От 1 до 263 ГГц

Разделение спектральных компонентов на независимые и зависимые от магнитного поля

Многочастотная ЭПР-спектроскопия позволяет выделять в ЭПР-спектрах зависящие и не зависящие от приложенного магнитного поля компоненты. В настоящее время ЭПР-спектрометры Bruker охватывают два порядка рабочих частот:

  • L-диапазон: 1 ГГц
  • S-диапазон: 3,5 ГГц
  • X-диапазон: 9,8 ГГц (наиболее популярная частота)
  • Q-диапазон: 34 ГГц
  • W-диапазон: 94 ГГц
  • Миллиметровый диапазон: 263 ГГц

Преимущества высокочастотных диапазонов очевидны (выше чувствительность и спектральное разрешение), но при этом низкочастотная ЭПР-спектроскопия более удобна для крупных биологических образцов, в частности, для исследований in vivo (ЭПР-томограф ELEXSYS E540).

 

Моделирование ЭПР-спектров (например, с помощью пакета XSophe) гораздо более эффективно, если известна зависимость спектра от микроволновой частоты. Кроме того, посредством многочастотной ЭПР-спектроскопии связанные с подвижностью парамагнитных частиц эффекты могут изучаться в значительно более широком диапазоне характерных времен и скоростей.

 

Multifrequency CW-EPR spectra of a nitroxid radical (XSophe simulation)

Многочастотная CW-ЭПР спектроскопия

M40X

Большинство CW-ЭПР спектрометров работают в X-диапазоне, поэтому первым шагом к многочастотной CW-ЭПР спектроскопии может стать переход к любой другой рабочей частоте. Для большинства задач наиболее логичным представляется переход к Q-диапазону (34 ГГц) по следующим причинам:

  • Для Q-диапазона характерна втрое более высокая энергия расщепления Зеемана
  • Размер образца при максимальном внешнем диаметре ампулы 3 мм по-прежнему достаточно велик для удобной работы
  • Существуют удачные модификации резонатора Q-диапазона с окном для оптического облучения образца и с ENDOR-катушками

В приведенной ниже таблице перечислены наиболее распространенные в ЭПР-спектроскопии частотные диапазоны, их буквенные обозначения и значения магнитных полей для свободных радикалов, дающих ЭПР-сигнал с g = 2. Сегодня все эти диапазоны коммерчески доступны ЭПР-исследователям благодаря широкому выбору наших магнитных систем.

СВЧ-диапазоны и соответствующие магнитные поля для g = 2

L
S
X
K
Q
W
Частота (ГГц)0,8 - 1,2
3,4 - 3,8
9 - 10
24
34
94
Поле для   g = 2 (кГс)
0,35
1,3
3,4
8,5
12,2
33,5

Оборудование для K-диапазона компанией Bruker более не выпускается.

Многочастотная FT-EPR, ENDOR и ELDOR спектроскопия

Предлагаемое компанией Bruker многочастотное ЭПР-оборудование отнюдь не ограничивается классической CW-ЭПР спектроскопией. На базе спектрометров Bruker могут быть реализованы методы истинной многочастотной и мульти-резонансной EPR-, ENDOR- и ELDOR-спектроскопии как в стационарном (CW), так в импульсном (FT) режиме. Например, благодаря нашей запатентованной технологии Intermediate Frequency (IF) импульсный ЭПР-спектрометр X-диапазона ELEXSYS E580 может быть легко модернизирован для полнофункциональной работы в Q-диапазоне (SuperQ-FT).