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Lexikon der Biologie: Elektronenspinresonanz-Spektroskopie

Elektronenspinresonanz-Spektroskopie, Abk. ESR-Spektroskopie, Elektronenparamagnetische Resonanz-Spektroskopie, Abk. EPR-Spektroskopie, spektroskopisches Verfahren zur Messung des Eigendrehimpulses (Spin) von Elektronen. Atome, die aufgrund des Aufbaus ihrer Elektronenhülle einen von Null verschiedenen Elektronen-Gesamtdrehimpuls haben, verfügen über ein magnetisches Moment (gyromagnetisches Verhältnis) und verhalten sich aus diesem Grund ähnlich wie kleine Magnete. Setzt man solche Atome einem äußeren Magnetfeld aus, dann versuchen diese Elementarmagnete, sich entsprechend dem äußeren Feld auszurichten. Da das vorhandene magnetische Moment infolge elektronischer Dynamik zustande kommt, verhält sich ein Atom in einem äußeren Magnetfeld wie ein Kreisel. Sind die Richtung des atomaren magnetischen Moments und die Richtung des äußeren Magnetfelds gerade entgegengesetzt, so wird ein maximales Drehmoment auf das Atom ausgeübt. Dieses Drehmoment versucht, beide magnetischen Momente parallel zu stellen. Der atomare Kreisel hingegen antwortet darauf mit einer ausweichenden Präzessionsbewegung, indem er um die Feldlinien des äußeren Magnetfelds „kreiselt“. Beide magnetischen Momente bleiben auf diese Weise entgegengesetzt. Durch Einstrahlung eines Mikrowellenimpulses geeigneter Frequenz schafft man es trotz der Präzessionsbewegung, die Richtung des atomaren magnetischen Moments bezüglich des äußeren Magnetfelds zu ändern. Über die Frequenz des Mikrowellenimpulses kann die Energie gemessen werden, die für den Übergang von paralleler zu antiparalleler Einstellung notwendig ist. Die ESR-Spektroskopie kann auch mit anderen spektroskopischen Verfahren, z.B. Kernresonanzspektroskopie, kombiniert werden ( vgl. Infobox ).

R.Kü./M.B.

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