X波段脈沖式電子順磁共振波譜儀

EPR100是一款功能全面，性能優(yōu)異的X波段脈沖式電子順磁共振波譜儀，兼具連續(xù)波EPR及脈沖EPR功能，除了滿(mǎn)足常規(guī)連續(xù)波EPR實(shí)驗(yàn)，也可通過(guò)特定的脈沖序列對(duì)電子自旋量子態(tài)進(jìn)行精細(xì)操控及測(cè)量，進(jìn)行T1、T2、ESEEM（電子-自旋回波包絡(luò)調(diào)制）、HYSCORE（超精細(xì)亞能級(jí)相關(guān)）等脈沖EPR相關(guān)測(cè)試。EPR100的選配件豐富全面，例如選配ENDOR、DEER、TR-EPR、AWG等配件，滿(mǎn)可足當(dāng)前所有脈沖實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降男枨螅淮钆渥儨叵到y(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)超低溫下順磁性物質(zhì)的探測(cè)。脈沖EPR可實(shí)現(xiàn)更高的譜圖分辨率，揭示電子與核之間的超精細(xì)相互作用，從而為用戶(hù)提供更多的物質(zhì)結(jié)構(gòu)信息，在材料科學(xué)、量子計(jì)算、生物結(jié)構(gòu)解析等科學(xué)研究領(lǐng)域具有不可替代的重要作用。

 X波段脈沖式電子順磁共振波譜儀：

譜圖分辨率高

弱偶極相互作用、弱精細(xì)耦合作用、弱零場(chǎng)分裂等信息，因展寬效應(yīng)無(wú)法在連續(xù)波EPR譜中解析。脈沖EPR技術(shù)具有更高的譜線(xiàn)分辨率，能夠解析連續(xù)波EPR難以分辨的弱相互作用。

譜圖易于解析

脈沖EPR可通過(guò)不同的脈沖序列設(shè)計(jì)對(duì)電子-電子、電子-核相互作用等信息進(jìn)行選擇性觀測(cè)，譜圖解析更簡(jiǎn)單。

功能全面

除弛豫測(cè)量、ESEEM、HYSCORE等實(shí)驗(yàn)，可選配電子-核雙共振（ENDOR）系統(tǒng)、電子-電子雙共振（ELDOR/DEER）系統(tǒng)、時(shí)間分辨/瞬態(tài)EPR（TR-EPR）系統(tǒng)、AWG等選件，實(shí)現(xiàn)豐富全面的脈沖實(shí)驗(yàn)類(lèi)型。

脈沖探頭高性能

Q值可調(diào)的脈沖探頭，可同時(shí)兼顧更寬的激發(fā)帶寬和更強(qiáng)的操控場(chǎng)。探測(cè)時(shí)間縮短至百納秒。

固態(tài)功率放大器

高達(dá)500 W的脈沖功率放大，搭配高性能脈沖EPR探頭，可更高效的實(shí)現(xiàn)窄脈沖激發(fā)。具有長(zhǎng)時(shí)間相位穩(wěn)定性，在進(jìn)行長(zhǎng)脈沖序列實(shí)驗(yàn)時(shí)，可進(jìn)行更為準(zhǔn)確的微波脈沖放大。

脈沖發(fā)生技術(shù)

不限個(gè)數(shù)的序列發(fā)生器。微波脈沖時(shí)間分辨率達(dá)50 ps，提高脈沖模式下的譜線(xiàn)分辨率。結(jié)合AWG選件，微波脈沖生成更便捷靈活。

應(yīng)用領(lǐng)域

化學(xué)領(lǐng)域

有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)、配位化學(xué)中的反應(yīng)機(jī)理探索、自由基中間體監(jiān)測(cè)、藥物研發(fā)輔助、配位化合物結(jié)構(gòu)解析、有機(jī)合成分析等

環(huán)境科學(xué)

高級(jí)氧化法、光催化、大氣污染監(jiān)測(cè)、污水處理、土壤修復(fù)、重金屬污染追蹤、環(huán)境持久性自由基等

材料領(lǐng)域

晶體缺陷、磁性材料、半導(dǎo)體、電池材料、光纖缺陷、高分子材料等

食品行業(yè)

