電子自旋共振波譜儀,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,它們非常活躍。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,如下面的概念圖所示:
布魯克電子自旋共振波譜儀microESR是一款小型的、便攜式的研究級儀器,重量只有10公斤,可以輕松放置于工作臺、通風櫥里,甚至可以帶去研究現場使用。它不需要特殊的安裝條件,也無需定期維護,這意味著即使是最沒有經驗的研究人員或學生也能感受EPR的強大分析能力。
布魯克電子自旋共振波譜儀microESR配備了一個小巧的0 . 3 4 8特斯拉稀土磁體 。這個 磁 體 裝 置 采 用 低 功 率電磁 鐵 芯 來 調 節 磁場。microESR是一臺連續波(CW)波譜儀,掃描范圍超過500Gauss。磁場中心位于自由電子自旋g值附近。這臺波譜儀采用線性壓控振蕩器作為微波源,可在9.7GHz頻率下產生0.5至70mW射頻功率。microESR采用正交鎖相檢 測法,系統內置鎖相放大器。