Anwendungen

Basierend auf Quanteneigenschaften verfügen Elektronenspinsensoren über eine hohe Empfindlichkeit und können in großem Umfang zur Untersuchung verschiedener physikalisch-chemischer Eigenschaften wie elektrischer Felder, magnetischer Felder, Molekül- oder Proteindynamik sowie Kern- und anderer Teilchen eingesetzt werden. Diese einzigartigen Vorteile und potenziellen Anwendungsszenarien machen spinbasierte Sensoren derzeit zu einer heißen Forschungsrichtung. Sc 3 C 2 @C 80  verfügt über einen äußerst stabilen Elektronenspin, der durch einen Kohlenstoffkäfig geschützt ist und sich für die Gasadsorptionsdetektion in porösen Materialien eignet. Py-COF ist ein kürzlich entwickeltes poröses organisches Gerüstmaterial mit einzigartigen Adsorptionseigenschaften, das unter Verwendung eines selbstkondensierenden Bausteins mit einer Formylgruppe und einer Aminogruppe hergestellt wurde. hergestellt mit einer theoretischen Porengröße von 1,38 nm. Somit kann eine Metallofulleren-Einheit Sc 3 C 2 @C 80  (~0,8 nm groß) in eine der Nanoporen von Py-COF eindringen.   Ein auf Metallfulleren basierender Nanospin-Sensor wurde von Taishan Wang, einem Forscher am Institut für Chemie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, zur Erkennung der Gasadsorption in einem porösen organischen Gerüst entwickelt. Das paramagnetische Metallfulleren Sc 3 C 2 @C 80 wurde in die Nanoporen eines kovalenten organischen Gerüsts auf Pyrenbasis (Py-COF) eingebettet. Das adsorbierte N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6  und C 3 H 8 innerhalb des Py-COF, eingebettet in die  Spinsonde  Sc 3 C 2 @C 80 , wurden mit der EPR-Technik (CIQTEK EPR200-Plus) aufgezeichnet ).Es wurde gezeigt, dass die EPR-Signale des eingebetteten Sc 3 C 2 @C 80  regelmäßig mit den Gasadsorptionseigenschaften des Py-COF korrelierten. Die Ergebnisse der Studie wurden in Nature Communications unter dem Titel „Embedded nano spin sensor for in situ probing of gas adsorption inside porous Organic Frameworks“ veröffentlicht.     Untersuchung der Gasadsorptionseigenschaften von Py-COF mithilfe des molekularen Spins von Sc 3 C 2 @C 8     In der Studie verwendeten die Autoren ein Metallofulleren mit paramagnetischen Eigenschaften, Sc 3 C 2 @C 80  (~0,8 nm groß), als Spinsonde, eingebettet in eine Nanopore aus Pyren-basiertem COF (Py-COF), um die Gasadsorption zu erkennen innerhalb von Py-COF. Anschließend wurden die Adsorptionseigenschaften von Py-COF für die Gase N 2 , CO , CH 4 , CO 2 , C 3 H 6  und C 3 H 8 durch Aufzeichnung der eingebetteten Sc 3 C 2 @C 80  EPR-Signale  untersucht . Es wird gezeigt, dass die EPR-Signale von Sc 3 C 2 @C 80  regelmäßig den Gasadsorptionseigenschaften von Py-COF folgen. Und im Gegensatz zu herkömmlichen Adsorptionsisothermenmessungen kann dieser implantierbare Nanospin-Sensor die Gasadsorption und -desorption durch In-situ-Echtzeitüberwachung erkennen. Der vorgeschlagene Nanospin-Sensor wurde auch zur Untersuchung der...

