Спиновая ловушка - Spin trapping

Спектрометр ЭПР, используемый для метода спиновых ловушек.

Спиновая ловушка является аналитическая техника занят в химия[1] и биология[2] для обнаружения и идентификации короткоживущих свободные радикалы за счет использования электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) спектроскопия. ЭПР-спектроскопия обнаруживает парамагнитный такие виды, как неспаренные электроны свободных радикалов. Однако когда период полураспада радикалов слишком мало для обнаружения с помощью ЭПР, соединения, известные как Спиновые ловушки используются для ковалентной реакции с радикальными продуктами и образования более стабильных аддукт который также будет иметь спектры парамагнитного резонанса, обнаруживаемые с помощью спектроскопии ЭПР.[3] К 1968 году несколько независимых групп разработали использование реакций присоединения радикалов для обнаружения короткоживущих радикалов.[4]

Спиновые ловушки

N-трет-бутилнитрон (PBN); обычно используемый спиновая ловушка.
5,5-диметил-1-пирролин-N-оксид (ДМПО); обычно используемый спиновая ловушка.

Наиболее часто используемые спиновые ловушки - это альфа-фенил-N-трет-бутилнитрон (PBN) и 5,5-диметил-пирролин-N-оксид (DMPO). Реже можно использовать спиновые ловушки C-нитрозо, такие как 3,5-дибром-4-нитрозобензолсульфоновая кислота (DBNBS): часто получается дополнительная сверхтонкая информация, но за счет специфичности (из-за легкого нерадикального добавления многих соединений до C-нитрозо-разновидностей и последующее окисление полученного гидроксиламина).

Спиновый захват 5-диизопропоксифосфорил-5-метил-1-пирролин-N-оксида (DIPPMPO) был использован для измерения производства супероксида в митохондриях.

ИЮПАК ведет исчерпывающий список молекул, улавливающих спин.[5]

Радикальное обнаружение

Обычный метод захвата спина включает добавление радикала к нитрон спиновая ловушка, приводящая к образованию спинового аддукта, стойкого радикала на основе нитроксида, который может быть обнаружен с помощью ЭПР. Спиновый аддукт обычно дает характерный спектр ЭПР, характерный для определенного захваченного свободного радикала. Об идентичности радикала можно судить по спектральному профилю ЭПР их соответствующих спиновых аддуктов, таких как грамм ценность, но самое главное, сверхтонкое сцепление константы соответствующих ядер. Однозначное определение идентичности захваченного радикала часто может быть сделано путем использования стабильного изотопного замещения исходного радикального соединения, так что вводятся или изменяются дополнительные сверхтонкие связи.

Достижения

Стоит отметить, что радикальный аддукт (или такие продукты, как гидроксиламин ) часто может быть достаточно стабильным, чтобы использовать методы обнаружения без ЭПР. Группы из Лондона, Берлинера и Храмцова использовали ЯМР для изучения таких аддуктов, а Тимминс и его сотрудники использовали изменения заряда при захвате DBNBS для выделения белковых аддуктов для исследования. Основным достижением стала разработка группой Мейсона антител против DMPO, что позволило изучать реакции спинового захвата с помощью простых иммуно-основанных методов.

Рекомендации

  1. ^ Концепция спиновой ловушки
  2. ^ Применение спиновой ловушки в биологии
  3. ^ Реагенты для улавливания спина
  4. ^ Химическая и кинетическая оценка захвата спина 5,5-диметил-1-пирролин-N-оксидом в реакции | FeIIIЭДТА |−1 с перекисью, Автор: Сондерс, Фрэнсис Ю. 1960 г. - Дата публикации: 1990 г.. Статью можно было скачать с archive.org, охватывающий введение Spin Trapping на странице 10:
    В 1968 году несколькими независимыми группами была разработана специальная техника, называемая спин-ловушкой.12,16 для обнаружения и идентификации короткоживущих радикалов ... включает захват короткоживущих радикалов диамагнитной молекулой с образованием долгоживущих радикалов ... и может быть легко обнаружен методом ЭПР. ... это удобный, легко применимый метод, который широко используется ... при изучении биохимических радикальных процессов.
    Надстрочные индексы 12 и 16 выше относятся соответственно к "Янзен, Э. Г. Свободные радикалы в биологии, Vol. IV; Прайор, W. A., Ed .; Нью-Йорк: Academic Press, 1980; p115", и "Янзен, Э. Г., Отчет о химических исследованиях, 1971, 4., 31.."
  5. ^ Подробный и структурированный список спин-ловушек от IUPAC

внешняя ссылка