顺磁小课堂65期 | 高温潮湿的环境不利于EPR测试?
2024-09-04188顺磁小课堂(第65期)
作为波谱学的重要分支,电子自旋的直接表征工具,电子顺磁共振波谱学具有不可替代的重要作用。部分初学者常面临基本原理不清、谱图解析困难、仪器操作不熟练等问题。
为帮助大家更好地运用电子顺磁共振波谱技术,国仪量子携手清华大学磁共振实验室推出“顺磁小课堂”栏目,一一解答大家在学习、实验中遇到的问题。
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01
判断题:潮湿的天气、较高的室内湿度,不利于连续波电子顺磁测试。
A.对
B.错
答:A
对于EPR测试而言,“看天气做实验”并非玄学,水蒸气会显著降低谐振腔的??值,从而降低测试灵敏度。因此,遇到潮湿的气候,测试时需要打开除湿机,对于非常敏感的样品,测试还需避开此类天气。
02
多选题:在EPR测试中,可能的背景信号来源有哪些?
A.毛细管
B.样品管
C.毛细管封口泥
D.谐振腔
E.石英杜瓦
答:ABCDE
以上所有选项都有可能引入背景信号。
尽管对于大多数常温下的自由基测试,样品的信号不会与以上背景信号重叠,但对于特殊条件(例如变温、光照)、特殊体系(例如金属离子样品、三线态半场禁戒跃迁信号)、特殊需求(定量)的测试,应特别注意现有实验条件下是否有背景信号,必要时需要扣除背景信号。
此外,对于使用毛细管取样的液体样品测试,由于毛细管外壁未充分擦拭(有液体残留)导致的样品管污染,也是常见的背景信号来源。
03
单选题:对于以下自由基EPR谱图中,星号部分所对应的信号,最合理的分析为()?
A.由于1-6号1H具有相同的A值导致
B.由于1-6号的1H具有不同A值导致
C.由于13C导致
D.由于12C导致
答:C
图中1-6号1H对应的超精细耦合常数A值相同,主信号呈现由6个等价I=1/2核导致的1:6:15:20:15:6:1形式的裂分。星号部分是13C对应的超精细耦合引起的裂分,由于13C的天然丰度(1.11%)相对1H(99.985%)低,因此信号相对较弱。此外,虽然12C天然丰度高,但其核自旋I=0,因此不会引起EPR信号的裂分。
04
图形题:艾共振同学为了进行三脉冲ESEEM测试,研读了参考书《电子顺磁共振波谱——原理与应用》。书中提到,“在三个或三个以上的多脉冲激励诱导形成的回波, 分成原初回波(即 Hahn 回波,PE)、受激回波( stimulated echo, SE)、重聚回波( refocused echo, RE)、虚拟回波(virtual echo, VE)等。”实际ESEEM实验中,一般而言,艾共振同学应观测哪个回波的信号变化?
A. 原初回波(PE)
B. 受激回波(SE)
C. 重聚回波(RE)
D. 虚拟回波(VE)
答:B
三脉冲ESEEM实验一般观测SE信号随图示中t1时间的变化。当脉冲数量是三个或三个以上时,常会形成多个不需要的回波,技术上,可通过相循环(phase cycling) 消除不需要的回波,同时通过累加增强所需回波的强度。
(图源及参考文献:《电子顺磁共振波谱——原理与应用》)
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供稿:
清华大学 杨海军 李勇 李文郁
国仪量子 石致富 陈阳 范莹莹
审核:杨海军
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