Wasserstoffenergie ist die saubere Energie, die den Wandel von traditioneller fossiler Energie zu grüner Energie vorantreibt. Seine Energiedichte ist dreimal so hoch wie die von Öl und 4,5-mal so hoch wie die von Kohle! Es ist die disruptive Technologierichtung der zukünftigen Energiewende. Die Wasserstoff-Brennstoffzelle ist der wichtigste Träger für die Umwandlung von Wasserstoffenergie in elektrische Energie, und Länder auf der ganzen Welt legen großen Wert auf die Entwicklung der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie. Dies hat höhere Anforderungen an Materialien, Prozesstechnologie und Charakterisierungsmittel der Wasserstoffenergie- und Wasserstoff-Brennstoffzellen-Industriekette gestellt. Die Gasadsorptionstechnologie ist eine der wichtigen Methoden zur Charakterisierung von Materialoberflächen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Nutzung von Wasserstoffenergie, hauptsächlich in Wasserstoffbrennstoffzellen.   Anwendung der Gasadsorptionstechnologie zur Charakterisierung in der Wasserstoffproduktionsindustrie. Die Herstellung von Wasserstoff ist der erste Schritt bei der Nutzung der Wasserstoffenergie. Die Wasserstoffproduktion aus elektrolytischem Wasser mit hohem Reinheitsgrad, geringem Gasgehalt und einfacher Kombination mit erneuerbaren Energiequellen gilt als die vielversprechendste grüne Wasserstoffenergieversorgung der Zukunft [1]. Um die Effizienz der Wasserstoffproduktion aus Elektrolytwasser zu verbessern, ist die Entwicklung und Nutzung leistungsstarker HER-Elektrodenkatalysatoren ein bewährter Weg.  Durch Graphen dargestellte poröse Kohlenstoffmaterialien weisen hervorragende physikalisch-chemische Eigenschaften auf, wie z. B. eine reiche Porenstruktur, eine große spezifische Oberfläche, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine gute elektrochemische Stabilität, die neue Möglichkeiten für den Aufbau effizienter Verbundkatalysatorsysteme eröffnen. Die Wasserstoffausfällungskapazität wird durch Cokatalysatorbeladung oder Heteroatomdotierung erhöht [2].   Darüber hinaus hat eine große Anzahl von Studien gezeigt, dass die katalytische Aktivität von HER-Elektrodenkatalysatoren weitgehend von der Anzahl der auf ihren Oberflächen freiliegenden aktiven Stellen abhängt und je mehr aktive Stellen freigelegt sind, desto besser ist ihre entsprechende katalytische Leistung. Durch die größere spezifische Oberfläche von porösem Kohlenstoffmaterial werden bei Verwendung als Träger bis zu einem gewissen Grad mehr aktive Stellen dem aktiven Material ausgesetzt und die Reaktion der Wasserstoffproduktion beschleunigt.   Im Folgenden finden Sie Beispiele für die Charakterisierung von Graphenmaterialien mit dem spezifischen Oberflächen- und Porengrößenanalysator der Serie CIQTEK V-Sorb X800.  Aus Abbildung 1 ist ersichtlich, dass die Oberfläche von Graphen, das durch verschiedene Verfahren hergestellt wurde, einen großen Unterschied von 516,7 m2/g bzw. 88,64 m2/g aufweist. Forscher können die Ergebnisse des spezifi...

