Résonance paramagnétique électronique, fabricant de spectroscopie EPR

CIQTEK EPR200M livré à l'Université nationale de Singapour

La spectroscopie de résonance paramagnétique électronique de table CIQTEK en bande X EPR200M a été livrée avec succès au groupe du professeur Chen Xiaoyuan de l'Université nationale de Singapour (NUS). CIQTEK EPR aide la recherche sur le diagnostic et l’intégration des traitements Fondée en 1905, l'Université nationale de Singapour (NUS) est l'une des meilleures universités de recherche de Singapour et se classe parmi les meilleurs chercheurs mondiaux dans les domaines de la chimie et de la science des matériaux. La principale direction de recherche du groupe du professeur Chen Xiaoyuan, qui a introduit le GSI Quantum EPR200M , est l'intégration diagnostique et thérapeutique. La recherche utilise la nanotechnologie pour obtenir une administration précise de médicaments, y compris des médicaments à petites molécules, des peptides et des ARNm, etc. Combiné à la technologie d'imagerie multimodale, le groupe évalue la distribution tissulaire et le processus pharmacocinétique des médicaments in vivo, et réalise finalement l'intégration du diagnostic et traitement. Jianhua Zou, la personne concernée en charge de l'équipe du projet, a déclaré : La stabilité, l'indice de sensibilité et l'exactitude des données du produit Quantum EPR200M de Guoyi sont pleinement conformes aux exigences des tests expérimentaux de l'équipe du projet. L'équipe utilisera l'appareil pour tester la génération ou l'élimination d'une variété d'espèces réactives de l'oxygène, telles que l'oxygène monoclinique, les radicaux superoxydes, les radicaux hydroxyles, etc. En mesurant les changements dans les paramètres de signal de ces substances radicalaires, l'EPR peut dynamiquement et surveiller quantitativement l'augmentation ou la diminution de leur concentration dans des échantillons biologiques, de manière à tester l'efficacité des substances antioxydantes pour éliminer les espèces réactives de l'oxygène. Spectroscopie EPR de paillasse en bande X | EPR200M L' EPR200M est un spectromètre de résonance paramagnétique électronique de paillasse nouvellement conçu et fabriqué. Basé sur une sensibilité élevée, une stabilité élevée et une variété de scénarios expérimentaux, il offre une expérience rentable, nécessitant peu de maintenance, simple et facile à utiliser pour chaque utilisateur expérimental EPR.

Détection des contaminants environnementaux - Applications EPR (ESR)