食品輻照檢測(cè)鑒定、啤酒風(fēng)味保鮮期、食用油酸敗檢測(cè)等

生物領(lǐng)域

抗氧化性能表征、金屬酶表征、生物大分子自旋標(biāo)記等

醫(yī)療領(lǐng)域

職業(yè)病防護(hù)研究、核輻射應(yīng)急醫(yī)療、丙氨的酸劑量計(jì)、癌癥放療輻照相關(guān)研究等

工業(yè)領(lǐng)域

涂料老化研究、鉆石陷阱鑒定、煙草濾嘴過(guò)濾功效、石油化工品質(zhì)監(jiān)控、阻聚劑余量檢測(cè)、化妝品自由基防護(hù)系數(shù)等

地質(zhì)考古

通過(guò)對(duì)化石、巖石、珊瑚、石英、土壤進(jìn)行EPR分析，實(shí)現(xiàn)第四紀(jì)年（幾千年到百萬(wàn)年）定年

量子計(jì)算

固態(tài)體系中的電子自旋是量子計(jì)算研究所需量子比特的重要載體之一，脈沖式電子順磁共振技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)電子自旋量子態(tài)的制備、操縱和讀出，從而進(jìn)行量子計(jì)算領(lǐng)域中重要問(wèn)題的研究

生物結(jié)構(gòu)解析

電子-電子雙共振技術(shù)是生物結(jié)構(gòu)解析的重要工具之一。使用電子自旋標(biāo)記技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)、RNA等生物分子進(jìn)行特定的標(biāo)記，通過(guò)電子順磁共振技術(shù)測(cè)量出電子-電子相互作用強(qiáng)度，可以提供標(biāo)記位點(diǎn)之間的距離信息，從而可進(jìn)行生物結(jié)構(gòu)的解析。該技術(shù)可用來(lái)測(cè)量1.7-8 nm之間的距離，且是一種無(wú)損的探測(cè)手段

實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

弛豫時(shí)間測(cè)量

自旋弛豫性質(zhì)反映了自旋中心吸收能量躍遷至高能態(tài)后，能量的傳遞和耗散等過(guò)程。通過(guò)自旋弛豫時(shí)間的測(cè)量，可以得到豐富的動(dòng)力學(xué)和結(jié)構(gòu)信息，是解析物質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)的重要步驟，也是量子計(jì)算的重要研究?jī)?nèi)容。脈沖EPR通常測(cè)量橫向弛豫時(shí)間T2（自旋-自旋弛豫）和縱向弛豫時(shí)間T1（自旋-晶格弛豫）。復(fù)雜系統(tǒng)中，可利用不同順磁中心弛豫時(shí)間的差異，編輯合適的脈沖序列，對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，從而消除干擾信號(hào)。

縱向弛豫時(shí)間T1測(cè)試結(jié)果及脈沖序列

橫向弛豫時(shí)間T2測(cè)試結(jié)果及脈沖序列

電子自旋回波包絡(luò)調(diào)制（ESEEM）

ESEEM（electron spin echo envelope modulation）是一種研究電子和核之間的相互作用的技術(shù)，主要探測(cè)弱耦合的超精細(xì)相互作用和核四極矩相互作用。通過(guò)對(duì)采集到的時(shí)域譜圖進(jìn)行傅里葉變換，可得到頻域譜圖。根據(jù)頻率的大小可推斷電子周?chē)脑雍说姆N類(lèi)。除此之外，還可提供與電子產(chǎn)生相互作用的核的數(shù)目。

Coal的3P-ESEEM譜圖

CoTPP(py)的3P-ESEEM譜圖

超精細(xì)亞能級(jí)相關(guān)（HYSCORE）

HYSCORE（hyperfine sublevel correlation）是ESEEM的二維譜圖，能解析ESEEM中相互重疊的吸收峰。通過(guò)HYSCORE實(shí)驗(yàn)不僅能測(cè)到原子核的Larmor頻率，推斷原子核的種類(lèi)，還能得到超精細(xì)耦合信息，從而區(qū)分不同核的超精細(xì)耦合大小，可對(duì)原子核進(jìn)行選擇性探測(cè)。

LiF單晶的HYSCORE譜圖

附件

電子-核雙共振ENDOR（pulsed electronic nuclear double resonance）系統(tǒng)

