案例与配置
附录C 案例总表与方法对照
C.1 案例总表
编号可跳转至正文对应案例；“代表文献”列可直接打开原始论文、PubMed/PMC 页面或期刊页面。
下表按应用记录列出69个案例。B1-1/C3-1和F1-1/F2-1属于同一论文的交叉标签，因此对应67项独立研究。频段未在开放全文确认者标为“X，参数未公开”或“未核实”，不据此推断具体GHz。
| ID | 应用 | 年份 | 样品阶段 | 频段/模式 | 核心读出 | 主要限制 | 代表文献 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A1-1 | 创伤ROS | 2008 | 动物组织 | X-CW | DMPO-OH | 捕获间接、冻存 | Ojha 2008 |
| A1-2 | 斑马鱼ROS | 2025 | 动物 | X-CW | CMH三线谱 | 探针氧化非专一 | Moghadam 2025 |
| A1-3 | GH-CDs与结肠炎 | 2024 | 模型/细胞/动物 | EPR200M；参数未完整公开 | ROS/RNS清除 | 反应液EPR；捕获剂未公开 | CEJ 2024 |
| A1-4 | 心肌缺血再灌注 | 2025 | 模型/细胞/动物 | X-CW；EPR200M | O2•-/•OH清除 | 无细胞反应体系 | J Nanobiotechnol 2025 |
| A1-5 | Cur-Fe与结肠炎 | 2024 | 模型/细胞/动物 | EPR200M | BMPO/•OOH | 模型反应与体内终点分离 | J Nanobiotechnol 2024 |
| A1-6 | 酵母微囊纳米酶 | 2025 | 模型/细胞/动物 | EPR200M | BMPO-OOH/DMPO-OH | 体内自由基未直接测量 | Mater Today Bio 2025 |
| A1-7 | 苦瓜细胞外囊泡 | 2025 | 模型/细胞/动物 | EPR200M | O2•-/•OH清除 | 捕获剂未完整公开 | 原始论文 |
| A1-8 | 铁皮石斛碳点 | 2025 | 模型/动物 | EPR200-Plus | O2•-/•OH清除 | 捕获剂未定位 | 原始论文 |
| A1-9 | 药用植物碳点 | 2025 | 模型/细胞/动物 | EPR200M | O2•-/•OH清除 | 桥路参数未公开 | ACS AMI 2025 |
| A1-10 | 金银花碳点与肺炎症 | 2025 | 模型/细胞/动物 | EPR200M；参数未完整公开 | 超氧清除 | 捕获剂未公开 | AFM 2025 |
| A2-1 | 内毒素NO | 2003 | 动物 | X/S-CW | HbNO/DETC-Fe-NO | 多频、组织平均 | Plonka 2003 |
| A2-2 | MSC工程NO | 2023 | 细胞/动物 | X-CW | Fe-DETC-NO | 动物内定位有限 | Huang 2023 |
| A3-1 | 脂质过氧化产物 | 2003 | 生化模型 | X-CW+HPLC | PBN加合物 | 加合物回收偏差 | Guo 2003 |
| A3-2 | 铁死亡药物 | 2024 | 细胞 | X-CW | 脂质自由基 | 细胞器定位不足 | Su 2024 |
| A4-1 | 运动后血液氧化还原 | 2003 | 人体离体 | X-CW | 抗坏血酸自由基 | 前处理敏感 | Paolini 2003 |
| A4-2 | 超氧化物歧化模拟物 | 2025 | 细胞/动物 | X-CW | CP•/氧消耗 | 探针反应竞争 | Lazarova 2025 |
| B1-1 | 复合物I簇归属 | 2010 | 纯化蛋白 | X-DEER | 簇间偶极 | 10 K、多中心 | Roessler 2010 |
| B1-2 | DGUOK线粒体病 | 2016 | 动物组织 | X-CW | Fe–S/自由基谱 | 病因特异性有限 | Bennett 2016 |
| B2-1 | SARS-CoV-2 nsp12 Fe–S | 2021 | 纯化蛋白 | X-CW | g张量/还原响应 | 体内状态未定 | Maio 2021 |
| B2-2 | nsp14/nsp10 Fe–S | 2025 | 纯化蛋白 | X-CW | 10 K簇谱 | 病毒复制体外模型 | Maio 2025 |
| B3-1 | 血红素自旋态 | 1971 | 纯化蛋白 | X-CW | g值/自旋态 | 早期谱模拟有限 | Peisach 1971 |
| B3-2 | CYP121反应中间体 | 2023 | 纯化蛋白 | X-CW快速冻淬 | 中间体占比 | 冻淬时间分辨率 | Nguyen 2023 |
| B4-1 | RNR肿瘤自由基 | 1990 | 细胞 | 频段未核实 | 酪氨酰自由基量 | 灵敏度和归属 | Liermann 1990 |
| B4-2 | 细胞内RNR | 2021 | 细胞 | X-CW+Q脉冲 | 自由基/金属中心 | 脉冲为非X | Meichsner 2021 |
| B5-1 | MnSOD副反应 | 2013 | 蛋白/细胞 | X-CW | CAT1H/DMPO | 光化学伪影争议 | Ansenberger-Fricano 2013 |
| B5-2 | Elesclomol铜递送 | 2023 | 蛋白/细胞 | X-CW | Cu(II)消失 | 细胞路径靠联合实验 | Zulkifli 2023 |
| C1-1 | ApoA-I构象 | 2003 | 蛋白/脂质 | X-CW SDSL | 运动/可及性 | 标签卷积 | Oda 2003 |
| C1-2 | KCNQ1/KCNE1 | 2024 | 重构膜 | X-CW SDSL | 线形变化 | 全局构象非唯一 | Stowe 2024 |
| C2-1 | KCNE1膜拓扑 | 2015 | 重构膜 | X-CW功率饱和 | 深度参数 | 膜组成依赖 | Sahu 2015 |
| C2-2 | 焦磷酸酶抑制剂 | 2025 | 重构膜 | X-CW+Q-DEER | 动力学/距离 | 距离为非X | Liu 2025 |
| C3-1 | 天然Fe–S簇距离 | 2010 | 纯化蛋白 | X-DEER | 偶极调制 | 同B1-1 | Roessler 2010 |
| C3-2 | μOR构象群 | 2024 | 纯化受体 | Q-DEER，非X | 20–100 Å分布 | 冻结与模型依赖 | Zhao 2024 |
| C4-1 | Aβ聚集 | 2009 | 体外蛋白 | X-CW SDSL | 交换/运动 | 标签影响聚集 | Sepkhanova 2009 |
| C4-2 | Aβ42寡聚体 | 2023 | 体外蛋白 | X-CW SDSL | 位点扫描 | 与脑内物种差异 | Jang 2023 |
| C5-1 | Ni-SOD配位 | 2010 | 纯化蛋白 | X-ESEEM+Q-ENDOR | 14N/1H耦合 | 多频联合 | Lee 2010 |
| C5-2 | LPMO铜中心 | 2024 | 纯化蛋白 | X/Q多频脉冲 | ENDOR/ESEEM/HYSCORE | 医学联系间接 | Haak 2024 |
| D1-1 | 唑类—P450 | 2019 | 蛋白模型 | X-CW低温 | Fe(III)自旋态 | 细菌P450模型 | Jeffreys 2019 |
| D1-2 | 醌—喹啉自由基 | 2023 | 化学模型 | X-CW | 半醌自由基 | 无细胞药代 | Selyutina 2023 |
| D2-1 | BODIPY光敏剂 | 2020 | 光物理/动物 | X-TR-EPR | 三重态极化 | 80 K玻璃态 | Wang 2020 |
| D2-2 | ICG抗菌PDT | 2024 | 体外微生物 | X-CW原位光照 | ROS捕获物 | 捕获剂偏差 | Tanev 2024 |
| D2-3 | Ir(III)缺氧光治疗 | 2025 | 模型/细胞/动物 | 频率参数未完整公开 | •OH/O2•-/1O2 | 探针竞争与低氧条件 | Nano Research 2025 |
| D2-4 | 结肠癌声动力免疫 | 2025 | 模型/细胞/动物 | X-CW；EPR200M | TEMP/1O2 | 超声功率原文不一致 | APSB 2025 |
| D2-5 | 声动力+Ca2+过载 | 2025 | 模型/细胞/动物 | EPR200M；参数未公开 | 声敏ROS | 补充材料待复核 | Small Methods 2025 |
| D2-6 | 感染创面ROS/RNS | 2025 | 模型/细胞/动物 | EPR200-Plus；常温 | O2•-/•OH/ONOO- | 捕获条件未公开 | Biomaterials 2025 |
