现代电子顺磁共振波谱学及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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卢景雰 著

图书标签:

• EPR
• 电子顺磁共振
• 波谱学
• 现代
• 应用
• 自由基
• 过渡金属
• 材料科学
• 化学物理
• 生物物理
• 自旋化学

店铺： 风送琴瑟图书专营店

出版社： 北京大学医学出版社

ISBN：9787565903137

商品编码：25249558111

开本：16

出版时间：2012-02-01

内容介绍

基本信息

书名:现代电子顺磁共振波谱学及其应用

定价：128元

作者:卢景雰　主编

出版社：北京大学医学出版社有限公司

出版日期：2012-2-1

ISBN：9787565903137

字数：764000

页码：438

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：

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目录

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内容提要

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　　全书分上、下两篇共十七章和四个附录。上篇是理论和技术篇，内容主要包括电子顺磁共振(EPR)的基本原理、EPR的实验方法以及现代的、各种各样的EPR新技术和新方法，如脉冲电一核双共振、表面自由基一EPR、自旋标记一EPR、瞬态一EPR、自旋捕捉一EPR、在体(活体)EPR和脉冲一EPR等。在深入浅出地阐明理论概念的基础上讲述了EPR波谱的解析方法，结合在化学、生物化学、分子生物学等方面的应用课题，介绍了从中获得相关专业信息的方法。下篇是应用篇，进一步通过实例介绍了电子顺磁共振波谱学在自由基生物学、医药学、环境科学和工、农业生产等方面的应用，不仅证实了EPR技术在多种学科中应用的可能性，而且了解到电子顺磁共振和其他学科之间“连接”的途径。为了方便阅读，在附录中列出了符号缩写、公式转换和磁性核的波谱参数。本书可以作为电子顺磁共振波谱学领域的科学研究人员、工程技术人员、应用研究人员、高校的教育工作者和其他对该技术有兴趣者重要的参考书籍，也可以成为高等院校多个专业大学生、研究生的辅助教材。