Wussten Sie, dass Licht Töne erzeugen kann? Im späten 19. Jahrhundert entdeckte der Wissenschaftler Alexander Graham Bell (der als einer der Erfinder des Telefons gilt) das Phänomen, dass Materialien Schallwellen erzeugen, nachdem sie Lichtenergie absorbiert haben, was als photoakustischer Effekt bekannt ist.   Alexander Graham Bell Bildquelle: Sina Technology   Nach den 1960er Jahren kamen mit der Entwicklung der Technologie zur Erkennung schwacher Signale hochempfindliche Mikrofone und piezoelektrische Keramikmikrofone auf den Markt. Wissenschaftler haben eine neue spektroskopische Analysetechnik entwickelt, die auf dem photoakustischen Effekt basiert – die photoakustische Spektroskopie, die zur Erkennung von Substanzen in Proben und ihrer spektroskopischen thermischen Eigenschaften verwendet werden kann und zu einem leistungsstarken Werkzeug für die physikalisch-chemische Forschung an anorganischen und organischen Verbindungen, Halbleitern, Metallen und Polymermaterialien wird , usw.     Wie können wir Licht dazu bringen, Klang zu erzeugen? Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, fällt eine von einem Monochromator modulierte Lichtquelle oder ein gepulstes Licht, beispielsweise ein gepulster Laser, auf eine photoakustische Zelle. Das in der photoakustischen Zelle zu messende Material absorbiert Lichtenergie, und die Absorptionsrate variiert mit der Wellenlänge des einfallenden Lichts und dem Material. Dies ist auf die unterschiedlichen Energieniveaus der in den verschiedenen Materialien enthaltenen Atommoleküle zurückzuführen und die Absorptionsrate des Lichts durch das Material erhöht sich, wenn die Frequenz ν des einfallenden Lichts nahe am Energieniveau hν liegt. Die Atommoleküle, die nach der Absorption von Licht auf höhere Energieniveaus springen, bleiben nicht auf den höheren Energieniveaus; Stattdessen neigen sie dazu, Energie freizusetzen und in den niedrigsten Grundzustand zurückzukehren, wo die freigesetzte Energie oft als thermische Energie erscheint und dazu führt, dass sich das Material thermisch ausdehnt und sein Volumen ändert. Wenn wir das Volumen eines Materials einschränken, indem wir es beispielsweise in eine photoakustische Zelle packen, führt seine Ausdehnung zu Druckänderungen. Nach einer periodischen Modulation der Intensität des einfallenden Lichts ändern sich auch Temperatur, Volumen und Druck des Materials periodisch, was zu einer erkennbaren mechanischen Welle führt. Diese Schwingung kann von einem empfindlichen Mikrofon oder einem piezoelektrischen Keramikmikrofon erfasst werden, was wir als photoakustisches Signal bezeichnen.   Prinzipschaltbild     Wie misst ein Lock-in-Verstärker photoakustische Signale?   Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das photoakustische Signal durch ein viel kleineres Drucksignal erzeugt wird, das aus sehr geringer Wärme (freigesetzt durch atomare oder molekulare Entspannung) umgewandelt wird. Die Erkennung solch extrem schwacher Signale ist o...

Die Spin-Trapping-Technik wird in der Biologie und Chemie häufig eingesetzt, da sie den Nachweis kurzlebiger Radikale ermöglicht. Bei Spin-Trapping-Experimenten können viele Faktoren wie der Zeitpunkt der Zugabe des Einfangmittels, die Konzentration des Einfangmittels, das Lösungsmittel des Systems und der pH-Wert des Systems die Versuchsergebnisse beeinflussen. Daher ist es für verschiedene Radikale notwendig, das Abfangmittel auszuwählen und das Versuchsschema sinnvoll zu gestalten, um die besten Versuchsergebnisse zu erzielen.   1. Auswahl des Abfangmittels und Lösungsmittels   Die häufigsten O-Zentrum-Radikale sind Hydroxylradikale, Superoxidanionenradikale und Singulettsauerstoff.   Hydroxylradikale ( ∙OH )   Hydroxylradikale werden normalerweise in wässrigen Lösungen nachgewiesen und mit DMPO eingefangen, das mit DMPO Addukte mit Halbwertszeiten von Minuten bis mehreren zehn Minuten bildet.   