Спектрометр электронного парамагнит-ного резонанса

,и 181968 Ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскйй Социалистических Республик(51) М. Кл.гб 01 М 24/10 присоединением заявкиГосударстеекимй коми СССР(45) Дата опубликования описания 07.04.8 53) УДК 538.11.3по лелем изобретеиий и открытий. И. Приступа, Дна Ленина инст Г. Р. ад(71) Заявитель имической физики А(54) СПЕКТРОМЕТР ЭЛЕКТРОННОГО ПАРАМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСАляющоб Изобретение относится к области радио- спектроскопии, в частности к спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), где детектируется изменение выхода реакций. 5Известен спектрометр, в котором применено зондирующее излучение при изучении кинетики фотореакций,1.Наиболее близким техническим решением является спектрометр ЭПР, содержа О щий рабочий генератор колебаний с системой автоматической подстройки частоты, рабочий резонатор с ампулой для исследуемого образца, соединенный с рабочим генератором колебаний, цепь оптической регистрации сигналов на частоте модуляции, генератор модуляции сигнала, источник фотоили радиолизующего облучения образца, электронные блоки питания, стабилизации и управления спектрометром, магнит. Ц этом спектрометре ЭПР сигнал магнитного резонанса детектируется по изменению параметра образца, кинематически связанного с выходом реакции, в которой участвуют парама нитные частицы. В этом спектро метре ЭПР сигнал магнитного резонанса регистрируется на частоте модуляции мощности рабочего генератора по изменению в момент резонанса такого параметра образца, связанного с реакцией, как интен- Зо сивность люминесценции (в частности по флуоресценции) 2.Известный спектромето ЭПР не позвоет регистрировать сигналы ЭПР участвуих и реакции парамагнитных частиц отразцов, которые не люминесцнруют, но оптически прозрачны.Целью изобретения является расширение функциональных возможчостей спектроме 1- ра путем наблюдения сигналов магнитного резонанса парамагнитных частиц от оптически прозрачных нелюминесцирующих образцов.Поставленная цель достигается тем, что резонатор выполнен оптически прозрачным, дополнительно оснащен системой зеркал, расположенных вне резонансного объема резонатора и образующих многоходовую лучевую систему, внутри которой находится резонатор с исследуемым образцом, зеркала укреплены на резонаторе, а система крепления зеркал к резонатору обеспечивает вращение зеркал вокруг вертикальной и горизонтальной осей и юстировку их относительно друг друга и резонатора с образцом. Оптическая прозрачность резонатора металлического, например прямоугольного с типом колебаний Н 1 ог, для зондирукнцего излучения, падающего на торцы резонагора, получается за счет того, что торцовые60 65 стеЬ:Кй вйполнены в виде решетчатых диафрагм; цилиндрического, с типом колебаний Ндля зондирующего излучения, па.дающего на крышки резонатора, получается за счет того, что крышки выполнены в виде чередующихся концентрических тороидов. Радиус кривизны зеркал выбран, исходя из размеров образца и типа рабочего резонатора. В цепь регистрации сигналов ЭПР введен источник зондирующего излучения, которым просвечивается образец. По изменению в момент резонанса интенсивности проходящего через образец зондирующего излучения регистрируется сигнал ЭПР парамагнитных частиц (которые образуются в образце под действием фото-радиолизующего облучения). Изменение в момент резонанса интенсивности зондирующего излучения соответствует переходам, связанным с зеемановскими уровнями, участвующими в поглощении мощности рабочего генератора.На фиг. 1 представлена блок-схемаспектрометра; на фиг. 2 - спектры магнитного резонанса короткоживущих пар пара- магнитных частиц от жидких образцов; вывороточный альбумин человека и раствор пирена в циклогексане с временем жизни - 10 вс при комнатной температуре, впервые зарегистрированные на предлагаемом спектрометре.