a. Giải thích nguyên lý Electron Paramagnetic Resonance (EPR) và cách phát hiện gốc tự do ngắn sống trong hệ quang hóa. b. Đề xuất thí nghiệm dùng spin trap để quan sát gốc •OH hoặc O2•– và cách diễn g...

a. Nguyên lý của Electron Paramagnetic Resonance (EPR) dựa trên hiện tượng tương tác giữa spin điện tử và từ trường. Khi một mẫu chứa các điện tử có spin (như gốc tự do) được đặt trong từ trường, các mức năng lượng của các spin sẽ phân tách. Khi bức xạ điện từ với tần số tương ứng được cung cấp, các điện tử có thể chuyển từ mức năng lượng thấp sang mức năng lượng cao, tạo ra một tín hiệu mà chúng ta có thể đo được. EPR rất hữu ích trong việc phát hiện gốc tự do ngắn sống trong hệ quang hóa vì nó có khả năng phát hiện các spin không đối xứng trong thời gian rất ngắn, cho phép chúng ta xác định được sự tồn tại của các gốc tự do này. b. Để quan sát gốc tự do •OH hoặc O2•–, một thí nghiệm sử dụng spin trap có thể được thiết kế như sau: 1. Chọn một hợp chất spin trap, ví dụ như DMPO (5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide). 2. Trộn hợp chất spin trap với mẫu chứa gốc tự do mà bạn muốn nghiên cứu. 3. Kích thích mẫu bằng một nguồn ánh sáng thích hợp để tạo ra gốc tự do. 4. Sử dụng EPR để đo phổ của hỗn hợp. Khi gốc tự do tương tác với spin trap, chúng sẽ tạo ra một hợp chất ổn định hơn mà có thể đo được bằng EPR. Phổ sẽ thể hiện các thông tin như số lượng các điện tử không đối xứng, giúp nhận biết được sự tồn tại và tính chất của gốc tự do. c. Giới hạn của phương pháp EPR bao gồm độ nhạy thấp đối với các gốc tự do có nồng độ rất thấp và yêu cầu mẫu có thể khá cao. Ngoài ra, một số gốc tự do rất ngắn sống không thể được phát hiện bởi EPR do thời gian sống quá ngắn. Để xác nhận bản chất của gốc tự do, có thể sử dụng các kỹ thuật bổ trợ như: - Hệ thống sắc ký lỏng (HPLC) để phân tích các sản phẩm phản ứng. - Phương pháp phân tích khối (MS) để xác định khối lượng phân tử của các sản phẩm. - Phân tích quang phổ UV-Vis để kiểm tra các đặc điểm hấp thụ của mẫu. Những kỹ thuật này sẽ giúp khẳng định hơn nữa bản chất của gốc tự do mà EPR đã phát hiện.