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反応プロセスに関与する金属中心、有機および無機ラジカルは、様々な化学分野でESRを用いて研究が行われています。配位、金属有機化合物、電気化学、酸化還元プロセス、ラジカル中間体を含むキネティクス、光化学および触媒などです。

物理学や材料科学の分野向けには、興味深いテーマが多数あります。ESRは、ポリマーの合成と分解、塗料の特性、光起電、半導体、電池、カーボンナノチューブの純度や安定性試験に使用できます。さらに、遷移元素、希土類イオン、アクチニドイオンの配位に関する情報を得ることができます。

ESRはライフサイエンス研究にも有用なツールです。酵素、膜タンパク質、RNA/DNAの構造、機能、反応機構およびDNP試薬の特性評価/スクリーニングに役立つ洞察を提供します。スピンラベル法では、生体高分子の構造やダイナミクスを研究することができます。また一酸化窒素を含む活性酸素および活性窒素種(ROS/RNS)を検出し、濃度変化をモニターすることもできます。

ESRは医薬品分析の様々な場面で活用されているツールです。劣化の検出と評価、安定性評価や保存性の最適化、反応モニタリング、滅菌工程や常磁性の不純物測定などです。

産業界では、食品や飲料の酸化安定性や抗酸化能、放射線量測定、食品照射の影響、ポリマー分析、ダイヤモンドの鑑別など、様々な製品特性がESRで評価されています。