Спектрометр содержит оптически прозрачный резонатор 1 с исследуемым образцом 2, систему зеркал, состоящую из зеркал 3 и расположенных друг против друга и механически соединенных с резонатором 1, находящимся между ними, рабочий генератор с системой АПЧ 5, генератор модуляции сигнала 6, электронные блоки питания, стабилизации и управления спектрометром 7, источник фото-радиолизующего облучения исследуемого образца 8, источник зондирующего излучения исследуемого образца 9 в цепь оптической регистрации сигналов ЭПР 10, содержащую фотоприемник, усилитель регистрации с фазовым детектором, магнит 11,Оптическая прозрачность металлического прямоугольного резонатора с типом колебаний Н, для зондирующего излучения, падающего на торцы резонатора, достигнута за счет того, что торцовые стенки выполнены в виде решетчатых диафрагм, образованных стержнями, находящимися на равном расстоянии друг от друга и от стенок резонатора. Соединение зеркал 3 и 4 с резонатором 1 обеспечивает поворот их вокруг горизонтальной и вертикальной осей и юстировку их относигельно друг друга и резонатора с образцом,Спектрометр работает следующим образом.В резонатор 1 помещен исследуемый образец 2. Резонатор 1 настроен на частоту рабочего генератора колебаний 5, а обра 5 10 15 ю 25 Зо 35 40 45 50 55 зец 2 помещен в пучность переменного магнитного поля в резонаторе 1. Образец 2 облучается светом (или быстрыми электро. нами или у лучами и т. д.) от источника 8. Мощность источника 8 должна быть достаточной для образования в исследуемом образце парамагнитных частиц, участвующих в реакции.Для регистрации сигналов магнитного резонанса этих парамагнитных частиц образец 2 облучается зондирующим излучением источника 9, В момент выполнения условий резонанса происходит изменение величины поглощения образцом зондирующего излучения, которое детектируется цепью оптической регистрации сигналов ЭПР 10. Так как количество образующихся в образце парамагнитных частиц при комнатной температуре обычно невелико, то изменение интенсивности зондирующего излучения при однократном прохождении через образец может оказаться малым и недостаточным для его регистрации.Для увеличения изменений интенсивности зондирующего излучения, следовательно, чувствительности спектрометра, зондирующий луч от источника 9 пропущен через образец многократно. Зондирующий луч от источника 9 падает на зеркало 3, отражается от него, проходит через резонатор 1 и образец 2, падает на зеркало 4, от зеркала 4 луч отражается, снова проходит через резонатор и образец 2 и падает на зеркало 3, от которого снова отражается и т. д. Пройдя таким образом многократно через образец 2, зондирующий луч в конце концов поступает на приемник цепи оптической регистрации сигнала ЭПР. Количество прохождений зондирующего луча через образец определяется концентрацией пара- магнитных частиц в образце и его оптической плотностью и осуществляется путем изменения расположения зеркал относительно друг друга и резонатора с образцом.Использование новых элементов - оптически прозрачного резонатора, оснащенного многоходовой лучевой системой и источника зондирующего излучения позволяет регистрировать как сигналы магнитного резонанса от люминесцирующих образцов, так и от нелюминесцирующих оптически прозрачных образцов, увеличивая сферу применения и расширяя функциональные возможности спектрометра. Формула изобретения Спектрометр электронного парамагнитного резонанса, содержащий рабочий генератор колебаний с системой автоматической подстройки частоты, резонатор с ампулой для исследуемого образца, соединенный с рабочим генератором колебаний, цепь оптической регистрации сигналов наЧастоте модуляции, генератор модуляции сигнала, источник фото- или радиолизующего облучения образца, электронные блоки питания, стабилизации и управления спектрометром, магнит, отл ич а ющи йся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей спектрометра путем наблюдения сигналов магнитного резонанса парамагнитных частиц от оптически прозрачных нелюминесцирующих образцов, резонатор спектрометра выполнен оптически прозрачным и оснащен системой зеркал и юстировочным приспособлением, соединенных друг с другом, расположенных вне резонансного объема резонатора и образуюЙЙ 896щих многоходовую лучевую сйстеМу, обеспечивающую многократное прохождениезондирующего излучения через исследуемыйобразец и последующее его собирание на5 приемник цепи регистрации сигналов магнитного резонанса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Введение в фотохимию органических10 соединений, Л Химия, 1976,2. Франкевич Е. Л. и др. Магнитный резонанс короткоживущих промежуточных комплексов реакции гашения триплетных экситонов радикалами. ЖЭТФ, 1978,т. 75, с. 41515 (прототип),Корректор О, Тюри тор О. Филиппов Типография, пр. Сапунова, 2 аз 1349/11 Изд.320 0 Поиск Государственного комитета СС 113035, Москва, Ж, РаТираж 940по делам изобретекая наб д. 4/5 Подписнои открыти