自由基与氧化还原
1 自由基、活性氮、脂质过氧化与氧化还原状态
医学背景。氧化还原失衡参与炎症、缺血再灌注损伤、心血管疾病、神经退行性病变、感染和肿瘤治疗反应。ROS与RNS寿命短、反应选择性受微环境控制，医学研究需要同时辨认自由基种类、生成位置、时间过程以及与组织损伤的对应关系。
ROS自旋捕获与自旋探针
医学背景。ROS参与吞噬细胞杀菌、细胞信号和线粒体代谢；过量或持续生成会损伤蛋白、脂质与DNA。医学实验通常比较疾病模型与抗氧化干预下的自由基谱，同时需要区分反应液、离体组织和活体来源。
ROS的稳态浓度和寿命通常低于常规EPR直接检出范围。硝酮自旋捕获剂将自由基转化为具有特征超精细分裂的加合物；环状羟胺则被氧化为较稳定的硝氧自由基，常用于相对定量。两者测得的化学事件不同，不宜把CMH信号直接写成“超氧绝对浓度”。
案例A1-1｜创伤氧化环境与Rac2
研究内容研究比较创伤修复过程中氧化物生成的时间变化，并分析Rac2缺失对炎症反应和伤口闭合的影响。
EPR所说明的问题EPR用于确认创口环境中可被DMPO捕获的自由基负荷，并量化Rac2相关氧化反应的贡献。
实验设计与参数医学背景为皮肤创伤修复；样品为小鼠8 mm创口冲洗液；顺磁对象为DMPO自由基加合物。采用Bruker ESP300E X波段CW、室温、TM110腔和100 kHz调制，局部加入50 μL、1 M DMPO，10 min后取样并与TEMPO标准比较双积分。
主要结果与研究边界创口氧化物在第2天达峰，Rac2缺失小鼠信号约低3倍，并伴随较慢闭合。阶段为动物模型的离体读出；限制包括冲洗稀释、加合物衰减及非实时测量。
案例A1-2｜斑马鱼组织超氧测量
研究内容研究在斑马鱼幼体和成体心脏中比较DMPO自旋捕获与CMH羟胺探针，建立适合小体积组织的超氧相关读出。
EPR所说明的问题EPR用于比较两类探针对线粒体抑制和抗氧化干预的响应幅度、采集时间及化学选择性。
实验设计与参数医学背景为心血管氧化应激模型；样品为斑马鱼幼体池和成体心脏；顺磁对象为DMPO加合物或CMH氧化生成的CM•。常规X波段CW比较100 mM DMPO与1 mM CMH；鱼藤酮使幼体和心脏信号分别增加约2.1倍和3.8倍，NAC及PEG-SOD降低信号。
主要结果与研究边界CMH的5 s采集信噪比高于DMPO的3.5 min采集。阶段为动物离体组织方法研究；限制是CMH反映总体氧化反应，DMPO-OOH可迅速转化且DMPO细胞通透性有限。
案例A1-3｜GH-CDs调节ROS/RNS并干预溃疡性结肠炎
研究内容研究评价生物相容性碳点纳米酶对ROS/RNS的调节作用，并在DSS结肠炎模型中联合考察炎症、肠屏障与肠道菌群。
EPR所说明的问题EPR用于验证模型反应体系中的自由基生成或清除响应，说明材料具有可测的自由基调节能力；动物组织中的氧化应激变化由生化和组织学实验评价。
实验设计与参数应用记录标注仪器为EPR200M；当前可访问公开页面未完整列出捕获剂、微波频率、功率和调制参数。
主要结果与研究边界论文报告GH-CDs具有ROS/RNS清除活性，并在结肠炎模型中改善炎症和肠稳态。阶段为材料模型、细胞与动物；限制是EPR方法字段尚不完整，不能把反应液谱写作肠道原位自由基测量。
案例A1-4｜川芎来源碳点缓解心肌缺血再灌注损伤
研究内容研究以川芎来源碳点干预心肌缺血再灌注损伤，分析氧化应激、线粒体损伤与凋亡之间的联系。