文摘

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作者介绍

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现代电子顺磁共振波谱学及其应用 本书旨在为读者提供一个深入而全面的视角，探讨电子顺磁共振（EPR）波谱学在现代科学研究中的前沿应用与核心原理。 第一部分：EPR 波谱学的理论基石与技术发展 第一章：电子顺磁共振基础 本章详细阐述了电子顺磁共振现象的物理本质，从量子力学的角度剖析了电子自旋与外加磁场相互作用的基本规律。重点介绍了朗德$g$因子、超精细结构（Hyperfine Structure）的起源及其对谱线形状的影响。我们还将探讨电子自旋的弛豫机制，包括纵向弛豫（$T_1$）和横向弛豫（$T_2$），这些机制是理解动态过程和提高谱分辨率的关键。 第二章：仪器设计与信号获取 本章深入讨论了现代EPR波谱仪的结构组成，包括高频微波源（如锁相环倍频器和砷化镓振荡器）、高Q值谐振腔的设计原理（如矩形、柱形和平面螺旋腔）、磁场稳定系统（如NMR探头和磁场锁定技术）以及低温和高温控制系统。特别关注了如何优化仪器参数以获得高信噪比和高分辨率的谱图。此外，还介绍了不同模式下的EPR技术，如连续波（CW-EPR）和脉冲（Pulsed EPR）技术的发展与适用范围。 第三章：脉冲电子顺磁共振技术 脉冲EPR是获取分子动力学信息和高分辨率结构信息的核心工具。本章系统介绍了几种关键的脉冲序列： 1. 电子自旋回波（ESE）： 用于测量横向弛豫时间 $T_2$，并阐述了如何利用 Hahn 序列和 CPMG 序列来消除磁场不均匀性影响。 2. 电子自旋-核自旋双共振（ENDOR）： 重点讲解了电子-核耦合的探测原理，以及如何利用 ENDOR 确定近场核素的精确位置和耦合常数，特别是在金属酶活性中心的研究中。 3. 瞬态吸收（TRAP/EDMR）： 讨论了如何利用光激发或电激发产生瞬态自由基，并用EPR监测其生成和衰变动力学，揭示光化学和半导体器件中的载流子行为。 4. 二电子、三电子系统： 详细介绍了双电子系统（DEER/PELDOR）在测量分子间或分子内距离（1.5 nm至 8 nm）中的应用，这是结构生物学中获取大尺度结构信息的重要手段。 第二部分：EPR 在材料科学与化学中的前沿应用 第四章：自由基化学与反应动力学 本章聚焦于EPR在有机自由基化学中的不可替代性。详细分析了不同类型自由基（如烷基、芳基、氧自由基）的特征谱线解析方法。内容涵盖自由基的生成、捕获（Spin Trapping）技术在监测瞬态活性物种中的应用，以及利用不同温度下的EPR谱线形状变化来推导基态和过渡态的结构信息。讨论了电化学诱导自由基的产生及其电化学EPR（EC-EPR）的实验流程。 第五章：过渡金属配合物与催化剂研究 过渡金属离子，如 $ ext{Cu}^{2+}$, $ ext{Fe}^{3+}$, $ ext{Mn}^{2+}$, $ ext{VO}^{2+}$ 等，因其未成对电子和复杂的配位环境，是EPR研究的传统重点领域。本章详细讲解了如何通过 $g$ 值的各向异性、超精细耦合常数和四极矩相互作用，来精确确定金属中心的几何构型（如四面体、平面四方）、配体场强度以及自旋-轨道耦合效应。重点案例分析了氧化还原活性催化剂的中间态表征，揭示其催化循环中的关键步骤。 第六章：半导体、光电材料与缺陷工程 EPR技术是研究半导体材料中电荷载流子、施主/受主能级以及晶格缺陷的“眼睛”。本章探讨了硅、锗、氮化镓等半导体材料中的结构性缺陷（如空位、间隙原子、位错）如何产生特定的EPR信号。此外，还深入分析了有机发光二极管（OLEDs）和钙钛矿太阳能电池中，因掺杂或界面效应产生的未配对电子态的能级位置和寿命测量。 第三部分：生物医学与生命科学的深度探索 第七章：生物大分子结构与功能研究 EPR在解析生物大分子（蛋白质、核酸）结构方面提供了独特的优势，尤其是在溶液状态下。本章集中于利用基于位阻标记的EPR技术： 1. 自旋标记技术（Spin Labeling）： 阐述了如何将稳定的自由基（如 $ ext{TEMPO}$ 衍生物）共价连接到蛋白质特定残基上。 2. 分子运动与构象变化： 介绍如何通过测量自旋标记的旋转相关函数（Rotational Correlation Time）来量化蛋白质的局部粘度、柔性和整体动力学过程。 3. 多标记距离测量： 详细介绍 $ ext{DEER}$ 技术在解析多肽链段之间、蛋白质亚基之间相对空间距离的应用，这对于理解蛋白质折叠、变构效应和膜蛋白的动态构象至关重要。 第八章：金属酶活性中心与生物无机化学 生命体内的许多关键酶（如氧化酶、加氧酶）依赖于含有顺磁性过渡金属离子的辅基来完成氧化还原反应。本章系统梳理了 EPR 在金属酶研究中的应用： 铁硫蛋白 ($ ext{Fe-S}$ Clusters)： 解释如何通过磁耦合、高场EPR（High-Field EPR）和 $ ext{ENDOR}$ 来确定 $ ext{Fe-S}$ 簇的氧化态和配位几何。 铜蛋白（如蓝铜蛋白）： 利用 $ ext{Cu}^{2+}$ 的 $g$ 因子各向异性分析铜中心与氨基酸侧链的几何关系，揭示电子转移的路径。 酶催化机理： 如何通过模拟酶活性中心的模型化合物，并结合低温捕获反应中间体，来重构酶催化反应的机理路径。 第九章：磁性纳米颗粒与生物医学成像 本章探讨了EPR在新型功能材料和生物医学检测中的新兴应用。分析了磁性纳米颗粒（如氧化铁、量子点）在超顺磁状态下的宏观表现与微观自旋行为。重点关注了其在磁共振成像（MRI）造影剂、磁性热疗以及磁分离技术中的潜在价值。此外，还简要介绍了利用固态EPR谱仪对活体动物或组织进行原位监测的可能性与挑战。 总结与展望 本书的最后一部分将总结EPR波谱学在当前科学前沿中的地位，并展望其未来发展方向，包括超高场EPR（Ultra-High Field EPR）的商业化应用、人工智能在复杂谱线解析中的集成，以及与其他结构生物学技术（如冷冻电镜、小角X射线散射）的交叉融合，以期推动对复杂体系（如膜蛋白、活体过程）更深层次的理解。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，我曾被其他几本同类书籍的晦涩难懂劝退，它们充斥着大量只在象牙塔内流传的术语，让人望而生畏。然而，这本书的行文风格却展现出一种罕见的清晰度和务实性。作者似乎时刻站在读者的角度，用精准而富有洞察力的语言，将复杂的数学模型和物理图像联系起来。例如，在讨论弛豫时间测量时，它提供的不仅仅是公式推导，更有大量实际操作中可能遇到的干扰因素和解决思路的探讨，这种“从实践中来，到实践中去”的论述方式，是极其宝贵的。它成功地搭建起理论与应用之间的坚实桥梁，让读者明确知道“我学到的这个知识点，究竟能在实际科研中解决什么样的问题”，这种目标导向性让人倍感充实。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计实在是一绝，那种沉稳又不失现代感的封面，第一次拿到手里就让人感觉到它蕴含的厚重分量。我尤其欣赏纸张的选择，触感细腻，印刷清晰锐利，即便是那些复杂的图表和公式，也能看得一清二楚，阅读体验非常舒适。翻开内页，排版布局也十分考究，行间距的设置恰到好处，长时间阅读下来眼睛也不会感到疲劳。它不仅仅是一本技术手册，更像是一件艺术品，看得出出版社在制作过程中投入了极大的心血。无论是作为案头工具书，还是放在书架上陈列，它都散发着一种专业而高雅的气质，让人忍不住想去深入了解其中精髓。对于这种专业领域的深度著作来说，这种对细节的打磨，无疑是提升整体价值的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

