自由基檢測(cè)儀EPR

通用型ESR/工業(yè)分析/教育，又稱電子自旋共振(ESR)。具有順磁性的物質(zhì)中的未成對(duì)電子的自旋產(chǎn)生的磁矩與射頻電磁波相互作用時(shí)所引起的共振吸收。順磁共振頻率高于核磁共振頻率2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，其波長(zhǎng)屬于微波區(qū)。順磁共振譜廣泛用于研究過(guò)渡元素化合物、自由基、金屬、半導(dǎo)體和某些點(diǎn)缺陷(如色心)固體的結(jié)構(gòu)以及自由基聚合機(jī)理、高聚物降解機(jī)理等。它可利用光譜分裂常數(shù)g研究電子成鍵本性，由譜線積分強(qiáng)度分析自由基濃度，由譜線寬度探討未成對(duì)電子與其他電子相互作用，由超精細(xì)分裂研究分子中電子的離域作用等。

電子自旋共振（ESR）波譜儀能夠檢測(cè)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(duì)電子的原子或分子，它們非常活躍。也有許多穩(wěn)定的自由基，如毛發(fā)里的黑色素或群青色素等。許多過(guò)渡金屬和稀土金屬也有未成對(duì)電子，會(huì)檢測(cè)出ESR信號(hào)。諸如紫石英、煙晶和螢石等因含有未成對(duì)電子而呈現(xiàn)出顏色的礦石，也會(huì)有ESR信號(hào)。

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(shù)。NMR和MRI是原子核與電磁輻射（EMR）發(fā)生交互作用，而ESR/EPR則是一個(gè)或多個(gè)未成對(duì)電子與電磁輻射發(fā)生交互作用。盡管NMR無(wú)法檢測(cè)出所有原子核，但絕大多數(shù)物質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生NMR信號(hào)，

不過(guò)，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(fā)生交互作用。自旋成對(duì)電子的凈磁矩為零；因此，不會(huì)有ESR信號(hào)。典型ESR波譜儀，是將樣品放置于可以緩慢變化的均勻磁場(chǎng)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(duì)電子將在符合等式E=hν=gBH的特征磁場(chǎng)中，在自旋“向上”和自旋“向下”狀態(tài)之間，發(fā)生共振躍遷。

歷史上，自1945年首次采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)ESR效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量以來(lái)，ESR波譜儀的設(shè)計(jì)一直是使用大型水冷電磁體來(lái)產(chǎn)生可變磁場(chǎng)。常規(guī)ESR波譜儀采用與老式核磁共振（NMR）波譜儀相類似的配置。這種設(shè)計(jì)對(duì)于提高便攜性是極大的障礙，因?yàn)殡姶朋w裝置的重量在200公斤以上，運(yùn)行功率達(dá)數(shù)千瓦。布魯克microESR TM 波譜儀利用小巧的強(qiáng)力稀土磁體和低功率電磁鐵芯，避免了這個(gè)問(wèn)題。樣品裝在高品質(zhì)因子（Q值）的共振腔內(nèi)，比之常規(guī)ESR，其“填充率”相對(duì)較高。因此，在實(shí)現(xiàn)高靈敏度和杰出分辨率的同時(shí)，可將整臺(tái)設(shè)備的外形尺寸縮小100倍。微波橋和接收器的設(shè)計(jì)也實(shí)現(xiàn)了根本性創(chuàng)新，通過(guò)采用類似于無(wú)線通信設(shè)備所使用的現(xiàn)代低成本集成元件，相比于比常規(guī)ESR波譜儀，它們進(jìn)一步降低了microESR TM 波譜儀的成本和尺寸。我們的創(chuàng)新反映出ESR波譜儀領(lǐng)域的根本性轉(zhuǎn)變——從大型集中式波譜儀系統(tǒng)，朝著甚至可以在現(xiàn)場(chǎng)使用的小型便攜式多功能設(shè)備發(fā)展。