EPR所说明的问题EPR用于检验材料对O2•-和•OH的清除能力，确认其抗氧化作用具有自由基化学基础。
实验设计与参数采用EPR200M连续波X波段；O2•-由核黄素/甲硫氨酸体系生成，•OH由Fe2+/H2O2 Fenton体系生成，公开方法段未完整列出捕获剂和桥路参数。
主要结果与研究边界EPR信号随碳点处理降低；后续细胞与大鼠MIRI实验显示氧化应激、线粒体损伤和凋亡减轻。阶段为模型反应、细胞与动物；限制是自由基清除谱来自无细胞体系。
案例A1-5｜Cur-Fe金属-多酚纳米酶干预溃疡性结肠炎
研究内容研究构建口服仿生Cur-Fe纳米酶，以抗氧化、抗炎、肠屏障保护和菌群调节共同干预溃疡性结肠炎。
EPR所说明的问题EPR直接比较BMPO/•OOH加合物信号，检验材料对黄嘌呤氧化酶体系所生成超氧相关物种的清除作用。
实验设计与参数采用EPR200M；BMPO加入次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶体系，37 ℃反应15 min后测量。
主要结果与研究边界Cur-Fe使BMPO/•OOH信号明显降低。阶段为模型反应、细胞与DSS小鼠；限制是EPR结果对应体外模型反应，肠道疗效由其他实验读取。
案例A1-6｜酵母微囊递送金属-多酚纳米酶治疗结肠炎
研究内容研究利用酵母微囊保护和递送金属-多酚纳米酶，评价其缓解氧化应激、修复肠屏障和调节菌群的作用。
EPR所说明的问题EPR分别用BMPO和DMPO记录O2•-与•OH相关加合物，判断微囊制剂在胃肠道模拟条件下保留自由基清除活性的程度。
实验设计与参数采用EPR200M，在超氧和Fenton模型以及含H2O2的模拟炎症结肠液中测量。
主要结果与研究边界微囊纳米酶使两类自由基加合物信号降低。阶段为模型反应、细胞与DSS小鼠；限制是体内自由基变化未由EPR直接测量。
案例A1-7｜苦瓜来源细胞外囊泡缓解溃疡性结肠炎
研究内容研究评价苦瓜来源细胞外囊泡的抗氧化、抗炎和肠屏障保护作用，并用于DSS结肠炎模型。
EPR所说明的问题EPR用于验证囊泡对•OH和O2•-相关自由基加合物的清除响应，为后续细胞和动物效应提供材料化学依据。
实验设计与参数采用CIQTEK EPR200M；20 μg/mL囊泡已使•OH信号明显降低，并使O2•-相关信号下降。
主要结果与研究边界当前可访问方法段未给出捕获剂名称和完整桥路参数。阶段为模型反应、细胞与动物；限制是EPR读出来自无细胞反应体系。
案例A1-8｜铁皮石斛来源碳点纳米酶干预急慢性结肠炎
研究内容研究评价铁皮石斛来源碳点对急性和慢性结肠炎中黏液层、上皮屏障和免疫炎症的综合作用。
EPR所说明的问题EPR用于确认材料对O2•-和•OH相关自由基信号的浓度依赖清除能力。
实验设计与参数采用CIQTEK EPR200-Plus；论文图中O2•-和•OH的ESR信号随DO-CDs浓度增加而降低，并由NBT、SOD试剂盒、TMB和DPPH测定交叉比较。
主要结果与研究边界公开正文未定位到捕获剂和完整仪器参数。阶段为模型反应与急慢性动物模型；限制是EPR未直接读取结肠组织内自由基。
案例A1-9｜药用植物来源碳点纳米酶干预溃疡性结肠炎
研究内容研究利用药用植物来源碳点联合抗氧化、抗炎与肠屏障保护，评价其对溃疡性结肠炎的治疗作用。
