电子顺磁共振波谱原理简介

电子顺磁共振波谱仪（EPR）是检测物质中未成对电子及其与周围环境相互作用的分析方法，具有高灵敏度、高分辨率的特点，而且测量过程中不干扰反应进程、不破坏样品结构，特别重要的是EPR测量适用于各种不同形态的样品，包括非均相溶液、悬浊液和生物样品等。

EPR波谱的基础是未成对电子在磁场中对微波能量的吸收。由于未成对电子自身的旋转运动产生自旋磁矩，因此在外加磁场中该未成对电子存在两种自旋方向：一种称为“平行态”或“基态”，即未成对电子的自旋磁矩方向与外加磁场方向相同，这种方式所对应的能量较低；另一种称为“反平行态”或“活化态”，即未成对电子的自旋磁矩方向与外加磁场方向相反，处于与外磁场相互排斥的状态。能量较高粒子在共振时会吸收微波能量，即当低能态与高能态的能量差值与微波辐射能相等时发生共振吸收，使粒子从低能态跃迁至高能态。这种共振吸收通常可通过两种途径来实现：一是固定辐射频率，改变磁场强度；二是固定磁场强度，改变辐射频率。由于第一种方法比较容易实现，因此在实际应用中通常采用第一种方法。近年来，由于实际应用的需求，EPR谱仪一方面向高功率脉冲技术发展，另一方面向小型化、专业化、便携式发展。