En tant que crise mondiale, la pollution de l'environnement affecte la vie et la santé humaines. Il existe une nouvelle classe de substances nocives pour l'environnement parmi les polluants de l'air, de l'eau et du sol : les radicaux libres persistants dans l'environnement (EPFR). Les EPFR sont omniprésents dans l'environnement et peuvent induire la génération d'espèces d'oxydes réactifs (ROS), qui provoquent des dommages aux cellules et à l'organisme, sont l'une des causes du cancer et ont de graves effets biologiques. La technologie de résonance paramagnétique électronique (EPR ou ESR) peut détecter les EPFR et les quantifier pour trouver la source du danger et résoudre le problème sous-jacent. Que sont les EPFR Les EPFR sont une nouvelle classe de substances à risque environnemental proposées par rapport à la préoccupation traditionnelle des radicaux libres à courte durée de vie. Ils peuvent exister dans l’environnement pendant des dizaines de minutes à des dizaines de jours, avoir une longue durée de vie et sont stables et persistants. Sa stabilité repose sur sa stabilité structurelle, difficile à décomposer et il est difficile de réagir les uns avec les autres pour éclater. Sa persistance est basée sur l'inertie qui fait qu'il n'est pas facile de réagir avec d'autres substances présentes dans l'environnement, il peut donc persister dans l'environnement. Les EPFR courants sont le cyclopentadiényle, la semiquinone, le phénoxy et d'autres radicaux. EPFR courants D’où viennent les EPFR ? Les EPFR se trouvent dans un large éventail de milieux environnementaux, tels que les particules atmosphériques (par exemple PM 2,5), les émissions des usines, le tabac, le coke de pétrole, le bois et le plastique, les particules de combustion du charbon, les fractions solubles dans les plans d'eau et les sols contaminés par des matières organiques, etc. Les EPFR suivent un large éventail de voies de transport dans les milieux environnementaux et peuvent être transportés par ascension verticale, transport horizontal, dépôt vertical sur des plans d'eau, dépôt vertical sur terre et migration de plans d'eau vers la terre. Au cours du processus de migration, de nouveaux radicaux réactifs peuvent être générés, qui affectent directement l'environnement et contribuent aux sources naturelles de polluants. Formation et transfert multimédia d'EPFR (Environmental Pollution 248 (2019) 320-331) Application de la technique EPR pour la détection des EPFR L'EPR (ESR) est la seule technique de spectroscopie d'ondes capable de détecter et d'étudier directement les substances contenant des électrons non appariés. Elle joue un rôle important dans la détection des EPFR en raison de ses avantages tels qu'une sensibilité élevée et une surveillance in situ en temps réel. Pour la détection des EPFR, la spectroscopie EPR (ESR) fournit des informations dans les dimensions spatiales et temporelles. La dimensi...

Etude des signaux EPR chez les coraux - Applications EPR (ESR)

Le nom corail vient du vieux persan sanga (pierre), qui est le nom commun de la communauté des vers de corail et de son squelette. Les polypes coralliens sont des coraux du phylum des Acanthozoa, avec des corps cylindriques, également appelés roches vivantes en raison de leur porosité et de leur croissance ramifiée, qui peuvent être habités par de nombreux micro-organismes et poissons. Principalement produit dans les océans tropicaux, comme la mer de Chine méridionale. La composition chimique du corail blanc est principalement du CaCO 3 et contient de la matière organique, appelée type carbonate. Le corail doré, bleu et noir est composé de kératine, appelée type kératine. Le corail rouge (y compris rose, rouge chair, rouge rose, rouge clair à rouge foncé) contient à la fois du CaCO 3 et contient plus de kératine. Corail selon les caractéristiques de la structure squelettique. Peut être divisé en coraux à plaques, coraux à quatre coups, coraux à six coups et coraux à huit coups en quatre catégories, le corail moderne est principalement constitué des deux dernières catégories. Le corail est un vecteur important pour l'enregistrement de l'environnement marin, car la détermination de la paléoclimatologie, les changements anciens du niveau de la mer et les mouvements tectoniques ainsi que d'autres études ont une importance importante. La résonance paramagnétique électronique (EPR ou ESR) est un outil important pour étudier la matière électronique non appariée, qui fonctionne en mesurant les sauts de niveau d'énergie des électrons non appariés à des fréquences de résonance spécifiques dans un champ magnétique variable. Actuellement, les principales applications de l’EPR dans l’analyse des coraux sont l’analyse et la datation de l’environnement marin. Par exemple, le signal EPR de Mn 2+ dans les coraux est lié au paléoclimat. Le signal EPR de Mn 2+ est important pendant la période chaude et diminue fortement en cas de refroidissement brutal. En tant que roche carbonatée marine typique, les coraux sont affectés par le rayonnement naturel pour produire des défauts de réseau afin de générer des signaux EPR. Ils peuvent donc également être utilisés pour la datation et la chronologie absolue des roches carbonatées marines. Les spectres EPR des coraux contiennent une multitude d'informations sur la concentration d'électrons non appariés piégés par les défauts de réseau et d'impuretés dans l'échantillon, la composition en minéraux et en impuretés de l'échantillon, et donc des informations sur l'âge de formation et les conditions de cristallisation de l'échantillon peuvent être obtenus simultanément. Ensuite, le signal EPR dans le corail sera analysé à l'aide d'une spectroscopie CIQTEK X-Band EPR (ESR) EPR100 pour fournir des informations sur la composition et les défauts vacants dans le corail. CIQTEK X-Band EPR100 Échantillon expérimental L'échantillon a été prélevé sur du corail blanc...