EPR所说明的问题EPR用于确认材料清除•OH与O2•-的能力，并与细胞氧化应激和动物炎症终点对应。
实验设计与参数原文方法明确记录CIQTEK EPR200M，摘要报告两类自由基清除率均超过95%。
主要结果与研究边界当前公开页面未完整列出捕获剂、频率和微波参数。阶段为模型反应、细胞与动物；限制是高比例清除率依赖指定反应条件，不代表体内绝对清除率。
案例A1-10｜金银花来源碳点抑制肺部炎症与焦亡
研究内容研究评价金银花来源碳点的SOD样催化和药理作用，分析其对Caspase11/GSDMD依赖性焦亡及肺部炎症的影响。
EPR所说明的问题EPR用于比较不同浓度Hy-CDs对超氧相关信号的清除效果，验证其SOD样抗氧化活性。
实验设计与参数论文图注明确给出•O2-清除的EPR分析，应用记录标注EPR200M。
主要结果与研究边界公开方法未完整给出捕获剂、频率、功率和调制幅度。阶段为模型反应、细胞与动物；限制是EPR部分主要评价材料活性，焦亡通路由细胞和组织实验判定。
方法补充。 低温组织EPR可在给药后快速冻存，以减少离体氧化；功率饱和曲线用于分辨弛豫不同的谱组分；快速冻淬适合毫秒级酶中间体，但不等于脉冲EPR。
活性氮与NO
医学背景。NO参与血管舒张、神经传递和免疫防御，过量NO与超氧反应形成过氧亚硝酸盐，可引起硝化和氧化损伤。NO的扩散、血红素结合和快速代谢使终点浓度难以由常规化学法单独描述。
NO可直接与血红素、Fe—S簇或外源二硫代氨基甲酸铁络合物形成可检出的顺磁中心。Fe-MGD/Fe-DETC等捕获体系提高稳定性，但产物量还受铁、硫醇、氧和细胞还原环境影响。
案例A2-1｜内毒素血症小鼠NO捕获
研究内容研究在LPS诱导的全身炎症模型中检测肝、肺等组织的NO生成，并比较匀浆与完整器官测量。
EPR所说明的问题EPR通过NO-铁络合物的特征谱确认组织中NO相关产物，并界定X波段对含水完整器官的限制。
实验设计与参数样品为LPS小鼠肝匀浆、完整肝和肺；顺磁对象为NO–Fe(DTCS)2。肝匀浆用室温X波段CW，完整器官另用S波段。
主要结果与研究边界两频段均检出组织NO相关信号，S波段更适合完整器官。阶段为动物感染/炎症模型；限制是X波段样品为匀浆，捕获物形成不只由NO浓度决定。
案例A2-2｜工程化间充质干细胞储存NO
研究内容研究构建可储存和释放NO的工程化间充质干细胞，并评价其对急性肾损伤的干预作用。
EPR所说明的问题EPR用于定量Fe-DETC捕获的NO络合物，检验细胞制剂形成可测NO储库的能力。
实验设计与参数样品为工程化MSC及急性肾损伤模型；顺磁对象为Fe2+–DETC捕获的NO络合物。乙酸乙酯提取物装入50 μL毛细管，X波段CW室温测量，100 kHz调制、10 mW、2 G调制幅度、30次扫描，并以TEMPO校准双积分。结果显示工程化MSC可储存并释放NO，动物模型中出现治疗效应。
主要结果与研究边界限制是终点提取测量，提取率和捕获效率影响绝对量。
脂质过氧化与铁死亡
医学背景。脂质过氧化破坏细胞膜并构成铁死亡的核心化学过程，与肿瘤治疗、缺血损伤和神经退行性疾病有关。医学判定需要将自由基生成与铁依赖性、GPX4/GSH状态、脂质组学及药理拯救实验共同解释。
EPR在本类问题中常检测脂质碳中心、烷氧基或过氧基自由基，或检测触发脂质过氧化的羟基自由基。铁死亡判定仍需结合ferrostatin-1/liproxstatin-1拯救、脂质组学、GPX4/GSH状态和细胞死亡表型。
