電子順磁共振(EPR)波譜技術(shù)是現(xiàn)代高新技術(shù)材料的性能測試手段之一，是一項檢測具有未成對電子樣品的波譜方法。即使是在進行的化學和物理反應中，它也能獲得有意義的物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息和動態(tài)信息，且不影響這些反應。目前已在物理學、化學、生物學、生物化學、醫(yī)學、環(huán)境科學、地質(zhì)探礦等許多領(lǐng)域得到廣泛應用，EPR是彌補其他分析手段的理想技術(shù)。

　　由于電子自旋相干、自旋捕捉、自旋標記、飽和轉(zhuǎn)移等電子順磁共振和順磁成像等實驗新技術(shù)和新方法的建立，EPR 技術(shù)很快在物理、化學、自由基生物學、醫(yī)藥學、環(huán)境科學、考古學和材料科學等領(lǐng)域中獲得廣泛的應用。

　　實現(xiàn)了固體樣品的電子自旋與核自旋退相干時間大幅度延長，以及從常規(guī)自由基到短壽命自由基的檢測； 從順磁性物質(zhì)( 自由基，順磁性金屬離子)到自旋標記的非順磁性物質(zhì)的檢測； 從體外自由基到細胞、組織和體內(nèi)自由基的檢測; 開展病理和藥理過程的分子基礎(chǔ)研究； 建立抗氧化劑活性的 EPR 研究和篩選方法； 進行自旋標記物、靶向自旋捕捉技術(shù)和自旋捕捉劑的研究與制造； 在開展科學基礎(chǔ)研究的同時，還注意有很強應用價值的考古年代和香煙自由基的 EPR 測定等等。

　　下面列舉了其中的幾個方面加以說明。

　　1 EPR 在量子操控和量子計算方面的應用

　　量子計算具備經(jīng)典計算所的優(yōu)勢和前景。用 EPR 進行量子操控和量子計算的方法是，將自旋電子材料作成芯片，通過對其施加微波脈沖，實現(xiàn)其原子外層單電子自旋態(tài)的操控并對電子自旋態(tài)進行編碼，利用電子自旋態(tài)編碼進行量子運算。由于自旋的固態(tài)量子計算相干時間長，邏輯門操作速度快，單量子比特讀出等優(yōu)點，成為研究的熱點。

　　2 自由基中間產(chǎn)物的直接檢測和分析

　　用 EPR 檢測自由基是一種快速的、直接有效的方法，實驗中將所得 EPR 波譜中相應吸收峰的 g 因子計算出來，通過與標準值比較，估算是哪種自由基，再通過化學手段消除自由基以驗證上面的推斷。

　　目前有一些自由基在室溫下比較穩(wěn)定，可直接應用 EPR 波譜儀獲取信號，譬如，檢測富勒烯 C80與金屬 Sc 反應形成的負離子自由基 Sc3 C2 包括 C80 的 EPR 信號。結(jié)合低溫技術(shù)研究了光合作用反應電子傳遞鏈中的自由基中間產(chǎn)物。很有特色的研究是發(fā)展 EPR 專用原位電化學自由基反應池表征電極反應的自由基。對含碳無機化合物輻照形成中間自由基產(chǎn)物的測量是 EPR 考古年代方法的實質(zhì)，它可以應用于大型水電站和建筑群選址的參考。

　　3 瞬態(tài)自由基的 EPR 檢測方法及應用

　　自由基捕捉技術(shù)與 EPR 相結(jié)合的方法具有檢測靈敏度高、特異選擇性強和分析結(jié)果可靠等優(yōu)點，被廣泛用于壽命短、穩(wěn)態(tài)濃度低的瞬態(tài)自由基的檢測，在許多涉及細胞甚至動物體系以及化學反應機制的研究中都得以廣泛應用。瞬態(tài)自由基的 EPR 檢測的實驗方法是: 首先設(shè)計并合成一種能夠捕獲自由基的探針分子，這種探針分子必須能夠快速捕獲反應過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)自由基，然后用 EPR 對捕獲反應加合物的分子結(jié)構(gòu)進行解析，通過逐一鑒定 EPR 譜線上各峰對應組分結(jié)構(gòu)，推斷并鑒定。

　　研究人員還在細胞和分子水平探索性地研究自由基的調(diào)控，論證了胰島素誘導神經(jīng)細胞釋放一氧化氮信號的過程，活性氧自由基與基因表達的關(guān)系；開展針對光、電反應等一系列化學過程中產(chǎn)生的活性自由基中間體的系統(tǒng)研究和環(huán)境科學中金屬配合物光化學耦合、光退變的自由基中間過程的研究。

　　針對高等植物光合作用過程產(chǎn)生的活性氧自由基的分子機制與氧化應激損傷作用，為發(fā)展并完善該技術(shù)方法而設(shè)計并制備了一系列具有高自由基捕獲效率，有一定生物靶向性功能的新型自由基捕獲探針。自由基捕捉技術(shù)也用于香煙燃燒過程中產(chǎn)生的自由基的檢測，以便于分析吸煙和疾病的關(guān)系。

　　除此之外，還有順磁離子配合物的 EPR 譜研究和 EPR 的醫(yī)、藥學應用研究。