EPR Sistema

Edukia
1. Zer da EPR sistema?
2. EPR sistemaren aplikazioa
3. EPR sistemaren funtzionamendu-printzipioa
4. EPR sistema mikrouhin-maiztasun arruntak
5. EPR sistemaren eskakizunak laginetarako
6. EPR sistemaren kuantifikazioan eragiten duten faktoreak
7. EPR sistema detektatzeko objektua
8. EPR sistemaren zehaztapena eta ezaugarriak
9. EPR sistema erabiltzeko neurriak
10. Nola eskatu EPR sistema?

EPR sistema (Erresonantzia paramagnetiko elektronikoa) Parekatu gabeko elektroien momentu magnetikoetatik abiatzen den erresonantzia magnetikoko teknika bat da, eta materialaren atomo edo molekulek parekatu gabeko elektroiak kualitatiboki eta kuantitatiboki detektatzeko eta haien inguruko egiturazko propietateak aztertzeko erabil daiteke. Erradikal askeei dagokienez, momentu magnetiko orbitalak ez du ia zereginik betetzen, eta momentu magnetiko osoaren gehiengoa (% 99 baino gehiago) elektroiaren spinak eragiten du. Horregatik, erresonantzia paramagnetiko elektronikoak spin elektroiaren erresonantzia bezala ere ezagutzen da (ESR). ).

Erresonantzia paramagnetiko elektronikoaren espektroskopia goi-teknologiako materialen propietateak probatzeko bitarteko modernoetako bat da eta parekatu gabeko elektroiak dituzten laginak detektatzeko metodo espektroskopikoa da. Substantziaren egiturari eta dinamikari buruzko informazio esanguratsua lortzeko aukera ematen digu, nahiz eta horiek eragin gabe egiten diren erreakzio kimiko eta fisikoen testuinguruan. Alor askotan oso erabilia izan da, hala nola, fisika, kimika, biologia, biokimika, medikuntza, ingurumen zientzia, prospekzio geologikoa... EPR teknika ezin hobea da beste bide analitiko batzuk konpentsatzeko.

EPR sistema manipulazio kuantikoan eta konputazio kuantikoan
EPR sistemak konputazio klasikoaren abantailak eta aukerak ditu konputazio kuantikoan. EPR-rekin manipulazio kuantikoa eta konputazio kuantikoa egiteko metodoa da material espintronikako txip bat egitea eta kanpoko geruza atomikoaren elektroi-espin-egoera bakarra manipulatzea eta kodetzea mikrouhin-pultsuak aplikatuz, eta eragiketa kuantikoak egitea elektroi-espin-egoeraren kodeketa erabiliz. Koherentzia-denbora luzearen, ate logikoen funtzionamendu azkarraren eta bit kuantiko bakarreko irakurketaren abantailak direla eta, egoera solidoko spinaren konputazio kuantikorako, ikerketarako puntu bero bihurtu da.

Erradikal askeen bitartekoak zuzenean detektatzeko eta aztertzeko EPR sistema
Lortutako EPR espektroan dagokion xurgapen-gailurraren g-faktorea kalkulatzen da eta balio estandararekin alderatzen da zein erradikala den estimatzeko, eta, ondoren, erradikala kimikoki ezabatzen da goiko inferentzia egiaztatzeko.
Gaur egun, erradikal batzuk egonkorrak dira giro-tenperaturan eta zuzenean lor daitezke EPR espektroskopiaz, adibidez, Sc3 C2 erradikal ioi negatiboaren EPR seinalea C80 barne C80 fullerenoak Sc metalarekin egindako erreakzioaren ondorioz. Fotosintesi-erreakzioaren elektroi-garraio-katean bitarteko erradikalak tenperatura baxuko teknikekin batera aztertu ziren. Azterketa oso bereizgarria EPR-ren espezifikoak in situ erreakzio erradikal elektrokimikoko zelulak garatzea da, elektrodoen erreakzioetarako erradikalak karakterizatzeko. Karbonoa duten konposatu ez-organikoen irradiaziotik bitarteko produktu erradikalen eraketaren neurketa EPR datazio arkeologikoaren metodoaren funtsa da, zentral hidroelektriko handien eta eraikuntza-multzoen kokalekurako erreferentzia gisa aplika daitekeena.