案例A3-1｜HPLC-ESR鉴定有机过氧化物自由基
研究内容研究将色谱分离、EPR与质谱结合，用于鉴定有机过氧化物分解形成的多种自由基加合物。
EPR所说明的问题EPR提供自由基中心的超精细指纹，解决复杂氧化体系中不同DMPO加合物相互重叠的问题。
实验设计与参数样品为有机过氧化物与DMPO反应体系；顺磁对象为氧中心和碳中心DMPO加合物。X波段CW与液相分离、质谱联用，用超精细常数和MS/MS鉴定不同加合物。
主要结果与研究边界该工作建立了复杂脂质氧化体系中“先分离、再判定”的路线。阶段为分析方法；限制是色谱过程和加合物寿命会改变组分比例。
案例A3-2｜Fe(III)-salophene诱导磷脂过氧化
研究内容研究评价Fe(III)-salophene配合物诱导三阴性乳腺癌细胞铁死亡的化学基础，并结合脂质组学和抑制剂实验。
EPR所说明的问题EPR用于确认配合物/H2O2模型中的烷氧基自由基化学，为脂质过氧化起始过程提供直接谱学信息。
实验设计与参数样品为Fe-salophene化学体系和三阴性乳腺癌细胞；顺磁对象为DMPO–OCH3。Magnettech MS-5000 X波段CW，9.5 GHz、−15°C、10 mW、0.1 mT/100 kHz调制、330–345 mT、120 s扫描；模型含0.5 mM配合物、100 mM DMPO、5 mM H2O2和10%甲醇。细胞LC50约0.07–0.11 μM，铁死亡抑制剂可保护，脂质组学显示PE/PI氧化。
主要结果与研究边界限制是EPR使用酸性含甲醇模型，不能单独指定细胞内自由基。
整体氧化还原状态
医学背景。循环和组织氧化还原状态反映氧化剂生成、抗氧化缓冲和代谢还原力的综合结果，可用于运动应激、炎症和药效研究。单一探针通常响应多种氧化还原反应，结果适合相对比较。
此类测量通常读取硝氧自由基探针的氧化、还原或消失动力学。结果代表样品对探针的净氧化还原作用，需避免把复合反应压缩为单一ROS指标。
案例A4-1｜运动期间人外周血氧化状态
研究内容研究比较运动员与一般活动者在受控运动前后的外周血氧化还原响应。
EPR所说明的问题EPR记录羟胺探针形成的稳定硝氧自由基，给出循环体系总体氧化反应的相对变化。
实验设计与参数样品为运动员和一般活动者受控运动期间的外周血；顺磁对象为脂溶性羟胺探针氧化生成的持久硝氧自由基。
主要结果与研究边界X波段CW比较运动前后信号，观察到两类受试者的静息和运动响应不同。阶段为人体观察；限制是探针对多种氧中心物种响应，开放摘要未给完整功率和调制参数。
案例A4-2｜PC-SOD调节炎症小鼠血液状态
研究内容研究比较普通SOD与磷酰胆碱修饰SOD在炎症模型中的药效持续时间。
EPR所说明的问题EPR以血液中CMP探针氧化产物为读出，检验两种制剂对离体血液氧化状态的调节幅度和持续性。
实验设计与参数LPS小鼠血液加入1 mM CMP孵育15 min，Bruker ER116DS X波段CW，9.4 GHz、336 mT、2 mW、100 kHz、0.063 mT调制、室温。
主要结果与研究边界普通SOD的作用在30 min内消失，PC-SOD在给药2 h后仍使信号接近健康对照。阶段为临床前药效；限制是CMP同时与多种还原剂反应，测量为离体终点。