Article approuvé par JACS ! CIQTEK EPR contribue à 27 publications de recherche de haut niveau

Nous sommes heureux d'annoncer que les produits du spectromètre CIQTEK EPR ont contribué à 27 publications de recherche de haut niveau à ce jour ! Un des résultats sélectionnés Réduction du diazote catalysée par le vanadium en ammoniac via un intermédiaire [V]═NNH 2 . Journal de l'American Chemical Society (2023) Wenshuang Huang, Ling-Ya Peng, Jiayu Zhang, Chenrui Liu, Guoyong Song, Ji-Hu Su, Wei-Hai Fang, Ganglong Cui et Shaowei Hu Abstrait L'atmosphère terrestre est riche en N 2 (78 %), mais l'activation et la conversion de l'azote constituent une tâche difficile en raison de son inertie chimique. L'industrie de l'ammoniac utilise des conditions de température et de pression élevées pour convertir le N 2 et le H 2 en NH 3 à la surface des catalyseurs solides. Dans des conditions ambiantes, certains micro-organismes peuvent lier et convertir le N 2 en NH 3 via des enzymes de fixation d'azote à base de Fe (Mo/V). Bien que de grands progrès aient été réalisés dans la structure et les intermédiaires des enzymes de fixation de l'azote, la nature de la liaison du N 2 au site actif et le mécanisme détaillé de la réduction du N 2 restent incertains. Diverses études sur l'activation du N 2 avec des complexes de métaux de transition ont été réalisées pour mieux comprendre le mécanisme réactionnel et développer des catalyseurs pour la synthèse de l'ammoniac dans des conditions douces. Cependant, jusqu'à présent, la conversion catalytique du N 2 en NH 3 par des complexes de métaux de transition reste un défi. Malgré le rôle crucial du vanadium dans la fixation biologique de l'azote, il existe peu de complexes de vanadium bien définis capables de catalyser la conversion du N 2 en NH 3 . En particulier, les intermédiaires V(NxHy) obtenus à partir des réactions de transfert proton/électron du N 2 ligaturé restent inconnus. Ici, cet article rapporte la réduction catalysée de l'azote en ammoniac par un complexe métallique de vanadium et la première isolation et caractérisation d'un intermédiaire complexe hydrazide neutre ([V] = NNH 2 ) à partir d'un système activé par l'azote, avec le processus de conversion cyclique simulé par la réduction du complexe aminé vanadium protoné ([V]-NH 2 ) pour obtenir un composé diazote et libération d'ammoniac. Ces résultats fournissent des informations sans précédent sur le mécanisme de réduction du N 2 associé aux enzymes fixatrices d'azote FeV en combinant des calculs théoriques pour élucider la conversion possible de l'azote en ammoniac via la voie distale dans ce système catalytique. Le groupe du professeur Shaowei Hu de l'Université normale de Pékin se consacre au développement de complexes de métaux de transition pour l'activation de petites molécules inertes. Récemment, en collaboration avec le groupe du professeur Ganglong Cui, nous avons rapporté la rédu...

