天游线路检测中心 电子自旋共振装置
什么是电子自旋共振装置
从电子行为捕捉生命现象
电子自旋共振设备通常称为ESR或EPR。该设备可添加约 40 种附件，以实现特殊测量和实验。
虽然他一直活跃在科学、医学和农业工程的基础研究领域，但他也有望在半导体和涂料工厂的生产线以及癌症诊断等临床医学领域发挥积极作用。
露露露露露露“这里是JEOL电话咨询室。” “为什么小孩子的霍普通常是红色的，感冒时却变成蓝色？”、“为什么老方便面一闻就臭，吃起来胃疼？”、“衰老对于生物来说意味着什么？”、“为什么昂贵的茶味道这么好？”……随着我们的生活变得更加多样化，各种各样的疑惑随之而来。我现在就介绍一下电子自旋共振装置（ESR）能够清晰明确地回答来到这些电话咨询室的简单问题，并且在从基础科学到熟悉的问题的广泛领域中积极做出贡献。
电子的运动是环境的一面镜子。使用静磁场和微波分析电子的华尔兹
所有物质都是由分子组成，分子又分为原子，原子又分为原子核电子然而，我们并不真正了解，质量最小（原子固有重量等）的“电子”在现代社会中发挥着最大的作用。例如，电子扮演着各种各样的角色，从电灯、电话、电脑到除臭剂、太阳能电池、电子显微镜，它与我们的日常生活密不可分，哪怕一天、一个小时。这些函数充分利用了电子的粒子性和波动性，但是我下面要讲的ESR是电子本身的“行为”观察（行为）电子环境，这是一种阐明各种现象的方法。
利用静磁场和微波分析电子华尔兹
图 1
现在假设我们去看电子舞者表演的滑冰华尔兹。当你从观众席上观看时，你会看到一个真正奇怪的现象。无论您观察任何组中的哪个电子，它都会以完全相同的速度移动自旋（旋转）运动，无论音乐播放什么节奏，恒定的旋转都保持不变。然而，如果仔细观察，您会发现大约一半的电子具有相同的自旋速度，但旋转方向相反。你可以看到这两个电子总是成对并在左右方向上旋转。然而，其中最后一个不幸无法配对的电子正在独自跳舞。
图 2
我们来自这几个群体无法配对的电子（称为不成对电子）假设您在观众席上喊话。然后，尽管构成大部分链接的成对电子甚至不注意它们，但从某些组中伸出的不成对电子开始一个接一个地移动！然后，它们分裂成大约一半（这塞曼分裂)，其中每个人都执行示例旋转运动。
现在，如果你从侧面播放一些轻快的节奏音乐，当某种节奏响起时，位于较低小链接中的不成对电子会跳到空中，进行多次旋转，然后移动到较高的小链接。然而，当我停止音乐时，它又恢复正常。这种情况从观众席上就可以清楚地看到。 （见图2）
无法配对的电子(不成对电子)是什么样的节奏(微波频率) 移动(共振) 或每个所属的组 (分子)的影响以及主链接和小链接的形状(不成对电子轨道)，观众席上欢呼声(静态磁场强度)。因此，通过测量电子在相反方向共振的频率，我们可以推断出电子周围的环境。
如上所述，ESR是一种利用静磁场和微波来观察待测物质中不成对电子的行为，并研究周围物质状态的装置。这就是ESR的简单原理。
实际结构如图3所示。
样本是腔体的示例容器中（像小微波炉之类的东西），电磁体之间电磁体产生静磁场，使样品中的电子发生塞曼分裂，磁场强度为03T（特斯拉）。使不成对电子共振的振荡器是微波振荡器采用95GHz超高频（千兆赫：1GHz=10亿赫兹）。然后，不成对电子共振时吸收的能量晶体二极管检波器接收并放大小信号电脑在测量的光谱上，峰的位置表示质量，峰的高度表示数量（见图5）。
图3 ESR基本配置
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现在，让我们回到第一个问题。让我们看看当我们感觉不舒服时，我们的血液会发生什么变化。人体血液由多种物质组成，如图4所示，每种物质都发挥着重要作用。如果我们将它们进一步分解到分子水平，它们是由许多不同类型的分子组成的。在这里，我们注意到有机金属的存在，例如铁、铜和锰。已知这些金属在血液的正常功能中发挥着非常重要的作用。我们现在已经使用 ESR 测量了健康人和流感患者血液中的铁和铜。从图5中的信号可以看出，流感患者的数据清楚地显示铜的增加和铁的减少。这就是为什么患有感冒的儿童霍普的红色会减少并呈现蓝色。
图4血液成分
图5 健康人和流感患者的信号
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除了用于白细胞灭菌外，生物体中产生的过氧化物自由基被发现与氧反应、脂质氧化、辐射损伤、炎症、免疫、致癌、癌症控制、白内障、动脉硬化等有关。ESR最近开发的用途之一是2·-和这个O的量化2・- 的酶。 SOD被认为是一种治疗风湿病的药物，最近已被开发为预防缺血再灌注损伤的药物。除了上述生物应用之外，ESR 最近在新材料的评估中也得到了非常有效的应用。现在需要有关控制材料特性的不成对电子的信息，ESR 正在成为不可或缺的分析工具。