，力求在理论深度、技术创新和实际应用之间取得完美平衡，为读者呈现一场关于“精密之眼”的深度探索。本书的核心价值与内容概述：《高分辨率EPR》的核心目标是系统性地介绍和阐释能够显著提升EPR谱图分辨率的技术和方法。它将带领读者从EPR谱学的基本原理出发，逐步深入到各种先进技术的设计思想、关键参数优化、实验操作细节以及数据解读的精髓。本书并非孤立地罗列技术，而是强调不同技术之间的内在联系、相互补充性，以及它们如何共同构建起一个更强大的高分辨率EPR分析平台。第一部分：奠定高分辨率EPR的理论基石在进入具体高分辨率技术之前，本书首先将巩固读者对EPR基本原理的理解，并特别强调与分辨率相关的关键概念。 EPR谱的产生与解析：深入解析自由基或顺磁性物种的电子自旋在磁场中的能级分裂，以及微波能量与之相互作用的机制。重点将阐述影响谱线宽度和形状的各种因素，如超精细分裂、核四极分裂、磁各向异性、弛豫时间等，这些都直接关系到谱的分辨率。分辨率的定义与度量：明确界定EPR谱分辨率的含义，并介绍常用的度量指标，例如谱线宽度（FWHM）、谱峰之间的分离度、以及在复杂体系中分辨不同物种的能力。影响分辨率的关键因素：系统性地分析影响EPR分辨率的内因和外因，包括样品本身的性质（如自由基的稳定性、浓度、环境）、仪器参数（如微波功率、调制频率、扫描速率、磁场均匀性）、以及样品制备和测量条件。第二部分：突破界限的高分辨率EPR技术这部分是本书的重头戏，将详细介绍和剖析各种能够显著提升EPR分辨率的技术。高场/高频EPR：探讨在更高磁场和微波频率下进行EPR测量所带来的优势。更高的场强可以显著增加朗德因子（g因子）和超精细耦合常数（A值）的差异，从而提高谱峰的分辨率，尤其对于g因子和A值非常接近的物种。本书将详细讨论高场EPR仪器的设计特点、操作技巧以及谱图解析中的注意事项。脉冲EPR技术：深入介绍各种先进的脉冲EPR序列，如ECHO、DEER（双电子电子共振）、PELDOR（脉冲电子-电子双共振）、ENDOR（电子-核双共振）等。这些脉冲技术通过对电子自旋的回波和相干性的精确控制，能够克服连续波（CW）EPR分辨率的限制，实现对近距离（纳米尺度）电子自旋之间的相互作用的精确测量。 DEER/PELDOR：重点讲解其原理、信号处理和数据拟合方法，以及在确定生物大分子（如蛋白质、DNA）中自由基之间距离、研究自由基聚集体结构等方面的应用。 ENDOR：详细阐述ENDOR如何通过探测电子-核相互作用来提供比EPR更精细的结构信息，尤其在解析顺磁中心周围的核环境、确定化学键信息等方面具有独到之处。空间分辨EPR（Scanning EPR）：介绍如何结合显微技术和EPR，实现对样品微小区域甚至单分子EPR信号的探测。这为研究材料的异质性、生物细胞内的自由基分布等提供了前所未有的能力。二维EPR（2D EPR）：探讨如何通过同时测量两个变量（如两个不同频率的微波脉冲时间、两个自旋的弛豫时间等）来获得比一维谱更丰富的信息。2D EPR能够揭示不同物种之间的耦合关系，解析复杂的能量传递过程，以及区分具有相似一维谱特征的物种。场扫优化与谱拟合算法：详细介绍优化磁场扫描参数以获得最佳分辨率的方法，以及利用先进的谱拟合软件和算法来解析复杂、重叠的EPR谱图。这包括各种线型模拟技术、全局拟合策略以及如何从拟合结果中提取可靠的物理化学参数。第三部分：高分辨率EPR的应用拓展本书将通过大量的实例，生动展示高分辨率EPR技术在各个领域的突破性应用。生物医学领域：蛋白质折叠与构象变化研究：利用DEER/PELDOR技术精确测量蛋白质内部不同位点标记自由基之间的距离，揭示蛋白质的动态构象变化，以及药物与靶蛋白相互作用的机制。氧化应激与自由基动力学：高分辨率EPR能够灵敏地检测和定量分析生物体系中产生的瞬时自由基，揭示氧化应激的发生机制，以及抗氧化剂的保护作用。酶催化机理研究：通过ESR探测酶活性中心或底物的自由基中间体，揭示复杂的酶催化反应路径。材料科学领域：半导体材料缺陷分析：精确识别和表征半导体材料中的缺陷中心，分析其电子结构和动力学行为，指导材料设计和性能优化。纳米材料的表征：研究纳米粒子、量子点等材料表面的自由基性质，以及它们与周围环境的相互作用，为纳米材料的功能化和应用提供基础。高分子材料的老化与降解：监测高分子材料在光、热、化学环境下的自由基产生和演变过程，揭示其老化和降解机理，为提高材料稳定性提供依据。催化剂的表征：分析多相催化剂活性位点的结构、电子态和反应中间体，深入理解催化机理。化学与物理化学领域：自由基化学研究：精准研究自由基的生成、反应动力学和结构，为自由基化学的基础理论提供实验支撑。光化学反应机理：探测光照下产生的自由基中间体，揭示光化学反应的详细过程。溶液中的分子相互作用：利用高分辨率EPR探测溶剂化、离子配位等过程，理解分子在溶液中的行为。本书的特色与优势：理论与实践的深度融合：本书不仅讲解EPR的理论基础，更侧重于将先进技术与实际操作经验相结合，提供详尽的实验步骤、参数优化指南以及数据处理方法。面向前沿的视角：紧跟EPR技术发展的最新动向，介绍最前沿的高分辨率技术及其新兴应用，为读者提供具有前瞻性的知识。丰富的案例分析：大量精心挑选的、具有代表性的实验案例，能够帮助读者理解如何将高分辨率EPR技术应用于解决实际科研问题，并从中学习有效的分析和解读策略。面向不同层次的读者：无论您是EPR领域的初学者，还是经验丰富的研究者，本书都将为您提供有价值的信息和启发。对于初学者，它提供了坚实的基础；对于资深研究者，它提供了拓展视野和深化理解的新视角。高质量的图谱展示：书中包含大量精美的、分辨率极高的EPR谱图，以及相应的结构示意图和数据拟合结果，直观地展示了高分辨率EPR的强大解析能力。《高分辨率EPR》将是一本集权威性、系统性、前沿性和实用性于一体的EPR研究专著。它不仅是对EPR技术的一次深度挖掘，更是为科学家们提供了一双更锐利的“眼睛”，能够穿透微观世界的迷雾，洞察物质结构的奥秘，揭示生命活动的精妙，从而在各自的研究领域取得更大的突破。阅读本书，您将获得掌握最尖端EPR分析工具的能力，为您的科学探索之路注入新的活力与方向。