Quantification relative et absolue - Applications EPR (ESR)

La technique de résonance paramagnétique électronique (EPR ou ESR) est la seule méthode disponible pour détecter directement les électrons non appariés dans les échantillons. Parmi elles, la méthode quantitative EPR (ESR) peut fournir le nombre de spins électroniques non appariés dans un échantillon, ce qui est essentiel pour étudier la cinétique de la réaction, expliquant le mécanisme de réaction et les applications commerciales. Par conséquent, l’obtention des nombres de spins électroniques non appariés d’échantillons par des techniques de résonance paramagnétique électronique a été un sujet de recherche brûlant. Deux principales méthodes quantitatives de résonance paramagnétique électronique sont disponibles : l'EPR quantitative relative (ESR) et l'EPR quantitative absolue (ESR). Méthode EPR quantitative relative (ESR) La méthode EPR quantitative relative est réalisée en comparant la zone intégrée du spectre d'absorption EPR d'un échantillon inconnu avec la zone intégrée du spectre d'absorption EPR d'un échantillon standard. Par conséquent, dans la méthode EPR quantitative relative, un échantillon standard avec un nombre connu de spins doit être introduit. La taille de la zone intégrée du spectre d'absorption RPE n'est pas seulement liée au nombre de spins électroniques non appariés dans l'échantillon, mais également aux réglages des paramètres expérimentaux, à la constante diélectrique de l'échantillon, à la taille et à la forme de l'échantillon. , et la position de l'échantillon dans la cavité résonante. Par conséquent, pour obtenir des résultats quantitatifs plus précis dans la méthode EPR quantitative relative, l'échantillon standard et l'échantillon inconnu doivent être de nature similaire, de forme et de taille similaires, et dans la même position dans la cavité résonante. Sources d’erreurs EPR quantitatives Méthode EPR quantitative absolue (ESR) La méthode EPR quantitative absolue signifie que le nombre de spins électroniques non appariés dans un échantillon peut être obtenu directement par test EPR sans utiliser d'échantillon standard. Dans les expériences RPE quantitatives absolues, pour obtenir directement le nombre de spins électroniques non appariés dans un échantillon, la valeur de l'aire intégrale quadratique du spectre RPE (généralement le spectre différentiel de premier ordre) de l'échantillon à tester, les paramètres expérimentaux, le volume de l'échantillon, la fonction de distribution de la cavité de résonance et le facteur de correction sont nécessaires. Le nombre absolu de spins électroniques non appariés dans l'échantillon peut être directement obtenu en obtenant d'abord le spectre EPR de l'échantillon via le test EPR, puis en traitant le spectre différentiel de premier ordre EPR pour obtenir la deuxième valeur de surface intégrée, puis en combinant le paramètres expérimentaux, volume de l'échantillon, fonction de distribution de la cavité résonante et fact...