脈沖 ENDOR是一種將核磁共振的高分辨率及核選擇性與電子順磁的高靈敏度相結(jié)合的雙共振技術(shù)。通過(guò)射頻（Radio Frequency，RF）脈沖激發(fā)核磁共振躍遷，從而對(duì)電子自旋回波產(chǎn)生調(diào)制，改變RF頻率并監(jiān)測(cè)回波強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。利用 ENDOR技術(shù)可選擇性地探測(cè)弱或強(qiáng)電子-核耦合，從而提供電子自旋周?chē)◣装７秶鷥?nèi)）的局部環(huán)境信息。選配ENDOR系統(tǒng)，包含ENDOR探頭、RF波源、RF放大器等部件。

LiF單晶的ENDOR譜圖

方解石樣品的Davies ENDOR譜圖

電子-電子雙共振ELDOR/DEER（electron-electron double resonance）系統(tǒng)

DEER技術(shù)研究電子與電子間的相互作用，可用于探測(cè)兩個(gè)順磁性中心之間的距離。將DEER技術(shù)與定點(diǎn)標(biāo)記（site-directed spin labeling，SDSL）技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)測(cè)量標(biāo)記在目標(biāo)分子上的自旋標(biāo)記位點(diǎn)之間的距離，可解析生物分子結(jié)構(gòu)及相互作用。因此，DEER技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)和聚合物科學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，如通過(guò)距離探測(cè)、測(cè)量蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-DNA相互作用、底物結(jié)合和金屬配位位點(diǎn)等。選配DEER系統(tǒng)，使用不同頻率的兩路微波對(duì)系統(tǒng)中的兩個(gè)電子自旋分別進(jìn)行脈沖操控，可實(shí)現(xiàn)脈沖DEER功能。

氮氧自由基標(biāo)記的分子（ACERT Biradical Standards for ESR Distance measurements）的DEER實(shí)驗(yàn)結(jié)果

任意波形發(fā)生器

結(jié)合任意波形發(fā)生器，可實(shí)現(xiàn)任意波形的微波脈沖輸出，可對(duì)脈沖的幅度、相位、頻率及波形包絡(luò)進(jìn)行修改，進(jìn)行靈活的定制化復(fù)雜脈沖實(shí)驗(yàn)。

時(shí)間分辨/瞬態(tài)EPR（TR-EPR）

時(shí)間分辨/瞬態(tài)EPR（TR-EPR）將時(shí)間分辨技術(shù)與順磁共振波譜技術(shù)相結(jié)合，時(shí)間分辨率可到ns級(jí)別。系統(tǒng)主要包括用于數(shù)字化控制的主控制器、用于提供穩(wěn)定光激發(fā)的高能量脈沖激光器、用于監(jiān)測(cè)脈沖激光器功率的激光能量計(jì)和用于監(jiān)測(cè)EPR信號(hào)的介質(zhì)諧振腔。TR-EPR可用于研究快速反應(yīng)過(guò)程中的自由基或激發(fā)三重態(tài)等瞬態(tài)物質(zhì)，探測(cè)和研究這些壽命在微秒到納秒范圍內(nèi)的短暫物種，對(duì)自由基反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究具有重要意義，彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備對(duì)于短壽命物種的檢測(cè)盲區(qū)。

并五苯(對(duì)三聯(lián)苯晶體中)的瞬態(tài)EPR譜圖

原位變溫系統(tǒng)

溫度變化直接影響電子自旋的狀態(tài)和動(dòng)力學(xué)行為，因此控溫技術(shù)對(duì)EPR研究至關(guān)重要。從超低溫到高溫，不同的溫度區(qū)間能夠揭示不同的物理、化學(xué)和生物過(guò)程，為研究者提供了深入理解物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)機(jī)制的窗口。

無(wú)液氦干式變溫系統(tǒng)（4 K至室溫）

液氦變溫系統(tǒng)（4.4 K至室溫）

產(chǎn)品參數(shù)

脈沖信號(hào)采集模式：瞬態(tài)采集、單點(diǎn)采集、積分測(cè)試

脈沖通道數(shù)：12（+X,-X,+Y,-Y，4個(gè)控制通道，4個(gè)可擴(kuò)展通道），支持相循環(huán)

脈沖時(shí)間分辨率：0.05 ns

脈沖數(shù)：20000 /通道，支持無(wú)限次循環(huán)播放

固態(tài)功率放大器輸出功率：最大500 W