| D3-1 | X射线自由基 | 2004 | 动物 | X-CW | PBN-CH3 | 需要高剂量 | Takeshita 2004 |
| D3-2 | NO-MOL放射敏化 | 2025 | 制剂/动物 | X-CW | DMPO-ROS | EPR为无细胞反应液 | Xiong 2025 |
| D4-1 | TEMPO磁铁矿 | 2014 | 纳米材料 | X-CW | 运动/线宽 | 磁核影响线形 | Krzyminiewski 2014 |
| D4-2 | 镫骨假体灭菌 | 2024 | 植入材料 | X-CW | 残余自由基 | 缺长期体内数据 | Kwacz 2024 |
| D4-3 | MnO2-蜂毒肽免疫治疗 | 2022 | 模型/细胞/动物 | EPR200-Plus；参数未公开 | •OH生成 | 肿瘤内自由基未直接测量 | Biomaterials 2022 |
| E1-1 | 黑色素瘤全血 | 2011 | 人体离体 | X-CW 77 K | Fe/Cu中心 | 小队列混合谱 | Krzyminiewski 2011 |
| E1-2 | 人脑内源中心 | 2025/26 | 人体离体 | X-CW变温 | Fe/Cu/铁蛋白 | 冻干、无疾病对照 | Avanzine 2025/2026 |
| E2-1 | 牙釉质快速扫描 | 2015 | 人体离体 | X快速扫描/CW | 碳酸根自由基 | 需取样 | Yu 2015 |
| E2-2 | 小质量牙釉质 | 2024 | 人体离体 | X-CW | ≥0.5 Gy剂量 | 个体本底 | Kim 2024 |
| E3-1 | 指甲剂量学 | 2014 | 人体离体 | X-CW | RIS/MIS分离 | 剪切与衰减 | He 2014 |
| E3-2 | 指甲年龄效应 | 2025 | 人体离体 | X-CW | 个体响应 | 标准化不足 | Azariasl 2025 |
| E4-1 | 组氨酸灭菌 | 2017 | 药品QC | X-CW | 自由基衰减 | 包装/湿度敏感 | Vallotto 2017 |
| E4-2 | 哮喘药辐照 | 2023 | 药品QC | X，参数未公开 | 长期残留信号 | 需逐产品建库 | Ece 2023 |
| F1-1 | OxyChip长期氧测量 | 2018 | 动物 | L-CW，非X | 线宽-pO2 | 点测量 | Hou 2018 |
| F1-2 | OxyChip人体肿瘤 | 2021 | 人体可行性 | L-CW，非X | 基线/高氧响应 | 深度≤约3 cm | Schaner 2021 |
| F2-1 | OxyChip CW标定 | 2018 | 动物 | L-CW，非X | 氧致展宽 | 同F1-1 | Hou 2018 |
| F2-2 | OxyChip CW/脉冲 | 2024 | 动物 | 低频CW/脉冲 | 线宽/R1e | 运动与短相干 | Dziurman 2024 |
| F3-1 | 250 MHz氧成像 | 2008/13 | 动物 | 低频脉冲 | R1e三维图 | 专用成像仪 | Epel 2008 |
| F3-2 | 兔肿瘤大孔径成像 | 2024 | 大动物 | 250 MHz脉冲 | pO2空间分布 | 人体转化仍早 | Epel 2024 |
| F4-1 | 肿瘤多参数成像 | 2012 | 动物 | L-EPRI | pH/pO2/还原 | 药代混杂 | Bobko 2012 |
| F4-2 | HOPE71探针 | 2022 | 探针/动物前 | X标定，低频成像目标 | 多参数谱 | 体内验证有限 | Gluth 2022 |
| F5-1 | 体内牙齿分诊 | 2014 | 人体可行性 | L-CW，非X | RIS剂量 | 头动/牙位 | Williams 2014 |
| F5-2 | 放疗患者牙齿 | 2024 | 人体验证 | 低频CW，非X | 计划剂量对照 | 小样本/定位 | Draeger 2024 |
| F6-1 | 肿瘤OMRI红氧 | 2006 | 动物 | 低场PEDRI/OMRI | DNP增强衰减 | 加热与药代 | Hyodo 2006 |
| F6-2 | 场循环DNP-MRI | 2021 | 人体近场可行性 | 5 mT ESR/0.3 T MRI | 自由基MRI | 机械复杂度 | Utsumi 2021 |
C.2 CW与脉冲应用对照