Erradikal iragankorretarako EPR detektatzeko metodoa eta bere aplikazioak
Erradikalak harrapatzeko teknologiaren eta EPRren konbinazioak detekzio-sentsibilitate handiko, espezifikotasun handiko eta emaitza analitiko fidagarrien abantailak ditu, eta oso erabilia da iraupen laburrean eta egoera egonkorreko kontzentrazio baxuko erradikal iragankorrak detektatzeko, eta oso erabilia da ikerketa askotan. sistema zelularrak eta are animaliak eta erreakzio kimikoen mekanismoak inplikatuz. Erradikal iragankorren EPR detektatzeko metodo esperimentala erradikalak harrapatzeko gai den zunda-molekula bat diseinatzea eta sintetizatzea da, erreakzioan sortutako erradikal iragankorrak azkar harrapatzeko gai izan behar duena, eta ondoren harrapatutako erreakzio-aduktoen egitura molekularra aztertzea. EPR bidez, eta EPR espektroetako gailurrei dagozkien osagaien egiturak banan-banan ondorioztatu eta identifikatu.
Horrez gain, ioi paramagnetikoen konplexuen EPR espektroskopia eta aplikazio farmazeutikoetarako EPR ere eskuragarri daude.

EPR sistemaren oinarrizko funtzionamendu-printzipioa honako hau da:
Erresonantzia paramagnetiko elektronikoan, elektroia masa jakin bat eta karga negatiboa duen oinarrizko partikula bat da, bi higidura-mota egiteko gai dena; bata nukleoaren inguruan orbitan dago, eta bestea bere zentrotik pasatzen den ardatz baten bira da. Elektroiaren higidurak indar momentu bat sortzen duen heinean, korronte bat eta momentu magnetiko bat sortzen dira mugimenduan. Aplikaturiko H eremu magnetiko konstantean, elektroien momentu magnetikoak hagatxo edo orratz magnetiko txiki baten antzera jokatzen du, eta elektroien spin-kopuru kuantikoa 1/2 denez, kanpoko eremu magnetikoan elektroien orientazio bi baino ez daude: paralelo bat. H-ri, energia maila baxuari dagokiona, -1/2gβH-ko energiarekin; H-ren alderantzizko paralelo bat, energia maila altuari dagokiona, +1/2gβH-ko energiarekin, eta bi energia-mailen arteko energia-diferentzia gβH da. H-ren norabidea perpendikularra bada V maiztasuneko uhin elektromagnetikoa H-ren noranzko perpendikularra gehitzen bada, energia-maila baxuko elektroiak uhin elektromagnetikoko energia xurgatuko du eta energia-maila altukora jauzi egingo du, elektroi paramagnetiko deritzona. erresonantzia. Erresonantzia paramagnetiko elektronikorako goiko oinarrizko baldintzetan, h Planck-en konstantea da, g zatiketa-faktore espektrala (g faktorea edo g balio gisa aipatzen dena) eta β momentu magnetiko elektronikoaren unitate naturala da, Bohr magnetoi izenekoa. Elektroi askearen g balioarekin = 2.00232, β = 9.2710×10-21 erg/Gauss, h = 6.62620×10-27 erg-seg, goiko ekuazioan ordezkatuz, uhin elektromagnetikoen maiztasunaren eta erresonantzia-eremu magnetikoaren arteko erlazioa izan daiteke. lortutakoa: (Gauss) = 2.8025 (MHz).

EPR sisteman:
1. Lagina hauts bat denean, 20 mg inguru eman behar dira.
2. Lagina bloke bat denean, 3 mm-ko tartean egon behar du bi norabidetan eta luzeagoa beste norabidean, lagina 3 eta 4 mm-ko barruko diametroa duen kuartzozko hodi batean dagoelako.
3. Lagina likidoa denean, 2 ml behar dira.

Eragiten duten hainbat faktore EPR seinalearen indarra, eta, oro har, hiru faktoretan bana daitezke.

Erresonantzia paramagnetiko elektronikoa hautemateko objektuak bi kategoria nagusitan bana daitezke.
a. Orbital molekularretan elektroi paregabeak (edo elektroi bakarrak) dituzten substantziak. Esaterako, erradikal askeak (elektroi bakarra duten molekulak), erradikal bikoitzak eta anitzak (elektroi bakar bi edo gehiago dituzten molekulak), molekula hirukoteak (orbital molekularretan ere bi elektroi bakar dituzte, baina oso hurbil daude eta elkarrekintza magnetiko indartsuak dituzte). elkarren artean, erradikal bikoitzak ez bezala), etab.

b. Bakarra duten substantziak elektroiak orbital atomikoetan, hala nola, metal alkalinoen atomoetan, trantsizio metaliko ioiak (burdina, paladioa eta platinozko ioiak barne, ordena horretan bete gabeko 3d, 4d eta 5d maskorrak), lur arraroen metal ioiak (bete gabeko 4f maskorrak dituztenak) , etab.

Ezaugarriak:
1. Benchtop EPR sistema 23 lagin automatikoki prozesatu ditzakeen lagingailu automatiko batez hornituta dago, erresonadorea oso zehatza da eta oso kokatuta dago erreproduzigarritasun handiena lortzeko.

2. Goniometro automatikoa gehitzeak laginaren biraketa guztiz automatikoa ahalbidetzen du 0.1 °C-tik 180 °C-ra bitarteko angelu-urratsetan. Popper automatikoki doitzen da neurketa bakoitzaren aurretik.

3. Errendimendu handiko tresna trinkoa da, sentsibilitate eta fidagarritasun handikoa eta bizitza luzea duena.

Gehiago dago zehatza lortzeko EPR neurketak lagina erresonantzia-ganberara sartzea baino.
a. Erresonantzia-barrunbeak goi-balioa deritzona du, hots, Q. Q balioa erresonantzia-barrunbean gordetako energia elektromagnetikoak ziklo batean 2πν biderkatuta (ν maiztasuna) kontsumitzen duen energiarekin duen balio maximoaren erlazioa da. denbora-unitateko barrunbea, uhin elektromagnetikoen energia-kontsumoa islatuz. zenbat eta handiagoa izan Q balioa, orduan eta handiagoa izango da seinalearen gailurra.

b. Ondo egiten ez bada, Q balioa ez da berdina izango proba bakoitzerako, lortutako EPR seinalearen intentsitateak laginaren erradikal askeen kontzentrazioa islatu ez dezan. Seinalearen gailurraren gailurra neurketa kuantitatiboetan erradikal askeen kontzentrazioa irudikatzeko erabiltzean, garrantzitsua da Q balioaren tamainari erreparatzea. Baldintza normaletan, Q balioa egonkorra izan behar da EPRren parametro esperimentalak behar bezala doitzen direnean.

c. Lagina EPR kuartzozko kubetan jarri ondoren, garrantzitsua da kubeta kokatzen den erresonantzia-barrunbearen sakonera berdina dela neurketa bakoitzean eta kubeta bertikala dela eta ez dela gehiegi desbideratzen norabide batean. Egokiena, lagina mikrouhin-eremu magnetikoa indartsuena den eta eremu elektrikoa ahulena den tokian kokatu behar da, erresonantzia magnetikoak uhin elektromagnetikoaren eremu magnetikoarekin elkarreragin behar duelako, eremu elektrikoaren elkarrekintzak soilik ekar dezakeelako. oihartzun gabeko galerak medioan.

d. EPR tresna kokatuta dagoen lan-ingurunerako, tenperatura- eta hezetasun-aldaketa zorrotzak, baita aire-zirkulazioa ere, ez dira gertatu behar espektroaren oinarri nahiko leuna bermatzeko.

Gurea interesatzen bazaizu EPR sistema edo zalantzaren bat baduzu, idatzi mezu elektroniko bat helbide honetara [posta elektroniko bidez babestua], ahalik eta azkarren erantzungo dizugu.