X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100

X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100

EPR100是一款功能全面，性能优异的X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪，兼具连续波EPR及脉冲EPR功能，除了满足常规连续波EPR实验，也可通过特定的脉冲序列对电子自旋量子态进行精细操控及测量，进行T₁、T₂、ESEEM（电子-自旋回波包络调制）、HYSCORE（超精细亚能级相关）等脉冲EPR相关测试。EPR100的选配件丰富全面，例如选配ENDOR、DEER、TR-EPR、AWG等配件，满可足当前所有脉冲实验模式的需求；搭配变温系统，可实现超低温下顺磁性物质的探测。脉冲EPR可实现更高的谱图分辨率，揭示电子与核之间的超精细相互作用，从而为用户提供更多的物质结构信息，在材料科学、量子计算、生物结构解析等科学研究领域具有不可替代的重要作用。

产品优势

产品参数

脉冲信号采集模式：瞬态采集、单点采集、积分测试

脉冲通道数：12（+X,-X,+Y,-Y，4个控制通道，4个可扩展通道），支持相循环

脉冲时间分辨率：0.05 ns

脉冲数：20000 /通道，支持无限次循环播放

固态功率放大器输出功率：最大500 W

应用领域

实测数据

弛豫时间测量

自旋弛豫性质反映了自旋中心吸收能量跃迁至高能态后，能量的传递和耗散等过程。通过自旋弛豫时间的测量，可以得到丰富的动力学和结构信息，是解析物质化学结构的重要步骤，也是量子计算的重要研究内容。脉冲EPR通常测量横向弛豫时间T2（自旋-自旋弛豫）和纵向弛豫时间T1（自旋-晶格弛豫）。复杂系统中，可利用不同顺磁中心弛豫时间的差异，编辑合适的脉冲序列，对信号进行采集，从而消除干扰信号。

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电子自旋回波包络调制（ESEEM）

ESEEM（electron spin echo envelope modulation）是一种研究电子和核之间的相互作用的技术，主要探测弱耦合的超精细相互作用和核四极矩相互作用。通过对采集到的时域谱图进行傅里叶变换，可得到频域谱图。根据频率的大小可推断电子周围的原子核的种类。除此之外，还可提供与电子产生相互作用的核的数目。

超精细亚能级相关（HYSCORE）

HYSCORE（hyperfine sublevel correlation）是ESEEM的二维谱图，能解析ESEEM中相互重叠的吸收峰。通过HYSCORE实验不仅能测到原子核的Larmor频率，推断原子核的种类，还能得到超精细耦合信息，从而区分不同核的超精细耦合大小，可对原子核进行选择性探测。

附件

电子-核双共振ENDOR（pulsed electronic nuclear double resonance）系统

脉冲 ENDOR是一种将核磁共振的高分辨率及核选择性与电子顺磁的高灵敏度相结合的双共振技术。通过射频（Radio Frequency，RF）脉冲激发核磁共振跃迁，从而对电子自旋回波产生调制，改变RF频率并监测回波强度来进行实验。利用 ENDOR技术可选择性地探测弱或强电子-核耦合，从而提供电子自旋周围（几埃范围内）的局部环境信息。选配ENDOR系统，包含ENDOR探头、RF波源、RF放大器等部件。

电子-电子双共振ELDOR/DEER（electron-electron double resonance）系统

DEER技术研究电子与电子间的相互作用，可用于探测两个顺磁性中心之间的距离。将DEER技术与定点标记（site-directed spin labeling，SDSL）技术相结合，通过测量标记在目标分子上的自旋标记位点之间的距离，可解析生物分子结构及相互作用。因此，DEER技术在结构生物学和聚合物科学中有广泛的应用，如通过距离探测、测量蛋白质-蛋白质、蛋白质-DNA相互作用、底物结合和金属配位位点等。选配DEER系统，使用不同频率的两路微波对系统中的两个电子自旋分别进行脉冲操控，可实现脉冲DEER功能。

任意波形发生器

结合任意波形发生器，可实现任意波形的微波脉冲输出，可对脉冲的幅度、相位、频率及波形包络进行修改，进行灵活的定制化复杂脉冲实验。

时间分辨/瞬态EPR（TR-EPR）

时间分辨/瞬态EPR（TR-EPR）将时间分辨技术与顺磁共振波谱技术相结合，时间分辨率可到ns级别。系统主要包括用于数字化控制的主控制器、用于提供稳定光激发的高能量脉冲激光器、用于监测脉冲激光器功率的激光能量计和用于监测EPR信号的介质谐振腔。TR-EPR可用于研究快速反应过程中的自由基或激发三重态等瞬态物质，探测和研究这些寿命在微秒到纳秒范围内的短暂物种，对自由基反应动力学研究具有重要意义，弥补传统设备对于短寿命物种的检测盲区。

原位变温系统

温度变化直接影响电子自旋的状态和动力学行为，因此控温技术对EPR研究至关重要。从超低温到高温，不同的温度区间能够揭示不同的物理、化学和生物过程，为研究者提供了深入理解物质性质和反应机制的窗口。

文献案例

(1) Huang, W.; Peng, L.-Y.; Zhang, J.; Liu, C.; Song, G.; Su, J.-H.; Fang, W.-H.; Cui, G.; Hu, S. Vanadium-Catalyzed Dinitrogen Reduction to Ammonia via a [V]═NNH2 Intermediate. Journal of the American Chemical Society 2023, 145, 811-821.

(2) Ma, C.; Yang, C.; Zhuo, H.; Chen, C.; Lu, K.; Wang, F.; Shi, Z.; Xiao, H.; Song, M.; Jiang, G. Tailored Cl– Ligation on Supported Pt Catalysts for Selective Primary C–H Bond Oxidation. Journal of the American Chemical Society 2023, 145, 10890-10898.

(3) Wu, H.; Xu, S.; Du, P.; Liu, Y.; Li, H.; Yang, H.; Wang, T.; Wang, Z.-G. A nucleotide–copper(ii) complex possessing a monooxygenase-like catalytic function. Journal of Materials Chemistry B 2023, 11, 7117-7125.

(4) Xu, S.; Wu, H.; Liu, S.; Du, P.; Wang, H.; Yang, H.; Xu, W.; Chen, S.; Song, L.; Li, J.; Shi, X.; Wang, Z.-G. A supramolecular metalloenzyme possessing robust oxidase-mimetic catalytic function. Nature Communications 2023, 14.

(5) Ren, Q.; He, Y.; Wang, H.; Sun, Y.; Dong, F. Rapid Energy Exchange between InSitu Formed Bromine Vacancies and CO2 Molecules Enhances CO2 Photoreduction. Research 2023, 6.

(6) Du, P.; Xu, S.; Wu, H.; Liu, Y.; Wang, Z.-G. Histidine-Based Supramolecular Nanoassembly Exhibiting Dual Enzyme-Mimetic Functions: Altering the Tautomeric Preference of Histidine to Tailor Oxidative/Hydrolytic Catalysis. Nano Letters 2023, 23, 11461-11468.

(7) Zhang, Y.-S.; Fan, Y.-F.; Tao, X.-Q.; Li, G.-Y.; Deng, Q.-S.; Liu, Z.; Wang, Y.-X.; Gao, S.; Jiang, S.-D. Potential molecular qubits with long coherence time constructed using bromo-substituted trityl radicals. Journal of Materials Chemistry C 2024, 12, 5150-5156.

(8) Xu, H.; Zhang, Y.; Wang, M. Tunable Quantum Coherence of Polymer-Attached Molecular Spins (PAMS): An Example of Metal-Porphyrin-Centred Four-Arm Star-Like Polymers. Macromolecules 2024, 57, 2628-2638.

(9) Liu, Y.-C.; Chen, J.-X.; Fu, P.-X.; Liao, Y.-Q.; Wang, Y.-H.; Wang, Y.-X.; Liu, Z.; Gao, S.; Jiang, S.-D. Electrically Induced Crystal Field Distortion in a Ferroelectric Perovskite Reveale