Кенжебаева Сəуле Сағындыққызы биотехнологиядағЫ Қазіргі əдістер

41
пласты сəулелендіргенде ЭТТ-та болған өзгерістерден байқалады.
Тəжiрибе техникасы. ЭПР спектроскопиясы 1.11-суретте көрсе-
тілген. Блок кестесіне тəн радиоспектрометрлер қолданылады. Спинді 
қондырғылардағы үнемі берілетін электромагнитті сəуленің жиілігі, 
ал резонансының жағдайы магниттік өрісте болатын күштің өзгеруіне 
байланысты. Көпшілік спектрометрлер V = 9000 мГц жиілікте жұмыс 
істейді. Толқын ұзындығы – 3,2 см, магнит индукциясы – 0,3 Тл. 
Электромагниттің жоғары жиілікпен сəулеленуі К көзінен толқын 
қалыптастыратын аппараттан В үлкен көлемді Р резонаторға түседі. 
NS электромагниттердің арасында зерттелетін нысана орналасқан. 
1.11-сурет. ЭПР спектрометрінің блок-жобасы. К – аса жиілікті сəуленің 
(АЖС) көзі, В – толқын жеткізуші, Р – көлемді резонатор, Д – АЖ сəуленің 
детекторы, У – күшейткіш, NS – электромагнит, П – тіркегіш қондырғы 
(http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5319.html)
Резонанс жағдайында аса жиілікпен АЖ сəулеленуі спиндік 
жүйемен жұтылады. АС сəуленің толқынды сəулеленуі жұтылғаннан 
кейін детекторға Д түседі. Сигнал детектрленгеннен кейін күшейткіш 
У-де жоғарылайды. Сосын тіркегіш қондырғыға П жіберіледі. Мұнда 
тіркеліп жəне интегральды сызық ЭПР-мен жұтылады. Сезімталдығын 
жəне сыртқы магниттік өрістегі модуляцияға жоғары жиілікті 
ЭПР спектрометрінің рұқсатымен қолданылуын күшейту үшін 
модуляциялық ораманың көмегімен іске асырылады. Жоғары жиілікті 
модуляция мен арнайы фазалы сезімталдықты детектрлеудің ЭПР да-
былдары алғашқыда қисық жұтылуды түзеді. ЭПР спектрінде көбіне 
серинді ЭПР спектрінің тіркеуі жүреді. Кейде толқын ұзындығы 8 мм 
жəне 2 мм диапазонда жұмыс жасайды. Спектрометр g факторының 

42
сұранысымен рұқсат етіледі (парамагниттік жəне еркін радикалдар). 
Оңтайлы тіркелімі жəне сызықтың ені 10
-4
Тл болатын жағдайда қазіргі 
спектрометрдің сезімталдығы 9
-10
м-ге (үлгіде 10
11
бөлшектер) жетеді. 
Маңызды спектрометрдің сипаттамасы ӨЖЖ сəулелендіру жиілігімен 
анықталатын əдістің уақыт шəкіліне ие болады. Нысанаға түсірілетін 
АЖ сəулелендіру жиілігімен (V = 10
-11
) 10
6
-10
11
c
-1
диапазонындағы 
спинді жүйеде динамиканы зерттеуге рұқсат береді.
ЭПР спектрометрінің негізгі көрсеткiші – қарқынды қалпы жəне 
резонатордың сызықтық ені, g факторының жіңішке жəне өте жіңішке 
құрылым тұрақтысы. Əдетте, іс жүзінде 1-ші қисық сіңіруінің туынды 
2-шіге қарағанда көбірек тіркеледі. Бұл сезімталдық жəне алынатын 
ақпарат рұқсатын жоғарылытады. 
электромагнитті күш
1.12-сурет. а – ЭПР қисық сіңірімі, б – ) алғашқы өндірістік сіңірім, 
в – екінші өндірістік сіңірім; ∆Н
1/2
 – қисық сызықтың жартылай 
шыңындағы сызық ені, ∆Н
макс
 жəне I
макс
 – жоғары түзу емес (ең үлкен ылди) 
нүктелер арасындағы сызық ені мен қарқындылығына жауапты 
( http://ru.wikipedia.org/wiki)