Superoxid-Anion-Radikale ( ∙O 2 - )   Wenn bei Superoxid-Anionenradikalen DMPO als Abfangmittel gewählt wird, muss der Nachweis in einem Methanolsystem durchgeführt werden. Dies liegt daran, dass die Bindungsfähigkeit von Wasser und DMPO höher ist als die von Superoxidradikalen an DMPO. Wenn Superoxidradikale in Wasser nachgewiesen werden, ist die Bindungsgeschwindigkeit von Wasser an DMPO größer als die von Superoxidradikalen an DMPO, was dazu führt, dass Superoxidradikale nicht leicht eingefangen werden. Wenn die Superoxidradikale in großen Mengen produziert werden, können sie natürlich auch von DMPO eingefangen werden. Wenn man Superoxidradikale in wässriger Lösung abfangen möchte, muss BMPO als Abfangmittel gewählt werden, da die Halbwertszeit der durch BMPO gebildeten Addukte, die Superoxidradikale in wässriger Lösung abfangen, bis zu mehreren Minuten betragen kann.   Einfachlinearer Zustand ( 1 O 2 )   Für die Detektion von Sauerstoff im Single-Linear-Zustand wird üblicherweise TEMP als Einfangmittel ausgewählt. Das Detektionsprinzip ist in Abbildung 1 dargestellt. Sauerstoff im Single-Linear-Zustand kann TEMP oxidieren, um TEMPO-Radikale mit einzelnen Elektronen zu bilden, die durch Elektronenparamagnetik nachgewiesen werden können Resonanzspektrometrie. Da TEMP leicht oxidiert und anfällig für Hintergrundsignale ist, muss TEMP getestet werden, bevor Sauerstoff im einfachen linearen Zustand als Kontrollexperiment nachgewiesen wird. Abbildung 1 Mechanismus von TEMP zum Nachweis von Singulett-Sauerstoff     Tabelle 1: Gängige Abfangmittel und Lösungsmittel für den Nachweis von O-Zentren-Radikalen   2、Zugabezeit des Einfangmittels         Wenn bei photokatalytischen Reaktionen Licht auf den Katalysator fällt, werden die Valenzbandelektronen in das Leitungsband angeregt, wodurch Elektron/Loch-Paare entstehen. Solche Experimente erfordern im Allgemeinen die Zugabe des Einfangmittels vor der Lichtbestrahlung, und in Kombination mit dem In-situ-Lichtsystem kann die Variation des...

Keramikkondensatoren sind als eine Art grundlegende passive Komponenten ein unverzichtbarer Bestandteil der modernen Elektronikindustrie. Unter ihnen nehmen Chip-Mehrschicht-Keramikkondensatoren (MLCC) aufgrund ihrer Eigenschaften wie hoher Temperaturbeständigkeit, hoher Spannungsbeständigkeit, geringer Größe und großem Kapazitätsbereich mehr als 90 % des Marktes für Keramikkondensatoren ein und werden häufig in der Unterhaltungselektronik eingesetzt Industrie, einschließlich Haushaltsgeräte, Kommunikation, Automobilelektronik, neue Energie, industrielle Steuerung und andere Anwendungsbereiche.   Der Einsatz von CIQTEK SEM kann dabei helfen, die Fehleranalyse von MLCC abzuschließen, den Fehlerursprung durch Mikromorphologie zu finden, den Produktionsprozess zu optimieren und das Ziel einer hohen Produktzuverlässigkeit zu erreichen.   Anwendung von CIQTEK SEM in MLCC   MLCC besteht aus drei Teilen: Innenelektrode, Keramikdielektrikum und Endelektrode. Mit der kontinuierlichen Aktualisierung der Marktnachfrage nach elektronischen Produkten stellt die MLCC-Produkttechnologie auch den Entwicklungstrend hoher Kapazität, hoher Frequenz, hoher Temperatur- und Hochspannungsbeständigkeit, hoher Zuverlässigkeit und Miniaturisierung dar. Miniaturisierung bedeutet die Notwendigkeit, kleinere, gleichmäßigere Keramikpulver zu verwenden. Die Mikrostruktur des Materials bestimmt die endgültige Leistung, und der Einsatz eines Rasterelektronenmikroskops zur Charakterisierung der Mikrostruktur von Keramikpulvern, einschließlich Partikelmorphologie, Gleichmäßigkeit der Partikelgröße und Korngröße, kann zur kontinuierlichen Verbesserung des Herstellungsprozesses beitragen.      Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme verschiedener Arten von Bariumtitanat-Keramikpulvern /25kV/ETD   Rasterelektronenmikroskop-Bildgebung. Verschiedene Arten von Bariumtitanat-Keramikpulvern / 1 kV / Innenlinse   Hohe Zuverlässigkeit bedeutet, dass ein tieferes Verständnis des Fehlermechanismus erforderlich ist und daher eine Fehleranalyse unverzichtbar ist. Die Hauptursache für den Ausfall eines MLCC ist das Vorhandensein verschiedener mikroskopischer Defekte wie Risse, Löcher, Delamination usw., entweder äußerlich oder innerlich. Diese Mängel wirken sich direkt auf die elektrische Leistung und Zuverlässigkeit von MLCC-Produkten aus und stellen eine ernsthafte versteckte Gefahr für die Produktqualität dar. Der Einsatz eines Rasterelektronenmikroskops kann dabei helfen, die Fehleranalyse von Kondensatorprodukten abzuschließen, die Ursache des Fehlers anhand der mikroskopischen Morphologie zu finden, den Produktionsprozess zu optimieren und letztendlich das Ziel einer hohen Zuverlässigkeit des Produkts zu erreichen.   Das Innere des MLCC ist eine mehrschichtige Struktur. Ob jede Keramikschicht Mängel aufweist, die Dicke der mehrschichtigen Keramik gleichmäßig ist und ob die Elektroden gleichmäßig bedeckt sind, all dies wirkt sich auf die Lebensda...

Arzneimittelpulver sind der Hauptbestandteil der meisten pharmazeutischen Formulierungen, und ihre Wirksamkeit hängt nicht nur von der Art des Arzneimittels ab, sondern in hohem Maße auch von den Eigenschaften der Pulver, aus denen die pharmazeutischen Formulierungen bestehen. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass physikalische Parameter wie die spezifische Oberfläche, die Porengrößenverteilung und die tatsächliche Dichte von Arzneimittelpulvern mit den Eigenschaften der Pulverpartikel wie Partikelgröße, Hygroskopizität, Löslichkeit, Auflösung und Verdichtung zusammenhängen und eine wichtige Rolle dabei spielen Reinigungs-, Verarbeitungs-, Misch-, Produktions- und Verpackungsmöglichkeiten für Arzneimittel. Insbesondere bei Wirkstoffen und pharmazeutischen Hilfsstoffen sind Parameter wie die spezifische Oberfläche wichtige Indikatoren für deren Leistung.   Die spezifische Oberfläche von API als Wirkstoff eines Arzneimittels beeinflusst dessen Eigenschaften wie Löslichkeit, Partikelgröße und Löslichkeit. Unter bestimmten Bedingungen ist die Partikelgröße umso kleiner, je größer die spezifische Oberfläche des gleichen API-Gewichts ist, und die Auflösung und Auflösungsgeschwindigkeit wird ebenfalls beschleunigt. Durch die Steuerung der spezifischen Oberfläche des Wirkstoffs kann außerdem eine gute Gleichmäßigkeit und Fließfähigkeit erreicht werden, um eine gleichmäßige Verteilung des Wirkstoffgehalts sicherzustellen.   Bei pharmazeutischen Hilfsstoffen, als Hilfs- und Zusatzstoffe für die Herstellung von Arzneimitteln und Rezepturen, ist die spezifische Oberfläche einer der wichtigen Funktionsindikatoren, die für Verdünnungsmittel, Bindemittel, Sprengmittel, Fließhilfsmittel und insbesondere Gleitmittel wichtig sind. Beispielsweise hat bei Schmierstoffen die spezifische Oberfläche einen erheblichen Einfluss auf deren Schmierwirkung, da die Voraussetzung dafür, dass Schmierstoffe eine Schmierwirkung entfalten können, darin besteht, dass sie gleichmäßig auf der Oberfläche der Partikel verteilt werden können; Im Allgemeinen gilt: Je kleiner die Partikelgröße, desto größer die spezifische Oberfläche und desto leichter lässt sie sich während des Mischvorgangs gleichmäßig verteilen.   Daher war die genaue, schnelle und effektive Prüfung physikalischer Parameter wie der spezifischen Oberfläche und der wahren Dichte pharmazeutischer Pulver schon immer ein unverzichtbarer und entscheidender Bestandteil der pharmazeutischen Forschung. Daher sind die Methoden zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche und Feststoffdichte von pharmazeutischen Pulvern im United States Pharmacopoeia USP<846> und USP<699>, im European Pharmacopoeia Ph. Eur. klar definiert. 2.9.26 und Ph. Eur. 2.2.42 sowie in den zweiten Ergänzungen der physikalischen und chemischen Analyseinhalte 0991 und 0992 zu den vier allgemeinen Regeln des Chinesischen Arzneibuchs, Ausgabe 2020.   01 Gasadsorptionstechnik und ihre Anwendung   Die Gasadsorptionstechnik ist ...

