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，除了滿足常規(guī)連續(xù)波EPR實驗，也可通過特定的脈沖序列對電子自旋量子態(tài)進行精細操控及測量，進行T1、T2、ESEEM（電子-自旋回波包絡調制）、HYSCORE（超精細亞能級相關）等脈沖EPR相關測試。EPR100的選配件豐富全面，例如選配ENDOR、DEER、TR-EPR、AWG等配件，滿可足當前所有脈沖實驗模式的需求；搭配變溫系統(tǒng)，可實現超低溫下順磁性物質的探測。脈沖EPR可實現更高的譜圖分辨率，揭示電子與核之間的超精細相互作用，從而為用戶提供更多的物質結構信息，在材料科學、量子計算、生物結構解析等科學研究領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、弱精細耦合作用、弱零場分裂等信息，因展寬效應無法在連續(xù)波EPR譜中解析。脈沖EPR技術具有更高的譜線分辨率，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可通過不同的脈沖序列設計對電子-電子、電子-核相互作用等信息進行選擇性觀測，譜圖解析更簡單。

功能全面

除弛豫測量、ESEEM、HYSCORE等實驗，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)、時間分辨/瞬態(tài)EPR（TR-EPR）系統(tǒng)、AWG等選件，實現豐富全面的脈沖實驗類型。

脈沖探頭高性能

Q值可調的脈沖探頭，可同時兼顧更寬的激發(fā)帶寬和更強的操控場。探測時間縮短至百納秒。

固態(tài)功率放大器

高達500 W的脈沖功率放大，搭配高性能脈沖EPR探頭，可更高效的實現窄脈沖激發(fā)。具有長時間相位穩(wěn)定性，在進行長脈沖序列實驗時，可進行更為準確的微波脈沖放大。

脈沖發(fā)生技術

不限個數的序列發(fā)生器。微波脈沖時間分辨率達50 ps，提高脈沖模式下的譜線分辨率。結合AWG選件，微波脈沖生成更便捷靈活。

應用領域

化學領域

有機化學、電化學、配位化學中的反應機理探索、自由基中間體監(jiān)測、藥物研發(fā)輔助、配位化合物結構解析、有機合成分析等

環(huán)境科學

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

材料領域

晶體缺陷、磁性材料、半導體、電池材料、光纖缺陷、高分子材料等

食品行業(yè)

食品輻照檢測鑒定、啤酒風味保鮮期、食用油酸敗檢測等

生物領域

抗氧化性能表征、金屬酶表征、生物大分子自旋標記等

醫(yī)療領域

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

工業(yè)領域

涂料老化研究、鉆石陷阱鑒定、煙草濾嘴過濾功效、石油化工品質監(jiān)控、阻聚劑余量檢測、化妝品自由基防護系數等

地質考古

通過對化石、巖石、珊瑚、石英、土壤進行EPR分析，實現第四紀年（幾千年到百萬年）定年

量子計算

固態(tài)體系中的電子自旋是量子計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可實現對電子自旋量子態(tài)的制備、操縱和讀出，從而進行量子計算領域中重要問題的研究

生物結構解析

電子-電子雙共振技術是生物結構解析的重要工具之一。使用電子自旋標記技術對蛋白質、RNA等生物分子進行特定的標記，通過電子順磁共振技術測量出電子-電子相互作用強度，可以提供標記位點之間的距離信息，從而可進行生物結構的解析。該技術可用來測量1.7-8 nm之間的距離，且是一種無損的探測手段

實測數據

弛豫時間測量

自旋弛豫性質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程。通過自旋弛豫時間的測量，可以得到豐富的動力學和結構信息，是解析物質化學結構的重要步驟，也是量子計算的重要研究內容。脈沖EPR通常測量橫向弛豫時間T2（自旋-自旋弛豫）和縱向弛豫時間T1（自旋-晶格弛豫）。復雜系統(tǒng)中，可利用不同順磁中心弛豫時間的差異，編輯合適的脈沖序列，對信號進行采集，從而消除干擾信號。

縱向弛豫時間T1測試結果及脈沖序列

橫向弛豫時間T2測試結果及脈沖序列

電子自旋回波包絡調制（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，主要探測弱耦合的超精細相互作用和核四極矩相互作用。通過對采集到的時域譜圖進行傅里葉變換，可得到頻域譜圖。根據頻率的大小可推斷電子周圍的原子核的種類。除此之外，還可提供與電子產生相互作用的核的數目。

Coal的3P-ESEEM譜圖

CoTPP(py)的3P-ESEEM譜圖

超精細亞能級相關（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HYSCORE實驗不僅能測到原子核的Larmor頻率，推斷原子核的種類，還能得到超精細耦合信息，從而區(qū)分不同核的超精細耦合大小，可對原子核進行選擇性探測。

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合的雙共振技術。通過射頻（Radio Frequency，RF）脈沖激發(fā)核磁共振躍遷，從而對電子自旋回波產生調制，改變RF頻率并監(jiān)測回波強度來進行實驗。利用 ENDOR技術可選擇性地探測弱或強電子-核耦合，從而提供電子自旋周圍（幾埃范圍內）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技術研究電子與電子間的相互作用，可用于探測兩個順磁性中心之間的距離。將DEER技術與定點標記（site-directed spin labeling，SDSL）技術相結合，通過測量標記在目標分子上的自旋標記位點之間的距離，可解析生物分子結構及相互作用。因此，DEER技術在結構生物學和聚合物科學中有廣泛的應用，如通過距離探測、測量蛋白質-蛋白質、蛋白質-DNA相互作用、底物結合和金屬配位位點等。選配DEER系統(tǒng)，使用不同頻率的兩路微波對系統(tǒng)中的兩個電子自旋分別進行脈沖操控，可實現脈沖DEER功能。

氮氧自由基標記的分子（ACERT Biradical Standards for ESR Distance measurements）的DEER實驗結果

任意波形發(fā)生器

結合任意波形發(fā)生器，可實現任意波形的微波脈沖輸出，可對脈沖的幅度、相位、頻率及波形包絡進行修改，進行靈活的定制化復雜脈沖實驗。

時間分辨/瞬態(tài)EPR（TR-EPR）

時間分辨/瞬態(tài)EPR（TR-EPR）將時間分辨技術與順磁共振波譜技術相結合，時間分辨率可到ns級別。系統(tǒng)主要包括用于數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)測脈沖激光器功率的激光能量計和用于監(jiān)測EPR信號的介質諧振腔。TR-EPR可用于研究快速反應過程中的自由基或激發(fā)三重態(tài)等瞬態(tài)物質，探測和研究這些壽命在微秒到納秒范圍內的短暫物種，對自由基反應動力學研究具有重要意義，彌補傳統(tǒng)設備對于短壽命物種的檢測盲區(qū)。

并五苯(對三聯苯晶體中)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)和動力學行為，因此控溫技術對EPR研究至關重要。從超低溫到高溫，不同的溫度區(qū)間能夠揭示不同的物理、化學和生物過程，為研究者提供了深入理解物質性質和反應機制的窗口。

無液氦干式變溫系統(tǒng)（4 K至室溫）

液氦變溫系統(tǒng)（4.4 K至室溫）

產品參數

脈沖信號采集模式：瞬態(tài)采集、單點采集、積分測試

脈沖通道數：12（+X,-X,+Y,-Y，4個控制通道，4個可擴展通道），支持相循環(huán)

脈沖時間分辨率：0.05 ns

脈沖數：20000 /通道，支持無限次循環(huán)播放

固態(tài)功率放大器輸出功率：最大500 W