43
Сызықтың қарқындылығы қисық сіңіруінің ауданымен анықталады 
(1.10, а-сурет). Бұл үлгідегі парамагнетик бөлшек санына пропорцио-
нал. Зерттелген үлгі жəне эталондағы спектр қарқындылығымен са-
лыстырмалы түрде жүреді. Тіркелім кезінде 1-ші өндірістік қисық 
сіңіру 2-ші реттік ықпалдасу шарасы қолданылады (1.10, б-сурет). 
Біршама уақыттан кейін күнде S
пл
= I
maкс
(∆H
maкс
)
2
білдіруді қолданып, 
ықпалдас қарқындылықты жақындатып бағалауға болады. Мұнда 
S
пл
– қисық жұтылымның ауданы, I
maкс
– сызық қарқындылығы, 
(∆H
maкс
)
2
сызық ені, 1-ші, əсіресе 2-ші өндірілетіндер (1.10, в-сурет) 
сіңіру сызығының формасына сезімтал.
ЭПР спектрінің сызық формасы лоренстік жəне гаустық сызық фор-
маларымен салыстырылады. Бұлар y = a/(1 + bx
2
) (Лоренцов сызығы), 
y = aexp(-bx
2
) (Гауссов сызығы) түрінде көрсетіледі. Лоренцов сызығы, 
əдетте, ЭПР спектрометрімен бақыланады, толығырақ айтсақ, 
төмен концентрациялы парамагнитті бөлшектердің ерітіндісінде 
қолданылады. Егер сызық суперпозициялы көп сызықты болса, онда 
оның формасы Гауссов сызығына ұқсас. 
Негізгі көрсеткiш сызық ені ∆H
maкс
болып табылады. Ол жартылай 
жоғарыдағы ∆H сызық енімен салыстырғанда ∆H
maкс
= (2/√3) ∆Н1/2 
(Лоренцов формуласы) жəне ∆H
maкс 
= (2/ln2)
1/2
∆H
1/2
(Гауссов форму-
ласы). ЭПР-дің дұрыс сызығы формулалардың біріне тең. Релакса-
ция уақытында Т
1
жəне Т
2
резонанстық сызықтың енін анықтайды: 
∆H = 1/T
1
+ 1/T
2
. Мұнда Т
1
-дің ұзындығы қозған күйіндегі электрондық 
спиннің тіршілік уақытында Т
1
анықтамағанда ЭПР сызығында кеңею 
жүреді. Парамагнитті ионда Т
1
10
-7
-10
-9
cек қатарларын жəне релакса-
ция арнасының негізін анықтайды. Өте кең сызықтар түзіледі. Гелий 
температурасын қолданғанда ЭПР спектрін Т
1
-дің өсуіне байланыс-
ты рұқсат береді. Т
1
-дің еркін радикалы тəртіпті секундқа жетеді, 
сондықтан сызықтың негізгі еніне релаксациялы үдерістерді енгізеді. 
Олар спинді əсермен байланысқан жəне Т
2
уақытпен анықталады: ∆H; 
1/T
2
χ γ
е
∆H
1/2
мөлшерлес, мұнда γ
е
– электронға гиромагнитті қатынас, 
χ – сызық формасына тəуелді параметр, жеке χ = 1 Лоренцов сызығына 
жəне χ = (π ln2)
1/2
Гауссов сызығына. Т
2
-нің физикалық мағынасы 
жүйедегі əрбір спин басқа электронды топтан аймаққа жергілікті өріс 
жасайды. Электромагниттік өрістегі резонанс мағынасын өзгертеді 
жəне сызықтың кеңеюіне əкеледі.

44

жүктеу/скачать 5,04 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: