Электронный парамагнитный резонанс в биологии. - 13 стр.

чувствительности ЭПР-спектрометров из-за большого содержания жидкой
воды не позволяло работать с водосо-держащими образцами. По мере развития
техники ЭПР ограничения на содержание воды в образцах постепенно смягча-
ются.
     Сигналы ЭПР различных растительных и животных тканей были
обнаружены в самых первых экспериментах. Парамагнитными центрами,
ответственными за сигналы ЭПР тканей, являются свободные радикалы и
целый ряд парамагнитных металлов. Содержание свободных радикалов в раз-
личных тканях изменяется в пределах 1016 ÷ 1018 на 1 г сухой массы. Сигналы
ЭПР различных тканей представляют собой несколько асимметричные
синглеты с g-фактором 2,003-2,005 и шириной 1-2 мТл.
     Сигнал может быть обусловлен целым рядом свободно-радикальных
продуктов, вклад могут вносить витамины, гормоны, флавины и т.д. Накоплен
обширный экспериментальный материал о связи сигналов ЭПР тканей с
метаболизмом и патологическими состояниями клеток и тканей.
     Помимо сигналов свободных радикалов в тканях наблюдается целый ряд
сигналов металлов (Fe, Cu, Mn, Ni, Co). Эти металлы входят в состав
металлопротеинов, принимающих участие в целом ряде ферментативных
процессов. Комплексы металлов обладают гораздо более широкими сигналами,
чем сигналы свободных радикалов, за счет сильного спин-орбитального
взаимодействия, что приводит к коротким временам спин-решеточной
релаксации, анизотропии g-фактора и сверхтонкого взаимодействия, отличиям
значения g-фактора от g-фактора свободных радикалов. Кроме того, в связи с
малыми временами спин-решеточной релаксации, характеризующей скорость
установления равновесных значений заселенностей уровней, сигналы многих
металло-комплексов не удаётся наблюдать при обычных температурах. Для
исследования этих металлокомплексов применяют охлаждение образцов до
температур, близких к температуре жидкого гелия.
     Для исследований свободнорадикальных интермедиатов ферментативных
реакций используется метод матричной изоляции, основанный на том, что из
реакционной смеси через определенные промежутки времени после начала
реакции отбирают пробы, которые быстро замораживают. Сигнал ЭПР
замороженных образцов в этом случае отражает состояние в исследуемой
системе на момент взятия пробы.
     Метод ЭПР широко применяют в исследованиях фотосинтеза для изучения
механизма первичных стадий разделения зарядов в реакционных центрах и
процессов переноса электрона по цепи электронного транспорта.
     Помимо изучения механизмов реакций, протекающих с участием
парамагнитных частиц, метод ЭПР широко используют и для исследования
структурно-динамических свойств макромолекул и биомембран. Для этих
целей разработан метод спиновых зондов и меток, заключающийся в том, что в
исследуемую систему вводят стабильный радикал, который либо ковалентно
связывается с макромолекулой (спиновая метка), либо удерживается в системе
за счет физических взаимодействий (спиновый зонд). Спектр этого радикала
чувствителен к свойствам среды, в которую он внедрен. Разработанные
                                    13