从一个纯粹的学术参考工具的角度来看，这本书的索引和交叉引用系统做得非常出色。当你需要在某个特定术语或概念上进行快速定位或追溯其理论源头时，你会发现它的便利性无与伦比。章节之间的逻辑跳转清晰明了，每一部分结束后的总结也提纲挈领，有效地巩固了刚刚学到的内容。此外，书中附带的那些详尽的图解和示波器/频谱图示例，远比纯文字描述来得直观有力，它们是理解信号处理和数据解析的关键钥匙。总而言之，这是一部结构严谨、内容详实、且极具实用价值的专业著作，它体现了一种对知识严谨负责的态度，让读者在投入时间学习后，能获得与之成正比的丰厚回报。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点之一，在于其对当代研究前沿的把握和前瞻性。它并没有沉溺于经典理论的复述，而是将大量篇幅聚焦于近年来兴起的、对学科发展至关重要的技术革新。特别是关于高分辨成像和动态过程研究的章节，内容更新速度之快，令人赞叹。作者似乎对全球实验室的最新进展了如指掌，并以一种高度整合的方式将这些分散的信息系统地呈现出来。对于我们这些需要紧跟学科脉搏的研究人员而言，这本书简直是一部活态的知识库，它提供了未来数年内可能成为主流的研究方向和技术路线图。阅读下来，感觉自己的知识体系一下子被拉升到了一个全新的、更具时代感的维度，非常值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述逻辑构建得非常精妙，它没有一开始就将读者抛入高深的理论迷宫，而是采取了一种循序渐进的教学方法。开篇部分对基本原理的阐述，简直是为初学者量身定做，用通俗易懂的语言勾勒出磁矩、自旋等核心概念的轮廓。随着章节深入，作者巧妙地引入了不同实验技术的背景和历史发展，这使得枯燥的物理过程有了鲜活的背景故事。我特别喜欢其中对不同谱线形状成因的深入剖析，那种层层剥茧的论证过程，让人感觉自己不仅仅是在学习知识点，更是在参与一次科学探究之旅。这种结构设计，极大地降低了理解门槛，让原本感觉遥不可及的尖端领域变得触手可及，非常适合自学和作为课堂参考。