CIQTEK EPR (ESR) impulsa la investigación de sensores de nanoespín

September 18, 2023

Basados en propiedades cuánticas, los sensores de espín de electrones tienen una alta sensibilidad y pueden usarse ampliamente para probar diversas propiedades fisicoquímicas, como el campo eléctrico, el campo magnético, la dinámica molecular o proteica y las partículas nucleares u otras. Estas ventajas únicas y posibles escenarios de aplicación hacen de los sensores basados en espín una dirección de investigación candente en la actualidad. Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ tiene un espín electrónico altamente estable protegido por una jaula de carbono, que es adecuada para la detección de adsorción de gases dentro de materiales porosos. Py-COF es un material estructural orgánico poroso de reciente aparición con propiedades de adsorción únicas, que se preparó utilizando un bloque de construcción autocondensante con un grupo formilo y un grupo amino. preparado con un tamaño de poro teórico de 1,38 nm. Por lo tanto, una unidad de metalofullereno Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ (~ 0,8 nm de tamaño) puede entrar en uno de los nanoporos de Py-COF.

Taishan Wang, investigador del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China, desarrolló un sensor de nanogiro basado en fullereno metálico para detectar la adsorción de gas dentro de una estructura orgánica porosa. El metal paramagnético fullereno, Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ , se incrustó en los nanoporos de una estructura orgánica covalente a base de pireno (Py-COF). El N ₂、 CO 、 CH ₄、 CO ₂、 C ₃ H ₆ y C ₃ H ₈ adsorbidos dentro del Py-COF incrustado con la sonda de espín Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ se registraron utilizando la técnica EPR (CIQTEK EPR200-Plus ).Se demostró que las señales EPR del Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ incrustado se correlacionaban regularmente con las propiedades de adsorción de gas del Py-COF. Los resultados del estudio se publicaron en Nature Communications con el título "Sensor de nanoespín integrado para sondaje in situ de adsorción de gas dentro de estructuras orgánicas porosas".

Sondeo de las propiedades de adsorción de gas de Py-COF utilizando el espín molecular de Sc ₃ C ₂ @C ₈

En el estudio, los autores utilizaron un metalofullereno con propiedades paramagnéticas, Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ (~0,8 nm de tamaño), como sonda de espín incrustada en un nanoporo de COF a base de pireno (Py-COF) para detectar la adsorción de gas. dentro de Py-COF. Luego, se investigaron las propiedades de adsorción de Py-COF para los gases N ₂、 CO 、 CH ₄、 CO ₂、 C ₃ H ₆ y C ₃ H ₈ registrando las señales incrustadas de Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ EPR. Se muestra que las señales EPR de Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ siguen regularmente las propiedades de adsorción de gas de Py-COF. Y a diferencia de las mediciones de isoterma de adsorción convencionales, este sensor de nanogiro implantable puede detectar la adsorción y desorción de gas mediante monitoreo in situ en tiempo real. El sensor de nanogiro propuesto también se utilizó para investigar las propiedades de adsorción de gas de la estructura organometálica (MOF-177), demostrando su versatilidad.

Relación entre las propiedades de adsorción de gases y las señales EPR.

Efecto de la presión del gas en la señal EPR

Análisis de ancho de línea de señal EPR

Los sensores basados en espín han atraído considerable atención debido a su alta sensibilidad. En este documento, desarrollamos un sensor de nanoespín basado en metalofullereno para sondear la adsorción de gas dentro de estructuras orgánicas porosas. Para ello, se seleccionó metalofullereno activo por espín, Sc ₃ C ₂ @C _80, y se incrustó en un nanoporo de una estructura orgánica covalente a base de pireno (Py-COF). La espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica (EPR) registró las señales EPR de Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ dentro de Py-COF después de adsorber N ₂ , CO, CH ₄ , CO ₂ , C ₃ H ₆ y C ₃ H ₈ . Los resultados indicaron que las señales EPR que cambiaban regularmente del Sc ₃ C ₂ @C ₈₀ incorporado se asociaron con el rendimiento de adsorción de gas de Py-COF. A diferencia de las mediciones tradicionales de isoterma de adsorción, este sensor de nanoespín implantable podría sondear la adsorción y desorción de gas con monitoreo in situ en tiempo real. El sensor de nanoespín propuesto también se empleó para probar el rendimiento de adsorción de gas de una estructura organometálica (MOF-177), lo que demuestra su versatilidad. Por tanto, el sensor de nanoespín es aplicable a la detección cuántica y a las mediciones de precisión.

Productos relacionados

x band pulse electron paramagnetic resonance

Espectrómetro EPR de pulso de banda X | EPR100

Espectrómetro de resonancia paramagnética electrónica de pulso de banda X (EPR o ESR) EPR100 de CIQTEK Admite funciones EPR de onda continua y EPR de pulso Además de ser compatible con experimentos convencionales de EPR de onda continua, el EPR100 también puede controlar y medir con precisión los estados cuánticos de espín electrónico mediante secuencias de pulsos específicas. Esto permite realizar pruebas de EPR de pulsos como T1, T2, ESEEM (modulación de la envolvente del eco de espín electrónico), HYSCORE (correlación de subnivel hiperfina), etc. El instrumento EPR100 ofrece una amplia gama de accesorios opcionales , como Módulos ENDOR, DEER, TR-EPR y AWG , que cumplen plenamente los requisitos de todos los modos experimentales de EPR pulsado actuales. Cuando se combina con un sistema de temperatura variable , permite la detección de sustancias paramagnéticas a temperaturas ultrabajas. La espectroscopia EPR pulsada proporciona mayor resolución espectral , revelando las interacciones hiperfinas entre electrones y núcleos y proporcionando información estructural más detallada. Esta capacidad es insustituible y crucial en áreas de investigación científica como la ciencia de materiales, el análisis de estructuras biomoleculares, etc.

Aprende más

Espectrómetro EPR de pulsos de banda W | EPR-W900

Pulso de alta frecuencia y alto campo Resonancia paramagnética electrónica (RPE) en banda W (94 GHz) La tecnología EPR de alta frecuencia ofrece numerosas ventajas, como una alta resolución de valores g y un volumen de muestra mínimo. Es altamente aplicable en biología, química y ciencia de los materiales. El CIQTEK EPR-W900 es compatible. Medición EPR tanto de onda continua como pulsada, incluido RESPALDO y permite experimentos de temperatura variable de 4 a 300 K. Está equipado con un imán superconductor de par dividido, con un campo magnético máximo de hasta 6 T. El imán superconductor, combinado con un sistema criogénico sin criógeno, estabiliza la temperatura en la región superconductora sin consumir helio líquido, lo que garantiza un funcionamiento estable y un fácil mantenimiento. La plataforma de software EPR es la misma que la del espectrómetro pulsado de banda X de CIQTEK, lo que la hace sencilla y fácil de usar.

Aprende más

Modernización y actualización del espectrómetro EPR

Modernice y actualice su antiguo instrumento EPR para una investigación EPR de vanguardia Este servicio de modernización y actualización de EPR le brindará características que incluyen: : ▶ Mayor sensibilidad: Tecnología de detección de señales y fuentes de microondas de ruido ultrabajo ▶ Mejor resolución: Tecnología de control preciso del campo magnético ▶ Excelente compatibilidad: Compatible con una amplia gama de espectrómetros EPR ▶ Entrega rápida: Entrega completa del hardware modernizado en un plazo de 2 a 6 meses ▶ Servicio de alta calidad: Instalación en sitio y garantía de 2 años. ★ Envíenos un correo electrónico para obtener más detalles: info@ciqtek.com

Aprende más

Espectrómetro CW-EPR de banda X | EPR300

El CIQTEK EPR300 El Espectrómetro de Resonancia Paramagnética Electrónica (EPR) incorpora la última tecnología de microondas y una unidad de procesamiento de señales de altísimo rendimiento, lo que mejora significativamente la sensibilidad de detección y la relación señal-ruido a un nivel sin precedentes. Permite la detección y el análisis precisos de señales de electrones desapareados incluso a concentraciones de espín extremadamente bajas, lo que proporciona un enfoque novedoso para explorar las propiedades físicas y químicas microscópicas de sustancias de baja concentración, como radicales libres e iones metálicos. Además, el EPR300 admite actualizaciones sencillas de Banda X a Banda Q , logrando una mayor resolución del valor g, lo que resulta ventajoso para detectar muestras anisotrópicas. El EPR300 establece una base experimental sólida para la investigación de vanguardia en ciencias de la vida, ciencia de los materiales, química y física, impulsando los descubrimientos científicos hacia nuevos hitos.

Aprende más

Espectrómetro EPR de sobremesa | EPR200M

EPR de banda X compacto con alta sensibilidad y fácil operación, ideal para investigación en química, catálisis y materiales. CIQTEK EPR200M es un compacto banco de trabajo resonancia paramagnética electrónica ( Espectrómetro EPR) Diseñado para la detección y análisis de radicales libres, iones de metales de transición y defectos paramagnéticos Permite a los investigadores monitorear reacciones químicas en tiempo real y obtener conocimientos más profundos de materiales con alta sensibilidad y estabilidad. Con la confianza de investigadores de todo el mundo >> Más de 300 sistemas EPR instalados | Más de 170 publicaciones científicas EE. UU. y América del Norte: info.usa@ciqtek.com > Internacional y otras regiones: info@ciqtek.com

Aprende más

Espectrómetro EPR de pulsos de banda Q | EPR-Q400

En comparación con la resonancia paramagnética electrónica de banda X convencional (EPR), la EPR de alta frecuencia ofrece ventajas significativas y proporciona capacidades importantes en la investigación biológica, química y de materiales. CIQTEK EPR-Q400 es un Espectrómetro EPR de pulso de alta frecuencia de banda Q equipado con ambos onda continua (CW) y pulso EPR Modos de medición (para experimentos solo de CW, está disponible el espectrómetro de CW EPR-Q300). Admite experimentos de temperatura variable de 4 a 300 K. La plataforma de software EPR es la misma que la de otros espectrómetros de pulso de banda X de CIQTEK, lo que la hace sencilla y fácil de usar.

Aprende más

Aplicaciones