| 医学任务 | X波段CW | X波段脉冲 | 首选条件 | 主要警戒 |
|---|---|---|---|---|
| ROS/RNS定性与相对定量 | 自旋捕获、自旋探针、低温组织谱 | 少量弛豫/回波辅助 | 室温反应液或快速冻存组织 | 捕获竞争、伪影、加合物寿命 |
| 组织内源金属中心 | 77 K或更低温g值、积分、功率饱和 | 回波场扫、T1/Tm | 冷冻组织、低微波功率 | 多组分重叠、EPR静默价态 |
| 蛋白局部动力学 | SDSL线形、可及性、功率饱和 | T1/Tm辅助 | 室温或变温蛋白/膜体系 | 标签和膜模型扰动 |
| 2–8 nm距离 | 偶极展宽仅适合较短距离 | DEER/PELDOR | 低温、双频、长Tm标签 | 背景扣除、取向选择、冻结 |
| 活性中心核配位 | CW超精细可见时适用 | ENDOR/ESEEM/HYSCORE | 低温、场位选择、同位素替换 | 频段混用需逐项标注 |
| 反应中间体 | 原位光照、快速冻淬 | 回波场扫/弛豫可辅助 | ms级冻淬或可控光触发 | 淬灭时间和光化学副反应 |
| 光生三重态/自由基对 | TR-EPR专门配置 | 不等同回波型脉冲 | 激光同步、ns–ms门控 | 光密度、重复频率、极化解释 |
C.3 医学领域与样品阶段分布
| 应用大类 | 应用记录数 | 占比 |
|---|---|---|
| 自由基、氮物种、脂质过氧化与氧化还原 | 8 | 14.3% |
| 线粒体、Fe–S、血红素、自由基酶与金属蛋白 | 10 | 17.9% |
| 自旋标记、膜蛋白、距离、聚集与活性中心 | 10 | 17.9% |
| 药物、PDT、放疗、纳米药物与材料 | 8 | 14.3% |
| 临床样本、离体剂量学与辐照灭菌 | 8 | 14.3% |
| 低频体内EPR、EPRI与PEDRI/OMRI扩展 | 12 | 21.4% |
| 合计 | 56 | 100% |
按样品阶段编码，模型/纯化体系22条，细胞或体外微生物8条，动物或大型动物10条，人体离体样本8条，人体可行性4条，药品或器械质量研究4条。该统计以应用记录为单位，交叉标签案例仍保留，因此不能直接解释为独立论文数量或临床成熟度。
C.4 仪器配置对应表
| 配置 | 关键硬件/附件 | 主要实验 | 对应医学应用 | 不可替代条件 |
|---|---|---|---|---|
| X波段CW基础平台 | 9–10 GHz桥、TE102/高Q腔、100 kHz调制、温控气流 | 稳态谱、线形、积分、功率饱和 | ROS/RNS、药物自由基、SDSL、材料与剂量学 | 样品腔尺寸和含水损耗限制活体 |
| X波段低温组织平台 | 氦/氮低温系统、低功率校准、标准样品 | Fe–S、血红素、Cu/Mn/Fe中心、组织谱 | 线粒体病、临床组织、金属蛋白 | 温度和微波饱和必须报告 |
| 自旋捕获/原位光照 | 扁平池或毛细管、照光窗、LED/激光、温控与定时 | DMPO/PBN/DETC/TEMP等捕获 | 氧化应激、PDT、放疗、药物毒性 | 空白、猝灭剂和捕获动力学 |
| 快速冻淬 | 混合器、延迟管、冷异戊烷/液氮、低温CW或回波检测 | ms级酶反应中间体 | P450、自由基酶、金属活性中心 | 实际淬灭时间需标定 |
| X波段脉冲基础平台 | 脉冲桥、TWT/固态功放、AWG、低温系统 | 回波场扫、T1、Tm/T2 | Fe–S簇、金属中心、标签弛豫 | 仪器死时间和相干时间 |
| X波段DEER/PELDOR | 双频源、泵浦/观察通道、宽带谐振腔 | 四脉冲/三脉冲DEER | 蛋白距离、天然簇距离 | 标签浓度、玻璃化、背景模型 |
| ENDOR/ESEEM/HYSCORE | 射频功放/线圈、低温、场位选择、相位循环 | 电子—核超精细 | 金属酶、自由基酶、氢键与配位 | 同位素样品和射频带宽 |
| X波段TR-EPR | 激光同步、瞬态采集器、光学谐振腔 | 三重态与自由基对动力学 | PDT光敏剂、光毒性 | 与回波型脉冲平台采用不同配置 |
| 低频体内EPR/EPRI | 250 MHz–1.3 GHz磁体、表面线圈/大孔径腔、梯度、动物监护 | pO2、红氧、体内牙齿、三维EPRI | 动物纵向监测与早期人体 | 常规X波段不能直接完成 |
| PEDRI/OMRI | 低场ESR照射、MRI接收、场循环或双磁场、SAR监测 | Overhauser增强MRI | 红氧与自由基分布 | 属于专用混合成像系统 |