布魯克電子順磁共振波譜儀EPR ESR

通用型ESR/工業分析/教育
電子自旋共振（ESR）波譜儀能夠檢測樣品中自由基的濃度和成分。

  樣品可以是液體、固體或氣體。自由基是具有未成對電子的原子或分子，它們非?；钴S。也有許多穩定的自由基，如毛發里的黑色素或群青色素等。許多過渡金屬和稀土金屬也有未成對電子，會檢測出ESR信號。諸如紫石英、煙晶和螢石等因含有未成對電子而呈現出顏色的礦石，也會有ESR信號。
  電子自旋共振（ESR），亦稱電子順磁共振（EPR），它和NMR、MRI都是磁共振波譜技術。NMR和MRI是原子核與電磁輻射（EMR）發生交互作用，而ESR/EPR則是一個或多個未成對電子與電磁輻射發生交互作用。盡管NMR無法檢測出所有原子核，但絕大多數物質都會產生NMR信號，不過，ESR并非這種情況。在各種形式的磁共振中，EMR是其磁分量與原子核或電子的磁矩發生交互作用。自旋成對電子的凈磁矩為零；因此，不會有ESR信號。典型ESR波譜儀，是將樣品放置于可以緩慢變化的均勻磁場輻照范圍的高頻共振腔中。在微波以固定頻率照射下，未成對電子將在符合等式E=hν=gBH的特征磁場中，在自
旋“向上”和自旋“向下”狀態之間，發生共振躍遷。

布魯克電子順磁共振波譜儀microESR的應用
對毛發、松針、茶葉和藍色化妝品等含有自由基的日常物品進行檢測。毛發中的黑色素含有自由基。毛發越黑，自由基含量越高。圖A所示是黑色、橙色和白色貓毛測得的ESR波譜疊加圖。所有樣品的毛發質量是相同的。理論上，白色貓毛應當不產生信號；然而，白色貓毛并非取自白化變種的貓，而是取自貓身上的白色斑塊，因此仍有少許殘余信號。

過渡金屬和超精細分裂
 向學生介紹原子核造成的超精細分裂
 在這項實驗中，合成了多種配位化合物，并分析了ESR波譜
 學生了解到，不只是過渡金屬原子核會造成這些化合物的超精細分裂，其他原子核也會導致超精細分裂，還探討了自旋量子數為零（I =0）的原子核


動力學
向學生介紹如何使用ESR來監測反應。
 這項實驗使用了穩定的氮氧自由基——TEMPOL來測定果汁的抗氧化性。
microESR的交互式采集軟件，允許學生進行動力學實驗。學生可以設定每次測定的掃描次數、測定次數和測定間隔時間。
波譜儀將在每次掃描后顯示測得的波譜。然后，利用microESR處理和分析軟件，進一步分析ESR波譜儀采集到的數據。所有數據均保存為.csv文件，以便載入任何數據表程序，進行數據處理。
 實驗在水中進行，因此，學生實驗可以使用放置在5mm石英管內的熔點毛細管。5mm石英管可以重復使用多次

l 生命科學：

活組織和液體中的自由基，如活性氧（ROS）、NO自由基、自由基反應動力學及其機制、結構生物學（自旋標記/捕獲）、金屬酶研究、炎癥反應、致癌反應、氧化應激、藥物 API 的有效期分析、血氧濃度測量、膜的流動性、微環境中的PH值、粘度、相位分離等；

l 化境化學：

污染物的自由基產生、污水處理、大氣顆粒物和工業垃圾中持久性自由基（EPFRs）的檢測、高級氧化處理（AOPs）過程、過渡金屬化合物、多環芳烴類（PAHs）物質和醌類物質檢測、芬頓化學、光催化、有機金屬催化劑、自旋捕獲實驗（PBN，TEMPOL，DMPO）等；

l 材料化學：

納米材料的光催化性能研究、光照引起涂料和聚合物的降解和老化、材料改性及摻雜、紫外輻照穩定性、溫度穩定性、腐蝕中的自由基行為等；

l 物理：

材料的磁性、電子密度、晶體缺陷、金剛石色心、半導體中電子交換速度，缺陷和摻雜等；

l 輻照劑量檢測：

丙氨酸劑量測定（片和薄膜）、輻照食品、考古、地質測年等；

l 食品化學與制藥：

食品的抗氧化性能、產品的保質期及長期穩定性、啤酒風味保鮮期及穩定性研究、食用油的酸度檢測等；

l 化妝品：

防自由基效用、乳霜和洗發水等的紫外線防護質量等；

l 工業領域：

放射量測定、受輻射高分子中的自由基檢測、高級光學玻璃質量控制、汽車涂料的抗氧化性、煙草過濾嘴的過濾功效等

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