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生物系统中自旋相关自由基对的重要性日益受到重视，其在弱磁场生物效应和新兴量子自旋生物医学应用中发挥着重要作用。荧光显微镜具有足够的灵敏度来研究磁场对活细胞内自由基对反应的影响，但传统技术无法直接解析其动力学过程，因为大多数具有生物学相关性的自由基对是非发射性的。为克服这一挑战，该研究团队引入了两种新型显微技术：单色泵浦-探测（PP）和泵浦-场-探测（PFP）荧光技术。该工作描述了它们的工作原理，提供了数学公式，并通过理论分析和在成熟的黄素类磁场敏感反应上进行的实验验证了这两种技术。这些方法为量化和可视化生物系统中自由基对化学反应的量子自旋动力学提供了一个灵敏且广泛适用的平台。