国仪量子电子顺磁共振波谱仪

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。

应用案例
自由基研究
自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。自由基非常活跃，与人体的衰老，疾病等密切相关。电子顺磁共振技术是目前唯一可以直接探测自由基的技术。

 材料科学
顺磁性的金属富勒烯作为新型纳米磁性材料在磁共振成像、单分子磁体、自旋量子信息等方面具有重要的应用价值，通过电子顺磁共振技术可以获得金属富勒烯中的电子自旋分布情况，可以深
入了解自旋与金属磁性核的超精细相互作用，可以探测金属富勒烯自旋与磁性在不同环境下的变化。
参考文献：Nanoscale 2018,10,3291

辐照食品监测
食品辐照技术对确保食品的卫生、安全、减少污染和化学残留等起着不可替代的作用。食品在电离辐射作用下会使得内部化合物的共价键发生均裂而产生大量自由基，电子顺磁共振技术依靠检测辐照产生的长寿命自由基来对辐照食品进行鉴定，例如含纤维素类、含骨类和含结晶糖类的辐照食品。

啤酒工业
啤酒保存过程中，啤酒中的自由基氧化后导致啤酒变质，加热则会有效加速氧化；电子顺磁共振谱仪作为啤酒氧化性能的检测工具，它可以监控啤酒酿造过程自由基的变化，预测成品酒的风味保鲜期，对啤酒风味稳定性进行全面的评价。

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耦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，展示了动力学去耦技术的重要意义。
参考文献：Nature 461, 1265-1268 (29 October 2009)

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。
参考文献：Biophysical Journal 113, 371‒380, July 25, 2017

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