顺磁共振波谱仪的磁铁系统|荧光分析法的基本原理

顺磁共振波谱仪的磁铁系统  
谱仪的磁铁系统包括磁铁线圈、磁铁电源和磁场的控制、测量等部分。
　　根据共振条件hν=gβH，等式右边的H 是共振磁场，由磁铁系统提供。对于绝大多数顺磁样品，其g 值很接近2 。对于这类样品，如果用X 波段的谱仪（典型微波频率9.5GHz ) ，则要求磁场强度大约为3.4×10-1T ( 3400Gs）。如果选用K 波段（典型的微波频率为24GHz ) , 则要求磁场强度大约为8.6×10-1T ( 8600Gs）。如果选用Q 波段（典型的微波频率为35GHz ) ，则要求磁场大约为1.25T ( 12500Gs）。所以，选择能提供1.5T ( 15000Gs）的磁铁系统就可以满足绝大多数顺磁共振研究工作的要求了。对于某些过渡元素，其g 值远离2 ，如Fe2+的g 值可以由0到9 , Co2+的g 值可以由1.4到7 ，而且这些偏离，与样品在磁场中的取向有关，即所谓g 因子的各向异性。对于这类样品，则要求更高的磁场。
　　磁铁系统的稳恒磁场是由通过磁铁线圈的直流电流产生的。为了防止线圈发热，需用循环水冷却。控制磁场是用霍尔元件，称为霍尔探头（Hall Probehead）。它贴靠在磁极面上，由计算机控制，通过反馈信号，改变通过线圈电流的大小，从而达到控制磁场的目的。磁场的测量是用NMR 高斯计，它的探头插入两磁极之间，尽量靠近样品，现代商品谱仪所带的高斯计都是由计算机控制，可以自动搜索，能给出8 位数字显示的磁场值，相当于1×10-4mT ( 1 mGs）的分辨率，磁场测量精度可达5×10-4mT ( 5mGs ) ，完全可以满足10-6(ppm）级因子测量中lppm 精度的要求。
　　磁场在空间上的均匀性和在时间上的稳定性，是磁铁系统两个重要的技术指标。目前商品谱仪的磁铁系统已具有10-6的均匀性和10-6K 的热稳定度。
　　一些商品谱仪磁铁的性能指标列于下表。

荧光分析法的基本原理

处于基态的原子在吸收适当的能量后，其价电子从成键分子轨道或非键轨道跃迁到反键分子轨道上去，这就是分子激发态产生的本质。激发态不稳定，将很快衰变到基态。激发态在返回基态时常伴随着光子的辐射，这种现象称为发光。　　荧光属于分子的光致发光现象。在一定实验条件下，只要浓度不是太大，则其荧光强度与溶液中发光物质的浓度成正比，这是荧光分析的定量基础。