Электронный парамагнитный спиновых зондов

Физическим фундаментом популярных в науке методов спиновых меток, парамагнитных зондов и радикальных ловушек является спектроскопия электронного парамагнитного резонанса, а химической основой служат нитроксильные радикалы и нерадикальные реакции свободных радикалов. Данный сборник и освещает эти аспекты химии и применения стабильных нитроксильных радикалов. [c.4]

В последние годы в активе молекулярной биологии появились методы и подходы, основанные на использовании новых молекулярных датчиков — стабильных нитроксильных радикалов, связанных ковалентно с макромолекулами (спиновые метки) или введенных в качестве ничтожных примесей в исследуемую систему (спиновые зонды). Вращательная и трансляционная подвижность таких радикалов, измеренная с помощью техники электронного парамагнитного резонанса, дает информацию о структуре, кон-, формационной динамике, микрорельефе и топологии белков, ферментов, мембран и других биомолекул и биологических структурных элементов. Спиновые метки служат своеобразными сейсмическими станциями, чутко регистрирующими малейшие изменения биологических структур при их функционировании или при различных воздействиях на них. [c.3]

Изучение подвижности жирнокислотных цепей фосфолипидов и самих липидных молекул в биологических мембранах осуществляется в настоящее время главным образом методами радиоспектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР). В первом из этих методов измеряют сигналы ЭПР, даваемые спиновыми метками и спиновыми зондами. Основу спиновых меток и зондов составляет стабильный свободный иминоксильный радикал, имеющий такую структуру [c.115]

В книге полно и общедоступно изложены физические и физико-химические основы метода спинового зонда, который широко используется для изучения структуры и кинетических характеристик различных конденсированных сред с помощью электронного парамагнитного резонанса. В книге приведен обзор основных направлений исследований методом спинового зонда жидких, жидкокристаллических, кристаллических веществ, полимеров, биологических мембран и биополимеров. [c.2]

Анализ формы спектра ЭПР нитроксильных радикалов, проведенный в рамках многих моделей в главе II, показал высокую чувствительность спектра к разнообразным изменениям в системе. Детальный анализ экспериментальных спектров предполагает, что сами спектры не искажены при регистрации и адекватно отражают поведение электронных спинов системы. Безусловно, корректный выбор условий работы ЭПР-спектрометра является общей проблемой для ЭПР-спектроскопии но результат ее решения в существенной мере определяется типом парамагнитного центра. В этом смысле и нитроксильные радикалы, используемые в рамках метода спинового зонда, приводят к специфическим и относительно общим для пих условиям ЭПР-эксперимента, которые будут рассмотрены ниже. Однако главное состоит все же не в указании конкретных условий эксперимента, а схемы их выбора, так как конкретные условия, несмотря на их общность для нитроксильных радикалов, могут изменяться от типа исследуемых систем, от интенсивности вращения радикала, а также от типа ЭПР-спектрометра. [c.122]

Липидная фаза биологических мембран при физиологических условиях (температуре, давлении, химическом составе окружающей среды) находится в жидком агрегатном состоянии. Это доказано методами флюоресцентного анализа (с использованием флюоресцентных зондов и меток), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), с использованием спиновых зондов и меток, и ядерного магнитного резонанса (ЯМР). [c.16]

По мнению авторов работы [37], возможная причина несовпадения главных осей тензоров g и СТВ — взаимодействие радикала с матрицей, которое может вызвать изменение геометрии и электронной структуры фрагмента >N—О это следует иметь в виду при использовании радикалов в качестве спиновых меток и парамагнитных зондов (см. гл. XI). [c.157]

СПИНОВАЯ ПЛ0ТНОСТЬ, M. Электронная плотность. СПИНОВОГО ЗОНДА МЁТОД (метод парамагнитного зонда), метод исследования мол. подвижности и разл. структурных превращений в конденсир. средах по спектрам электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) стабильных радикалов (зондов), добавленных к исследуемому в-ву. Если стабильные радикалы химически связаны с частицами исследуемой среды, их называют метками и говорят о методе спиновых (или парамагнитных) меток. В качестве зондов и Меток используют гл. обр. нитроксильные радикалы, к-рые устойчивы в широком интервале т-р (до 100-200 °С), способны вступать в хим. р-ции без потери парамагнитных св-в, хорошо растворимы в водных и орт. средах. Наиб, часто применяют радикалы ф-лы I. [c.399]

