国仪量子 国产X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪 EPR100

发布时间：2023年03月

产品背景：

　　电子顺磁共振 （Electron Paramagnetic Resonance，EPR）波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的结构、动力学以及空间分布的谱学方法，能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。当含有未成对电子的物质置于静磁场中时，如果对样品施加一定频率的电磁波信号，会观测到物质对电磁波能量的发射或者吸收。通过对电磁波信号的变化规律进行分析，可以简析出电子以及其周围环境的特性，从而可以进行物质结构的分析以及其他应用。

　　含有未成对电子的物质分布广泛，如孤立单原子、导体、磁性分子、过渡金属离子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、缺陷材料、生物自由基、金属蛋白等，许多物质本身不含有未成对电子，在受到光激发后会产生未成对电子。因此电子顺磁共振技术广泛应用于物理、化学、生物、材料、工业等领域。

　　X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪的仪器研发技术源自于中国科学技术大学微观磁共振重点实验室，该实验室从2009年开始进行谱仪的自主研发，历时10余年的研究最终在国仪量子完成产业化。目前国内仅国仪量子一家企业在做电子顺磁共振谱仪系列商用化产品的研发及市场推广工作。国仪量子在电子顺磁产品方面，除了X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪外，还有X波段连续波电子顺磁共振谱仪（立式、台式）、W波段电子顺磁共振谱仪等系列产品，可满足研究相关领域高校科研机构及有相关检测需求的政府机关与企业提供产品和服务。

　　EPR100 X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪的创新点为：微波脉冲时间分辨率达50ps，提高脉冲模式下的谱线分辨率；高性能固态功率放大器输出功率：最大450 W；基于Windows系统，无协议限制可在任何PC上独立运行。

　　目前国仪量子电子顺磁共振谱仪系列产品已经被清华大学、中国科学技术大学、中国科学院化学研究所、苏州大学第二附属医院、武汉轻工大学、安徽建筑大学等十余家单位采用。

技术指标：

　　【微波频率范围】9.2 – 9.9 GHz；

　　【 实时测量微波频率】频率精度1 kHz；

　　【微波频率、微波衰减值、相位和偏置功率等可调节参数全部数字化控制；】

　　【微波脉冲时间分辨率】50 ps；

　　【固态功率放大器输出功率】最大450 W；

　　【微波脉冲相位稳定性】800 us之内变化小于2°；

　　【最大微波脉冲长度】3 ms；

　　【最短π2脉冲长度】8 ns；

　　【支持任意波形脉冲调制，采样率1 GSPS。】

产品介绍：

X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪

X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪可同时兼具连续波EPR及脉冲EPR功能，在满足常规连续波EPR实验的同时，还可进行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，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。可实现超低（高）温下顺磁性物质的探测。

产品优势

实验场景多样化

满足转角、光照、低温、变温等实验需求

优异的磁场性能

磁场高均匀性和稳定性，具备精准的磁场扫描控制和过零场扫描技术

高性能的脉冲探头

不限脉冲个数的序列发生器，适用于极多脉冲的动力学去耦技术

高功率脉冲发生器

高达450 W的脉冲功率，搭配高性能脉冲EPR探头，可更高效的实现窄脉冲激发

高分辨微波脉冲技术

微波脉冲时间分辨率达50 ps，提高脉冲模式下的谱线分辨率。

应用领域

化学领域

配位化合物结构研究、催化反应、自由基检测、活性氧物种检测、化学反应动力学、小分子化学药物

环境领域

环境监测如大气污染（PM2.5）、高级氧化法污水处理、过渡金属重金属、环境持久性自由基等

材料物理

单晶体缺陷、磁性材料性质、半导体传导电子、太阳能电池材料、高分子性能、光纤缺陷、催化材料检测等

生物医疗

抗氧化剂表征、金属酶自旋标记、活性氧（ROS）及酶活表征、职业病防护研究、核辐射应急医疗救援诊断分类、癌症放疗辐照相关研究等

食品行业

农产品辐照剂量、啤酒风味保鲜期、食用油酸败检测、丙氨酸剂量计、食品饮料抗氧化性等

工业领域

涂料老化研究、化妆品自由基防护系数、钻石陷阱鉴定、烟草滤嘴过滤功效、石油化工自由基质控等

应用案例

量子计算

固态体系中的电子自旋是量子计算研究所需量子比特的重要载体之一，脉冲式电子顺磁共振技术可实现对电子自旋量子态的制备、操纵和读出，从而进行量子计算领域中重要问题的研究。科学家利用最优动力学去偶技术来提高固态体系中电子自旋的退相干时间，将伽马射线辐照过的丙二酸单晶中的电子自旋退相干时间从0.04 μs提高到了30 μs。

生物结构解析

电子-电子双共振技术是生物结构解析的重要工具之一。使用电子自旋标记技术对蛋白质、RNA等生物分子进行特定的标记，通过电子顺磁共振技术测量出电子-电子相互作用强度，可以提供标记位点之间的距离信息，从而可进行生物结构的解析。该技术可用来测量1.7-8 nm之间的距离，且是一种无损的探测手段。

可拓展的功能

生物结构解析

DEER（电子-电子双共振）实验

通过研究电子与电子间的相互作用，可实现接近生理反应或者化学反应环境中的顺磁性物种间的距离探测。

ENDOR（电子-核双共振）实验

可探测电子与核的超精细与核四极矩相互作用。

AWG功能，结合任意波形发生器

可实现任意波形的脉冲输出，可对脉冲的幅度、相位、频率及波形包络进行修改，进行定制化的复杂脉冲实验。

TR-EPR（时间分辨/瞬态）实验

将时间分辨技术与顺磁共振波谱技术相结合，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。

核心技术

高精度数字延时脉冲发生控制

EPR100采用的高精度数字延时脉冲发生器，其50 ps的时间分辨精度为客户提供更精准的时序控制功能，结合表格或代码序列编辑，可以更简易完成各种类型脉冲实验。

先进的无液氦变温系统

用于实验中变温控制的干式无液氦低温系统，使用过程中无需消耗液氦，可连续运行，安全性更高，更环保，更低运营成本。

支持升级高频

X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100支持升级部分模块后，整机升级为Q波段、W波段等更高频段的电子顺磁共振谱仪，进行高频EPR的相关研究。

为您提供全面的学术研讨服务

丰富的测样结果验证

CoTPP(py)的3P-ESEEM谱图

coal样品的ENDOR谱图

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途