核磁/順磁共振波譜儀可以測什么？布魯克告訴您

在微觀世界的探索中，科學家們擁有許多強大的“偵探工具”，其中核磁共振波譜儀和電子順磁共振波譜儀無疑是兩顆璀璨的明珠。它們一個擅長“傾聽”原子核的“低語”，一個擅長“捕捉”未成對電子的“行蹤”。作為全球領先的科學儀器制造商，布魯克（北京）科技有限公司將帶您一起了解，這兩大波譜技術究竟能為我們解開哪些科學謎題。

第一部分：核磁共振——洞察分子結(jié)構的“超級顯微鏡”

核磁共振技術主要探測的是原子核的磁性。您可以將其想象成一個極其精密的“原子核調(diào)頻收音機”。當樣品置于強大的磁場中，我們通過施加特定頻率的射頻波，讓原子核（如氫-1、碳-13等）發(fā)生共振，并通過分析共振信號來獲取信息。

核磁共振波譜儀主要可以測量：

1. 分子結(jié)構鑒定：化學家的“眼睛”

這是NMR最經(jīng)典的應用。通過分析氫譜、碳譜以及各種二維譜，化學家可以像拼圖一樣，精確地確定一個未知化合物（無論是從天然產(chǎn)物中提取的，還是在實驗室新合成的）中每個原子的連接方式和空間構型。

布魯克視角：我們的高分辨率NMR提供無與倫比的信號靈敏度和分辨率，即使是結(jié)構極其復雜的蛋白質(zhì)或多糖，也能幫助研究者清晰地“看”到其三維結(jié)構。

2. 動態(tài)過程監(jiān)測：實時觀察分子“舞蹈”

NMR可以監(jiān)測化學反應的進程、蛋白質(zhì)的折疊與解折疊、分子間的相互作用等動態(tài)過程。通過連續(xù)采樣，科學家能夠獲取反應中間體的信息，揭示反應機理。

布魯克視角：我們的自動化NMR系統(tǒng)支持高通量篩選和動力學監(jiān)測，為藥物篩選和生物化學研究提供強大助力。

3. 定量分析：精準的“含量天平”

在混合物中，NMR信號的強度與產(chǎn)生信號的原子核數(shù)目成正比。這使得NMR可以無需標準品就能對混合物中的各組分進行精確定量，廣泛應用于藥物純度分析、代謝物濃度測定等。

4. 醫(yī)學影像——MRI：從試管到人體的跨越

核磁共振成像技術是NMR原理在臨床醫(yī)學上的偉大應用。它通過探測人體內(nèi)水分子中氫核的信號，構建出身體內(nèi)部結(jié)構的詳細解剖圖像，無輻射、高軟組織分辨率，是疾病診斷的利器。

總結(jié)而言，核磁共振是一位全方位的“分子偵探”，它能告訴我們：這是什么分子？長什么樣？它和誰在互動？變化過程如何？含量多少？

第二部分：電子順磁共振——追蹤未成對電子的“專屬探針”

如果說NMR關注的是“大多數(shù)”原子核的共性，那么電子順磁共振則專注于“少數(shù)派”——含有未成對電子的體系。未成對電子非常活躍，是許多化學反應的“主角”。

電子順磁共振波譜儀主要可以測量：

1. 自由基的檢測與鑒定：捕捉“短命”的活性分子

自由基是帶有未成對電子的分子或原子，它們壽命短、活性高，但卻是許多生化反應（如氧化應激、光合作用）和工業(yè)過程（如聚合反應）的關鍵。EPR是直接檢測和鑒定自由基的最強大工具。

布魯克視角：我們的EPR波譜儀具有極高的靈敏度，能夠捕捉到瞬態(tài)的自由基信號，并解析其精細結(jié)構，幫助研究者揭示反應的本質(zhì)。

2. 過渡金屬離子的配位環(huán)境：窺探金屬中心的“微環(huán)境”

許多過渡金屬離子（如錳、鐵、銅等）含有未成對電子。EPR可以探測這些金屬離子的氧化態(tài)、配位幾何和電子結(jié)構，對于研究金屬酶、催化劑和功能材料至關重要。

3. 反應動力學與機理研究：追蹤電子的“足跡”

通過自旋捕獲技術，EPR可以將短壽命的自由基轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的、可檢測的自旋加合物，從而追蹤反應過程中究竟生成了哪些自由基中間體，為揭示反應機理提供直接證據(jù)。

4. 材料科學：表征缺陷與性能

在半導體、電池材料和納米材料中，結(jié)構缺陷或摻雜常常會引入未成對電子。EPR可以用來表征這些缺陷的性質(zhì)、濃度和分布，并將其與材料的電學、磁學性能關聯(lián)起來。

總結(jié)而言，電子順磁共振是一位敏銳的“自由基獵手”，它能告訴我們：體系中有沒有未成對電子？它屬于誰？周圍環(huán)境如何？它在反應中扮演了什么角色？

強強聯(lián)合，探索無限可能

核磁與順磁，二者相輔相成，共同構成了科學家探索物質(zhì)微觀世界的完整能力。NMR描繪的是分子的整體“骨架”和“靜態(tài)肖像”，而EPR捕捉的則是體系中最活躍的“動態(tài)核心”。

布魯克（北京）科技有限公司作為這兩大領域的領導者，致力于提供從臺式到高場、從科研到臨床的全方位解決方案。無論是解析生命的奧秘，還是開發(fā)新材料，布魯克的核磁與順磁技術始終是科研工作者最值得信賴的伙伴，幫助他們在微觀世界中發(fā)現(xiàn)更多未知的精彩。

希望本次布魯克的分享，能幫助您對這兩種強大的波譜技術有更清晰的了解！