Unter Umweltkatalysatoren werden im weitesten Sinne alle Katalysatoren verstanden, die die Umweltverschmutzung verbessern können. In den letzten Jahren erfreut sich der Umweltschutz immer größerer Beliebtheit und die Erforschung und Anwendung von Umweltkatalysatoren wird immer intensiver. Die Umweltkatalysatoren für die Verarbeitung verschiedener Reaktanten stellen entsprechende Leistungsanforderungen, wobei die spezifische Oberfläche und die Porengröße einer der wichtigen Indikatoren zur Charakterisierung der Eigenschaften von Umweltkatalysatoren sind. Für die Erforschung und Optimierung ihrer Leistung ist es von großer Bedeutung, mithilfe der Gasadsorptionstechnologie die physikalischen Parameter wie die spezifische Oberfläche, das Porenvolumen und die Porengrößenverteilung der Umweltkatalysatoren genau zu charakterisieren.   01Umweltschutzkatalysator   Derzeit sind die Ölraffinerie-, Chemie- und Umweltschutzindustrie die Hauptanwendungsgebiete von Katalysatoren. Als Umweltkatalysatoren werden im Allgemeinen Katalysatoren bezeichnet, die zum Schutz und zur Verbesserung der Umwelt eingesetzt werden, indem giftige und gefährliche Substanzen direkt oder indirekt behandelt, unschädlich gemacht oder reduziert werden. Im Großen und Ganzen können Katalysatoren, die die Umweltverschmutzung verbessern können, der Kategorie der Umweltkatalysatoren zugeordnet werden . Umweltkatalysatoren können je nach Anwendungsrichtung in Abgasbehandlungskatalysatoren, Abwasserbehandlungskatalysatoren und andere Katalysatoren unterteilt werden, beispielsweise Molekularsiebkatalysatoren, die zur Behandlung von Abgasen wie SO 2 , NO X , CO 2 verwendet werden können . und N 2 O, Aktivkohle, die als typisches Adsorptionsmittel für die Adsorption flüssiger/gasförmiger Schadstoffe verwendet werden kann, sowie Halbleiter-Photokatalysatoren, die organische Schadstoffe abbauen können, und so weiter.   02 Spezifische Oberflächen- und Porengrößenanalyse und Charakterisierung von Umweltkatalysatoren   Die Katalysatoroberfläche ist einer der wichtigen Indikatoren zur Charakterisierung der Katalysatoreigenschaften. Die Oberfläche des Katalysators kann in äußere Oberfläche und innere Oberfläche unterteilt werden. Da der Großteil der Oberfläche eines Umweltkatalysators die innere Oberfläche darstellt und das aktive Zentrum oft auf der Innenoberfläche verteilt ist, gilt im Allgemeinen: Je größer die spezifische Oberfläche des Umweltkatalysators, desto mehr Aktivierungszentren befinden sich auf der Oberfläche und desto größer ist die spezifische Oberfläche des Umweltkatalysators Der Katalysator verfügt über eine starke Adsorptionskapazität für Reaktanten, die sich alle positiv auf die katalytische Aktivität auswirken. Darüber hinaus hat die Art der Porenstruktur großen Einfluss auf die Aktivität, Selektivität und Festigkeit des Katalysators. Bevor die Reaktantenmoleküle adsorbiert werden, müssen sie durch die Poren des Katalysators diffundieren, um das aktive Zentrum ...