CIQTEK EPR (ESR) stimule la recherche sur les capteurs à nano-spin

Basés sur des propriétés quantiques, les capteurs de spin électronique ont une sensibilité élevée et peuvent être largement utilisés pour sonder diverses propriétés physicochimiques, telles que le champ électrique, le champ magnétique, la dynamique moléculaire ou protéique et les particules nucléaires ou autres. Ces avantages uniques et ces scénarios d’application potentiels font des capteurs basés sur le spin une direction de recherche actuellement en vogue. Sc 3 C 2 @C 80 possède un spin électronique très stable protégé par une cage en carbone, qui convient à la détection par adsorption de gaz dans des matériaux poreux. Le Py-COF est un matériau de structure organique poreux récemment apparu doté de propriétés d'adsorption uniques, qui a été préparé à l'aide d'un élément de base auto-condensant avec un groupe formyle et un groupe amino. préparé avec une taille de pores théorique de 1,38 nm. Ainsi, une unité métallofullerène Sc 3 C 2 @C 80 (taille d'environ 0,8 nm) peut pénétrer dans l'un des nanopores du Py-COF. Un capteur nanospin basé sur du fullerène métallique a été développé par Taishan Wang, chercheur à l'Institut de chimie de l'Académie chinoise des sciences, pour détecter l'adsorption de gaz dans un cadre organique poreux. Le fullerène métallique paramagnétique, Sc 3 C 2 @C 80 , a été intégré dans les nanopores d'une structure organique covalente à base de pyrène (Py-COF). Les N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6 et C 3 H 8 dans le Py-COF intégré à la sonde de spin Sc 3 C 2 @C 80 ont été enregistrés à l'aide de la technique EPR (CIQTEK EPR200-Plus ).Il a été montré que les signaux EPR du Sc 3 C 2 @C 80 intégré étaient régulièrement corrélés aux propriétés d'adsorption de gaz du Py-COF. Les résultats de l'étude ont été publiés dans Nature Communications sous le titre « Capteur de nano-spin intégré pour le sondage in situ de l'adsorption de gaz à l'intérieur de cadres organiques poreux ». Sonder les propriétés d'adsorption de gaz du Py-COF à l'aide du spin moléculaire de Sc 3 C 2 @C 8 Dans l'étude, les auteurs ont utilisé un métallofullerène doté de propriétés paramagnétiques, Sc 3 C 2 @C 80 (taille d'environ 0,8 nm), comme sonde de spin intégrée dans un nanopore de COF à base de pyrène (Py-COF) pour détecter l'adsorption de gaz. au sein de Py-COF. Ensuite, les propriétés d'adsorption du Py-COF pour les gaz N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6 et C 3 H 8 ont été étudiées en enregistrant les signaux EPR Sc 3 C 2 @C 80 intégrés. Il est montré que les signaux EPR de Sc 3 C 2 @C 80 suivent régulièrement les propriétés d'adsorption de gaz de Py-COF. Et contrairement aux mesures conventionnelles d’isotherme d’adsorption, ce capteur nanospin implantable peut détecter l’adsorption et la désorption de gaz par une surveillance in situ en temps réel. Le capteur nanospin proposé a également été utilisé pour sonder les propriétés d’adsorption de gaz de la ...

Double résonance électron-électron (DEER) dans l'analyse de la structure de l'ADN - Applications EPR (ESR)

Depuis les années 1950, lorsque Watson et Crick ont proposé la structure classique en double hélice de l’ADN, l’ADN est au cœur de la recherche en sciences de la vie. Le nombre des quatre bases de l'ADN et leur ordre de disposition conduisent à la diversité des gènes, et leur structure spatiale affecte l'expression des gènes. En plus de la structure traditionnelle en double hélice de l'ADN, des études ont identifié une structure spéciale d'ADN à quatre brins dans les cellules humaines, le G-quadruplex, une structure de haut niveau formée par le repliement d'ADN ou d'ARN riche en répétitions en tandem de guanine (G ), qui est particulièrement élevée dans les quadruplexes G à division rapide, est particulièrement abondante dans les cellules à division rapide (par exemple, les cellules cancéreuses). Par conséquent, les G-quadruplex peuvent être utilisés comme cibles médicamenteuses dans la recherche anticancéreuse. L'étude de la structure du G-quadruplex et de son mode de liaison aux agents de liaison est importante pour le diagnostic et le traitement des cellules cancéreuses. Représentation schématique de la structure tridimensionnelle du G-quadruplex. Source de l'image : Wikipédia Double résonance électron-électron (DEER) La méthode EPR dipolaire pulsée (PDEPR) a été développée comme un outil fiable et polyvalent pour la détermination de structure en biologie structurale et chimique, fournissant des informations sur la distance à l'échelle nanométrique par les techniques PDEPR. Dans les études de structure du G-quadruplex, la technique DEER combinée au marquage de spin dirigé sur le site (SDSL) peut distinguer les dimères du G-quadruplex de différentes longueurs et révéler le modèle de liaison des agents de liaison du G-quadruplex au dimère. Différenciation de dimères G-quadruplex de différentes longueurs à l'aide de la technologie DEER En utilisant Cu(pyridine)4 comme marqueur de spin pour la mesure de distance, le complexe plan tétragonal Cu(pyridine)4 a été lié de manière covalente au G-quadruplex et à la distance entre deux Cu2+ paramagnétiques. dans le monomère quaternaire G empilé π a été mesuré en détectant les interactions dipôle-dipôle pour étudier la formation du dimère. [Cu2+@A4] (TTLGGG) et [Cu2+@B4] (TLGGGG) sont deux oligonucléotides de séquences différentes, où L désigne le ligand. Les résultats DEER de [Cu2+@A4]2 et [Cu2+@B4]2 sont présentés dans les figures 1 et 2. À partir des résultats DEER, on peut obtenir que dans [Cu2+@A4]2 dimères, la distance moyenne d'un seul Cu2+ -Cu2+ est dA=2,55 nm, l'extrémité 3' du G-quadruplex forme un dimère G-quadruplex par empilement queue-queue, et l'axe gz de deux étiquettes de spin Cu2+ dans le dimère G-quadruplex est aligné parallèlement. La distance d'empilement [Cu2+@A4]2 π est plus longue (dB-dA = 0,66 nm) par rapport aux dimères [Cu2+@A4]2. Il a été confirmé que chaque monomère [Cu2+@B4] contient un tétramère G supplémentaire, résultat en parfait accord avec les dist...

Batteries lithium-ion - Applications EPR (ESR)

Les batteries Li-Ion (LIB) sont largement utilisées dans les appareils électroniques, les véhicules électriques, le stockage sur réseau électrique et d'autres domaines en raison de leur petite taille, de leur poids léger, de leur capacité de batterie élevée, de leur longue durée de vie et de leur sécurité élevée. La technologie de résonance paramagnétique électronique (EPR ou ESR) peut sonder de manière non invasive l'intérieur de la batterie et surveiller l'évolution des propriétés électroniques pendant la charge et la décharge des matériaux d'électrode en temps réel, étudiant ainsi le processus de réaction de l'électrode proche de l'état réel. . Il joue progressivement un rôle irremplaçable dans l'étude du mécanisme de réaction des batteries. Composition et principe de fonctionnement de la batterie lithium-ion Une batterie lithium-ion se compose de quatre composants principaux : l'électrode positive, l'électrode négative, l'électrolyte et le diaphragme. Son fonctionnement repose principalement sur le mouvement des ions lithium entre les électrodes positives et négatives (intégration et désintégration). Fig. 1 Principe de fonctionnement de la batterie lithium-ion Au cours du processus de charge et de décharge de la batterie, les changements des courbes de charge et de décharge sur les matériaux positifs et négatifs sont généralement accompagnés de divers changements microstructuraux, et la dégradation ou même l'échec des performances après un long cycle de temps est souvent étroitement liée à la microstructure. changements. Par conséquent, l’étude de la relation constitutive (structure-performance) et du mécanisme de réaction électrochimique est la clé pour améliorer les performances des batteries lithium-ion et constitue également le cœur de la recherche électrochimique. Technologie EPR (ESR) dans les batteries lithium-ion Il existe diverses méthodes de caractérisation pour étudier la relation entre structure et performances, parmi lesquelles la technique de résonance de spin électronique (ESR) a reçu de plus en plus d'attention ces dernières années en raison de sa haute sensibilité, de sa non-destructivité et de sa surveillance in situ. Dans les batteries lithium-ion, en utilisant la technique ESR, les métaux de transition tels que Co, Ni, Mn, Fe et V dans les matériaux d'électrode peuvent être étudiés, et elle peut également être appliquée pour étudier les électrons dans l'état hors domaine. L'évolution des propriétés électroniques (par exemple, changement de valence métallique) pendant la charge et la décharge des matériaux d'électrode entraînera des changements dans les signaux EPR (ESR). L'étude des mécanismes redox induits électrochimiquement peut être réalisée par la surveillance en temps réel des matériaux des électrodes, ce qui peut contribuer à l'amélioration des performances de la batterie. Technologie EPR (ESR) dans les matériaux d'électrodes inorganiqu...

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