[文章导读] 电子顺磁共振（EPR）是一口研究顺磁性物质结构，动力学以及空间分布的谱学方法。这类物质（具有至少一个未成对电子）通常具有化学活性...

对物质结构的认知，是我们探索认识未知世界的第一步。在宏观上，我们通过视觉等，就能对事物的形貌有很好的认识，我们可以清晰地辨认出那是一棵树还是一本书。然而，到了微观世界，我们就必须借助各种工具的帮助才能做到。当我们应用显微镜时，我们可了解到细胞层次的结构，但当达到分子水平，很多手段都已失效。目前，研究分子水平物质结构的主要方法有Ｘ晶体衍射，核磁共振、冷冻电镜、电子顺磁共振等。其中，电子顺磁共振在研究顺磁性物质周边结构具有得天独厚的优势。

电子顺磁共振（EPR）是一口研究顺磁性物质结构，动力学以及空间分布的谱学方法。这类物质（具有至少一个未成对电子）通常具有化学活性，包括在不同生化领域中主要以催化剂形式存在的过渡金属离子和有机化学反应或者电子传递过程中的自由基中间体。在天然环境下，过渡金属的催化通常通过金属蛋白酶实现，而自由基中间体在光合作用，呼吸作用的电子传递过程中起到了关键作用。对于顺磁性缺陷，往往会影响这些物质的光学电学性质，以之为探针，往往可以研究物质固态相变以及固态动力学等。对于稳定的自由基，如氮氧自由基，可以作为自旋标签结合到复杂的生物与化学合成材料中，研究这些本没有顺磁性的物质的相关信息，如现在发展很成熟的定点自旋标记生物蛋白技术，用以研究蛋白质的结构与动力学。

我们可根据EPR谱图判断金属中心的价态，因为金属化合物化学价与其顺磁性质密切相关，如三价铁有顺磁性，而二价铁没有顺磁信号。接着，我们可判断出金属化合物周围的配位环境。这在合成化学，材料化学，金属酶领域等都有广泛应用。

在研究双金属核复合物[Ni₂(L)(MeCN)₂]³⁺中，通过连续波EPR谱图和Ｑ波段ENDOR谱的结合，获取了它的配位信息，直旋离域信息，反馈出它的具体结构，确认其为八面体结构，与镍相连的４个氮的超精细常数得解出，与镍之间的距离也得到确认。

ＥＳＲ除了能够解析出如金属化合物的金属中心之类的局部微观结构，在生物体系中，还能给出分子层面的三维空间结构。这里，往往会用到自旋标记技术。在蛋白质大分子结构解祈的过程中．也有其用武之地。通过逐点突变定点标记自由基，可获取一系列连续波EPR谱图，从谱线分析可获取其二维结构，再通过DEER等手段，加以长程约束，最终可以获取完整的蛋白质结构。T4溶解酶128到135位点氨基酸的α螺旋结构和CRBP 59到63位点的b折叠结构可以通过EPR谱图信息解析出来。