中国北京，2024年4月17日讯——电子顺磁共振(EPR)波谱仪或电子自旋共振(ESR)波谱仪与核磁共振(NMR)光谱仪近似，但分歧的地方在于它研讨的对象是未配对的电子而不是原子核，比方质子。它被用于研讨化学、生物学、资料迷信和物理学等畛域的金属络合物或无机自由基的电子布局。EPR波谱仪所需的伟大电磁铁平日重达一吨以上，云云重的设置装备摆设普通会被放置于地下室。位于美国波士顿邻近的Bridge12公司推出了一款新一代EPR光谱仪，其本钱约为现有仪器的一半，尺寸和分量也只达到了现有仪器的非常之一。是以，用户能够将其放置于肆意楼层。该设置装备摆设的体系焦点是由Spectrum仪器的两款产物组成，一个是用于发生脉冲的肆意，另一个则是用于捕捉前往旌旗灯号的数字化仪。
Bridge 12 推出更小、更轻且更具本钱效益的EPR光谱仪，并将该手艺开放给更多的科学家
Bridge12 磁共振副总裁Thorsten Maly暗示：“作为一家始创公司，咱们用来设想EPR光谱仪的平台使用了最新的手艺。这使咱们研发的下一代产物要比市面上既有的产物更玲珑且更紧凑。咱们的不少客户都是大学的研讨职员，他们通常会经由过程分工的体式格局来应用这项手艺。然而，咱们这次推出的全新产物不但拥有价钱上风并且手艺进步前辈，为更多该畛域的研讨职员开启了这项手艺的大门。除此以外，咱们还降低了该设置装备摆设的应用门坎，任何科学家都可以将其用于研讨，这也使EPR光谱仪得到了更普遍的使用。咱们的操纵软件直观易用并配有不少自动化性能，不但配置简略，还能马上查抄出任何失足的处所。简而言之，您不必成为EPR光谱仪的专家也能轻松取得试验效果。”
EPR光谱仪可被用于布局生物学。它可以或许经由过程自由基之间的间隔来肯定(膜)蛋白质的折叠外形。这将为蛋白质若何与其他份子或蛋白质互相感化供应了深刻的看法。其道理是将两个自旋标签(标志)附着在蛋白质上，并应用脉冲偶极光谱(脉冲EPR光谱仪的一种方式)丈量它们之间的间隔来实现的。自旋标签是非凡设想的非反映性自由基份子。EPR光谱仪能够经由过程一系列微波脉冲激起自由基并检测其反映。自旋之间的偶极耦合间接使两个标志之间产生了间隔。自旋标签对能够放在蛋白质的分歧地位以发生一组间隔，还可以用来肯定蛋白质折叠的三维模子。
“经由过程精准的脉冲序列，EPR光谱仪能够丈量1 - 100埃范围内的间隔，这便是咱们为何要应用Spectrum仪器产物的首要缘故原由，由于它们的乐音极低。”Maly暗示，“另外，咱们的光谱仪接纳模块化设想，使客户可以或许自在抉择他们想要的产物功能。咱们从Spectrum旗下的产物中抉择了合用最为普遍的AWG和数字化仪，而用户也无须受限于购置特定的卡片。咱们觉得Spectrum产物可圈可点的地方在于它们能够集成在Netboxes，而后经由过程以太网与电脑连贯。如许，咱们只经由过程一台玲珑的电脑，而不是一台足以包容所有卡片设置装备摆设或粗笨的机架解决计划就可以实现全数操纵。这也使前期的设置装备摆设培修和部件改换变得加倍轻易。”
图2：在35GHz Q频段范围内运转
在已往几十年里，雷达手艺和挪移通讯行业的进展推动了EPR光谱仪的前进。这些手艺制造了可用于构建EPR硬件的设置装备摆设。该设置装备摆设接纳微波手艺，频次越高分辨率也越高。迄今为止，EPR光谱仪的事情频次为10GHzz (x波段)。但随着5G手艺的进展，涌现了可以或许在35GHz(Q频段)运转的商用设置装备摆设，这对于这次推出的新产品而言更加合用。
依据试验请求，AWG在200至500 MHz范围内可以或许发生10 - 100 ns长脉冲。经由过程RF I/Q混频器向上转换为X波段，再上转换为Q波段。在发送至EPR谐振器以前，将微波脉冲送入100W固态放大器。而后，将反射旌旗灯号向下转换为200至500 MHz范围内的IF频次并发送到。在EPR光谱仪中，旌旗灯号一般为向下转化为直流。然而，这类新方法显著降低了噪声和伪影。
图2表现了在当代EPR试验中应用AWG天生脉冲范例的示例。WURST(宽带、匀称速度、腻滑截断)脉冲是宽带微波脉冲，其激起带宽和表面远远跨越简略的矩形脉冲。这类脉冲同意在EPR光谱仪中进行宽带激起，其体现与AWG的功能息息相干。
另外，发生1到1.5特斯拉量级的强磁场平日需求一个伟大而繁重的电磁铁。Maly解释道:“咱们使用了一个更小的超导磁体来发生所需的磁场强度。在这个试验中，样品老是需要用液氦冷却到高温。是以，咱们找到了一个不含液体制冷剂(干式)的磁铁供应商。这类磁铁体积小，重量轻，能够发生1.2特斯拉的高磁场，但尺寸和分量惟独130公斤摆布。与应用液氦分歧，新产品使用了冷头和氦气压缩机(这实际上是一个冰箱)，能够在封锁循环中完成高温。这一点相当首要，由于取得液氦变得愈来愈艰苦。”
Maly总结道：“Spectrum供应的5年质保增强了咱们的决心信念，由于这些产物都是EPR光谱仪所应用的关头部件。在配置设置装备摆设方面，Spectrum的手艺支撑也是一流的。假如咱们的客户在应用产物中出现任何题目，咱们晓得Spectrum将使咱们能够相信的分工火伴。”