电子顺磁共振波谱仪(EPR),由不配对电子的磁矩发源的一种磁共振技术,可以对物质原子或分子中含有的不配对电子进行定性、定量分析,也称为电子自旋共振波普仪。
电子顺磁共振波谱仪的工作原理是,电子可绕原子核做轨道运动、绕中心轴做自旋运动,电子运动时产生磁矩,在外加磁场作用下,电子分为与磁场强度平行的低能级电子、与磁场强度逆平行的高能级电子两种,在垂直于磁场强度方向施加固定频率电磁波,低能级电子吸收电磁波能量跃迁至高能级,在此过程中,磁场发生变化会改变电磁波频率,以此可对物质进行分析。
电子顺磁共振波谱仪主要由微波系统、谐振腔、电磁铁系统、检测系统等组成。微波系统功能是产生固定频率微波;谐振腔功能是集中微波能量作用于样品;电磁铁系统功能是作为磁场源;检测系统功能是检测信号并调制、放大,获得EPR谱图。
电子顺磁共振波谱仪的检测对象是未配对电子,检测样品可以是气体、液体、固体,其中,液体、固体样品较为常见;常用的电磁波为微波,包括X波段、K波段、Q波几个频率,其中,X波段最为常见。
在全球范围内,电子顺磁共振波谱仪生产商主要有德国布鲁克(Bruker)、德国Magnettech(被布鲁克收购)、英国牛津仪器(Oxford Instruments)、美国Active Spectrum(被布鲁克收购)、美国安丹尼(ADANI)、日本电子(JEOL)、中国国仪量子等。
新思界
行业分析人士表示,电子顺磁共振波谱仪技术壁垒高,早期我国市场被国外企业所垄断,2018年,国仪量子推出了我国首台国产商用化电子顺磁共振波谱仪,打破了国外技术垄断。国仪量子以量子精密测量为核心技术,是我国代表性电子顺磁共振波谱仪生产商,产品性能达到国际先进水平,截至2023年底,其自主研制的电子顺磁共振波谱仪全球共交付100台。