Seit Watson und Crick in den 1950er Jahren die klassische Doppelhelixstruktur der DNA vorschlugen, steht die DNA im Mittelpunkt der biowissenschaftlichen Forschung. Die Anzahl der vier Basen in der DNA und ihre Anordnungsreihenfolge führen zur Vielfalt der Gene, und ihre räumliche Struktur beeinflusst die Genexpression. Zusätzlich zur traditionellen DNA-Doppelhelixstruktur haben Studien eine spezielle viersträngige DNA-Struktur in menschlichen Zellen identifiziert, den G-Quadruplex, eine hochrangige Struktur, die durch die Faltung von DNA oder RNA entsteht, die reich an Tandemwiederholungen von Guanin ist (G ), die in sich schnell teilenden Zellen besonders hoch ist. G-Quadruplexe kommen besonders häufig in sich schnell teilenden Zellen (z. B. Krebszellen) vor. Daher können G-Quadruplexe als Wirkstoffziele in der Krebsforschung eingesetzt werden. Die Untersuchung der Struktur des G-Quadruplex und seines Bindungsmodus an Bindemittel ist wichtig für die Diagnose und Behandlung von Krebszellen.   Schematische Darstellung der dreidimensionalen Struktur des G-Quadruplex. Bildquelle: Wikipedia   Elektron-Elektron-Doppelresonanz (DEER)   Die Pulsed Dipolar EPR (PDEPR)-Methode wurde als zuverlässiges und vielseitiges Werkzeug zur Strukturbestimmung in der Struktur- und chemischen Biologie entwickelt und liefert mithilfe von PDEPR-Techniken Abstandsinformationen im Nanomaßstab. In G-Quadruplex-Strukturstudien kann die DEER-Technik in Kombination mit ortsgerichteter Spinmarkierung (SDSL) G-Quadruplex-Dimere unterschiedlicher Länge unterscheiden und das Bindungsmuster von G-Quadruplex-Bindungsmitteln an das Dimer aufdecken. Differenzierung von G-Quadruplex-Dimeren unterschiedlicher Länge mithilfe der DEER-Technologie Unter Verwendung von Cu(pyridin)4 als Spinmarkierung zur Abstandsmessung wurde der tetragonal-planare Cu(pyridin)4-Komplex kovalent an den G-Quadruplex gebunden und der Abstand zwischen zwei paramagnetischen Cu2+ bestimmt im π-gestapelten G-Quaternärmonomer wurde durch Nachweis von Dipol-Dipol-Wechselwirkungen gemessen, um die Dimerbildung zu untersuchen. [Cu2+@A4] (TTLGGG) und [Cu2+@B4] (TLGGGG) sind zwei Oligonukleotide mit unterschiedlichen Sequenzen, wobei L den Liganden bezeichnet. Die DEER-Ergebnisse von [Cu2+@A4]2 und [Cu2+@B4]2 sind in Abbildung 1 und Abbildung 2 dargestellt. Aus den DEER-Ergebnissen lässt sich ableiten, dass in [Cu2+@A4]2-Dimeren der durchschnittliche Abstand einzelner Cu2+ -Cu2+ beträgt dA=2,55 nm, das G-Quadruplex-3′-Ende bildet durch Schwanz-Schwanz-Stapelung ein G-Quadruplex-Dimer und die gz-Achse von zwei Cu2+-Spinmarkierungen im G-Quadruplex-Dimer ist parallel ausgerichtet. Der [Cu2+@A4]2 π-Stapelabstand ist im Vergleich zu den [Cu2+@A4]2-Dimeren länger (dB-dA = 0,66 nm). Es wurde bestätigt, dass jedes [Cu2+@B4]-Monomer ein zusätzliches G-Tetramer enthält, ein Ergebnis, das vollständig mit den erwarteten Abständen übereinstimmt. Somit können Abstandsmessungen mit der DEER-Technik G-Quadruplex-Dimer...