В методе электронного парамагнитного резонанса (ЭПР фиксируется перегиб на зависимости ширины линии в спектре ЭПР радикалов или парамагнитных зондов, введенных в полимер, от температуры, Исследования ведут на частотах 10 -10 Гц с использованием стабильных радикалов, в концентрациях не более 10 моль/л. В зависимости от способа ввода радикалов различают спиновые зонды - радикалы, растворенные в полимере, и спиновые метки - радикалы, химически связанные с макромолекулами. Считается, что зонды юкализуются в аморфной фазе, а метки могут присоединяться по всей длине или по концам макромолекулы, что позволяет разделить, идентифицировать движение отдельных участков цепей. [c.385]

С помощью электронного парамагнитного резонанса была исследована фоторецепторная мембрана с введенным в нее спиновым зондом. При освещении суспензип мембран наблюдаются [c.475]

Методьт заключаются во введении в биологический объект парамагнитных или флуоресцирующих молекул (зондов), спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) или флуоресценции которых дают информацию о свойствах микроокружения зонда - полярности, вязкости, присутствия зарядов и т. д. При этом структурные изменения в белках или мембранах клеток, сопровождающиеся изменением вязкости, полярности или подвижности тех или иных фрагментов биообъекта, где находится зонд, приводят к изменениям параметров спектров ЭПР спиновых или флуоресцентных зондов. Оптические свойства (прозрачность) изучаемого биообъекта при этом не имеет значения. [c.560]

Идея метода спиновых меток и зондов состоит в том, что спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) нитроксильных радикалов весьма чувствительны к их вращательной и трансляционной подвижности характер и частоты вращения радикалов определяются структурой и подвижностью той среды, в которой они находятся. Теория метода и способы анализа спектров ЭПР подробно изложены в [3]. В монографии [5] приведены многочисленные примеры теоретических спектров ЭПР спиновых меток и зондов, сопоставление которых с экспериментальными прзволяет определить частоту и характер вращения радикалов. [c.121]

С помощью спиновой метки было проведено исследование факультативного термофила из рода Ba illus, штамм Т1 (ВТ1) ( han et al., 1973). Используя в качестве зонда нитроксид стеариновой кислоты, авторы обнаружили включение этой жирной кислоты в мембранную фракцию. Клетки, выращенные при 55°С, содержали в процентном отношении больше жирных кислот изоряда, чем клетки, выращенные при 37°С, тогда как у последних была выше доля представителей анти- зо-ряда. Мембраны клеток, выращенных при 37°С, характеризовались высокой скоростью перехода в жидкое состояние при повышении температуры, что согласуется с данными о более высоких температурах плавления жирных кислот 30-ряда. Исследования с использованием метода электронного парамагнитного резонанса показали, что [c.252]

Из анализа ширины линий ЭПР радикалов в кристаллических и стеклообразных полимерах можно определять частоты молекулярных и сегментальных движений. По сужению линий ЭПР макрорадикаЛов найдены температурные области фазовых переходов, области размораживания движения боковых групп и сегментальных движений и частоты этих движений. Так, для макрорадикалов полиизобутилена —С(СНз)2СНС(СНз)2— в интервале 77—220 К частота движений, усредняющих анизотропное СТВ неспаренного электрона с а-протоном, равна 3-10 ехр(—2000/i r) " [40]. В полиформальдегиде размораживание молекулярных движений и сужение линий ЭПР радикала ОСНО происходят при более низких температурах и энергия активации этих движений, по-видимому, ниже [41]. Однако такой способ исследования молекулярной подвижности в полимерах неприменим при высоких температурах, когда макрорадикалы быстро гибнут. Для исследования высокотемпературной молекулярной подвижности разработаны методы парамагнитного зонда и спиновых меток [42, 43]. [c.43]

Метод ЭПР основан на введении в липидный бислой парамагнитных меток и зондов. Основу спиновых меток и зондов составляет стабильный свободный иминоксильный (нитроксильный) радикал с неспаренным электроном, локализованным п еиму-щественно у атома азота [c.206]

Наиболее часто используемые парамагнитные зонды — это нитроксидные радикалы (рис. 25.15). В спектре ЭПР одного из этих соединений обычно наблюдаются три линии (рис. 9.29) — результат сверхтонкого расщепления из-за взаимодействия электрона с ядром атома азота. (Спиновое квантовое число I ядра атома азота равно 1 при взаимодействии электрона с ядром, имеющим спиновое квантовое число /, в спектре ЭПР появляется и + 1 линий.) Форма и ширина линий определяются анизотропией сверхтонкого взаимодействия электрона с ядром азота и анизотропией -фактора нитроксидной группы (гл. 9). В свою очередь степень анизотропии этих параметров зависит от движения молекулы-зонда. [c.466]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология