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CIQTEK is the manufacturer and global supplier of high-performance scientific instruments, such as Electron Microscopes, Electron Paramagnetic Resonance (Electron Spin Resonance), Gas Adsorption Analyzers, Scanning NV Microscopes, etc.
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Detecção de Contaminantes Ambientais - Aplicações EPR (ESR)
Detecção de Contaminantes Ambientais - Aplicações EPR (ESR)
Sendo uma das crises globais, a poluição ambiental está a afectar a vida e a saúde humanas. Há uma nova classe de substâncias ambientalmente nocivas entre os poluentes do ar, da água e do solo - Radicais Livres Ambientalmente Persistentes (EPFRs). Os EPFRs são onipresentes no meio ambiente e podem induzir a geração de espécies reativas de óxidos (ROS), que causam danos às células e ao corpo e são uma das causas do câncer e têm fortes efeitos de risco biológico. A tecnologia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR ou ESR) pode detectar EPFRs e quantificá-los para encontrar a origem do perigo e resolver o problema subjacente.     O que são EPFRs   Os EPFRs são uma nova classe de substâncias de risco ambiental propostas em relação à preocupação tradicional dos radicais livres de vida curta. Eles podem existir no ambiente por dezenas de minutos a dezenas de dias, têm uma vida útil longa e são estáveis ​​e persistentes. A sua estabilidade baseia-se na sua estabilidade estrutural, não é fácil de decompor e é difícil reagir entre si para rebentar. A sua persistência baseia-se na inércia de que não é fácil reagir com outras substâncias do meio ambiente, podendo persistir no meio ambiente. EPFRs comuns são ciclopentadienil, semiquinona, fenoxi e outros radicais.   EPFRs comuns     De onde vêm os EPFRs?   EPFRs são encontrados em uma ampla variedade de meios ambientais, como partículas atmosféricas (por exemplo, PM 2,5), emissões de fábricas, tabaco, coque de petróleo, madeira e plástico, partículas de combustão de carvão, frações solúveis em corpos d'água e solos contaminados organicamente, etc. Os EPFRs têm uma ampla gama de vias de transporte em meios ambientais e podem ser transportados através de subida vertical, transporte horizontal, deposição vertical em corpos d'água, deposição vertical em terra e migração terrestre de corpos d'água. No processo de migração podem ser gerados novos radicais reativos, que afetam diretamente o meio ambiente e contribuem para as fontes naturais de poluentes.   Formação e transferência multimídia de EPFRs (Poluição Ambiental 248 (2019) 320-331)     Aplicação da técnica EPR para detecção de EPFRs   EPR (ESR) é a única técnica de espectroscopia de ondas que pode detectar e estudar diretamente substâncias contendo elétrons desemparelhados e desempenha um papel importante na detecção de EPFRs devido às suas vantagens como alta sensibilidade e monitoramento in situ em tempo real. Para a detecção de EPFRs, a espectroscopia EPR (ESR) fornece informações em dimensões espaciais e temporais. A dimensão espacial refere-se aos espectros EPR que podem comprovar a presença de radicais livres e obter informações sobre a estrutura molecular, etc. O teste EPR permite a análise de espécies como radicais livres na amostra, onde os espectros EPR de ondas contínuas podem fornecer informações como como fator g e constante de acoplamento hiperfina A, que por sua vez permite aos...
Estudo de Sinais EPR em Corais - Aplicações EPR (ESR)
Estudo de Sinais EPR em Corais - Aplicações EPR (ESR)
O nome coral vem do persa antigo sanga (pedra), que é o nome comum da comunidade de vermes corais e seu esqueleto. Os pólipos de coral são corais do filo Acanthozoa, com corpos cilíndricos, que também são chamados de rochas vivas devido à sua porosidade e crescimento ramificado, podendo ser habitados por diversos microrganismos e peixes. Produzido principalmente no oceano tropical, como o Mar da China Meridional. A composição química do coral branco é principalmente CaCO 3  e contém matéria orgânica, denominada tipo carbonato. O coral dourado, azul e preto é composto de queratina, chamada tipo queratina. O coral vermelho (incluindo rosa, vermelho polpa, vermelho rosa, vermelho claro a vermelho profundo) contém CaCO 3  e tem mais queratina. Coral de acordo com as características da estrutura esquelética. Pode ser dividido em coral de leito de placas, coral de quatro tiros, coral de seis tiros e coral de oito tiros em quatro categorias, o coral moderno é principalmente as duas últimas categorias. O coral é um importante transportador para registrar o ambiente marinho, pois a determinação da paleoclimatologia, as antigas mudanças no nível do mar e o movimento tectônico e outros estudos têm um significado importante.   A ressonância paramagnética eletrônica (EPR ou ESR) é uma ferramenta importante para o estudo da matéria eletrônica desemparelhado, que funciona medindo os saltos no nível de energia de elétrons desemparelhados em frequências ressonantes específicas em um campo magnético variável. Atualmente, as principais aplicações do EPR na análise de corais são a análise e datação ambiental marinha.  Por exemplo, o sinal EPR de Mn 2+  em corais está relacionado ao paleoclima. O sinal EPR do Mn 2+  é grande durante o período quente e diminui acentuadamente quando há um resfriamento acentuado. Como uma típica rocha carbonática marinha, os corais são afetados pela radiação natural para produzir defeitos de rede para gerar sinais EPR, de modo que também podem ser usados ​​para datação e cronologia absoluta de rochas carbonáticas marinhas. Os espectros EPR dos corais contêm uma riqueza de informações sobre a concentração de elétrons desemparelhados presos por defeitos de rede e impurezas na amostra, a composição mineral e de impurezas da amostra e, portanto, informações sobre a idade de formação e condições de cristalização da amostra podem ser obtido simultaneamente.   Em seguida, o sinal EPR no coral será analisado usando uma espectroscopia CIQTEK X-Band EPR (ESR) EPR100 para fornecer informações sobre a composição e vagas de defeitos no coral.   CIQTEK Banda X EPR100     Amostra Experimental A amostra foi retirada de coral branco no Mar da China Meridional, tratada com ácido clorídrico diluído 0,1 mol/L, triturada em almofariz, peneirada, seca a 60°C, pesava cerca de 70 mg e testada no CIQTEK EPR100.     Amostra de Coral Branco   Espectroscopia de ressonância paramagnética ele...
Artigo aprovado pelo JACS! CIQTEK EPR contribui para 27 publicações de pesquisa de alto nível
Artigo aprovado pelo JACS! CIQTEK EPR contribui para 27 publicações de pesquisa de alto nível
Temos o prazer de anunciar que os produtos do espectrômetro CIQTEK EPR contribuíram para  27  publicações de pesquisa de alto nível  até o momento!     Um dos resultados selecionados    Redução de dinitrogênio catalisada por vanádio em amônia por meio de um intermediário [V]═NNH 2  . Jornal da Sociedade Química Americana (2023) Wenshuang Huang, Ling-Ya Peng, Jiayu Zhang, Chenrui Liu, Guoyong Song, Ji-Hu Su, Wei-Hai Fang, Ganglong Cui e Shaowei Hu     Abstrato   A atmosfera terrestre é rica em N 2  (78%), mas a ativação e conversão do nitrogênio tem sido uma tarefa desafiadora devido à sua inércia química. A indústria de amônia utiliza condições de alta temperatura e alta pressão para converter N 2  e H 2  em NH 3  na superfície de catalisadores sólidos. Sob condições ambientais, certos microrganismos podem ligar-se e converter N 2  em NH 3  através de enzimas de fixação de nitrogênio à base de Fe(Mo/V). Embora tenham sido feitos grandes progressos na estrutura e nos intermediários das enzimas de fixação de azoto, a natureza da ligação do N2 ao  sítio activo e o mecanismo detalhado da redução do N2 permanecem  incertos. Vários estudos sobre a ativação de N 2  com complexos de metais de transição foram realizados para melhor compreender o mecanismo de reação e desenvolver catalisadores para a síntese de amônia em condições amenas. Contudo, até agora, a conversão catalítica de N 2  em NH 3  por complexos de metais de transição continua a ser um desafio. Apesar do papel crucial do vanádio na fixação biológica do nitrogênio, existem poucos complexos de vanádio bem definidos que podem catalisar a conversão de N 2  em NH 3 . Em particular, os intermediários V(NxHy) obtidos a partir das reações de transferência próton/elétron do N2 ligado permanecem  desconhecidos. Neste artigo, este artigo relata a redução de nitrogênio a amônia catalisada por complexo metálico de vanádio e o primeiro isolamento e caracterização de um intermediário complexo hidrazida neutro ([V]=NNH 2 ) de um sistema ativado por nitrogênio, com o processo de conversão cíclica simulado por a redução do complexo amino vanádio protonado ([V]-NH 2 ) para obtenção de um composto de dinitrogênio e liberação de amônia. Estas descobertas fornecem insights sem precedentes sobre o mecanismo de redução de N 2  associado às enzimas fixadoras de nitrogênio FeV, combinando cálculos teóricos para elucidar a possível conversão de nitrogênio em amônia através da via distal neste sistema catalítico.   O grupo do Prof. Shaowei Hu da Universidade Normal de Pequim dedica-se ao desenvolvimento de complexos de metais de transição para a ativação de pequenas moléculas inertes. Recentemente, em colaboração com o grupo do Prof. Ganglong Cui, relatamos a redução do nitrogênio a amônia catalisada por complexos metálicos de vanádio através de uma combinação de cálculos teóricos e estudos...
Quantificação Relativa e Absoluta - Aplicações EPR (ESR)
Quantificação Relativa e Absoluta - Aplicações EPR (ESR)
A técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR ou ESR) é o único método disponível para detectar diretamente elétrons desemparelhados em amostras. Dentre eles, o método quantitativo EPR (ESR) pode fornecer o número de spins de elétrons desemparelhados em uma amostra, o que é essencial no estudo da cinética da reação, explicando o mecanismo da reação e aplicações comerciais. Portanto, a obtenção dos números de spin de elétrons desemparelhados de amostras por técnicas de ressonância paramagnética eletrônica tem sido um tema quente de pesquisa.  Dois principais métodos quantitativos de ressonância paramagnética eletrônica estão disponíveis: EPR quantitativo relativo (ESR) e EPR quantitativo absoluto (ESR).     Método EPR Quantitativo Relativo (ESR)   O método EPR quantitativo relativo é realizado comparando a área integrada do espectro de absorção EPR de uma amostra desconhecida com a área integrada do espectro de absorção EPR de uma amostra padrão. Portanto, no método EPR quantitativo relativo, é necessário introduzir uma amostra padrão com um número conhecido de spins. O tamanho da área integrada do espectro de absorção EPR não está apenas relacionado ao número de spins de elétrons desemparelhados na amostra, mas também às configurações dos parâmetros experimentais, à constante dielétrica da amostra, ao tamanho e à forma da amostra. , e a posição da amostra na cavidade ressonante. Portanto, para obter resultados quantitativos mais precisos no método EPR quantitativo relativo, a amostra padrão e a amostra desconhecida precisam ser de natureza semelhante, semelhantes em forma e tamanho e na mesma posição na cavidade ressonante.   Fontes de erro quantitativo EPR     Método EPR Quantitativo Absoluto  (ESR)   O método EPR quantitativo absoluto significa que o número de spins de elétrons desemparelhados em uma amostra pode ser obtido diretamente pelo teste EPR sem usar uma amostra padrão. Em experimentos quantitativos absolutos de EPR, para obter diretamente o número de spins de elétrons desemparelhados em uma amostra, o valor da área integral quadrática do espectro EPR (geralmente o espectro diferencial de primeira ordem) da amostra a ser testada, os parâmetros experimentais, o volume da amostra, a função de distribuição da cavidade de ressonância e o fator de correção são necessários. O número absoluto de spins de elétrons desemparelhados na amostra pode ser obtido diretamente obtendo primeiro o espectro EPR da amostra por meio do teste EPR, depois processando o espectro diferencial de primeira ordem EPR para obter o valor da área integrada de segundo e, em seguida, combinando o parâmetros experimentais, volume da amostra, função de distribuição da cavidade ressonante e fator de correção.   Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica CIQTEK   A quantificação absoluta de spins de elétrons desemparelhados da espectroscopia CIQTEK EPR (ESR) pode ser usada para obter o número de spi...
CIQTEK EPR (ESR) impulsiona pesquisa de sensores nano-spin
CIQTEK EPR (ESR) impulsiona pesquisa de sensores nano-spin
Com base nas propriedades quânticas, os sensores de spin de elétrons têm alta sensibilidade e podem ser amplamente utilizados para sondar várias propriedades físico-químicas, como campo elétrico, campo magnético, dinâmica molecular ou proteica e partículas nucleares ou outras. Essas vantagens exclusivas e cenários de aplicação potenciais tornam os sensores baseados em spin uma direção de pesquisa importante no momento. Sc 3 C 2 @C 80  possui um spin de elétrons altamente estável protegido por uma gaiola de carbono, que é adequado para detecção de adsorção de gás em materiais porosos. Py-COF é um material de estrutura orgânica porosa recentemente surgido com propriedades de adsorção únicas, que foi preparado usando um bloco de construção autocondensável com um grupo formil e um grupo amino. preparado com um tamanho de poro teórico de 1,38 nm. Assim, uma unidade de metalofulereno Sc 3 C 2 @C 80  (tamanho de ~0,8 nm) pode entrar em um dos nanoporos de Py-COF.   Um sensor nanospin baseado em fulereno metálico foi desenvolvido por Taishan Wang, pesquisador do Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências, para detectar a adsorção de gás dentro de uma estrutura orgânica porosa. O fulereno metálico paramagnético, Sc 3 C 2 @C 80 , foi incorporado nos nanoporos de uma estrutura orgânica covalente à base de pireno (Py-COF). Os N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6  e C 3 H 8 dentro do Py-COF incorporado com a  sonda de spin  Sc 3 C 2 @C 80 foram registrados usando a técnica EPR (CIQTEK EPR200-Plus ).Foi demonstrado que os sinais EPR do Sc 3 C 2 @C 80 incorporado  correlacionavam-se regularmente com as propriedades de adsorção de gás do Py-COF. Os resultados do estudo foram publicados na Nature Communications sob o título "Sensor nano spin incorporado para sondagem in situ de adsorção de gás dentro de estruturas orgânicas porosas".     Sondagem das propriedades de adsorção de gás de Py-COF usando spin molecular de Sc 3 C 2 @C 8     No estudo, os autores usaram um metalofulereno com propriedades paramagnéticas, Sc 3 C 2 @C 80  (~0,8 nm de tamanho), como uma sonda de spin incorporada em um nanoporo de COF à base de pireno (Py-COF) para detectar adsorção de gás dentro do Py-COF. Em seguida, as propriedades de adsorção de Py-COF para os gases N 2、 CO 、 CH 4、 CO 2、 C 3 H 6  e C 3 H 8  foram investigadas registrando os  sinais Sc 3 C 2 @C 80 EPR incorporados. É mostrado que os sinais EPR de Sc 3 C 2 @C 80  seguem regularmente as propriedades de adsorção de gás de Py-COF. E, diferentemente das medições convencionais de isoterma de adsorção, este sensor nanospin implantável pode detectar adsorção e dessorção de gás por meio de monitoramento in situ em tempo real. O sensor nanospin proposto também foi utilizado para sondar as propriedades de adsorção de gás da estrutura metal-orgânica (MOF-177), demonstrando sua versatilidade.     Relação entre propriedades de adsorção de gás e ...
Ressonância dupla elétron-elétron (DEER) em análise de estrutura de DNA - aplicações EPR (ESR)
Ressonância dupla elétron-elétron (DEER) em análise de estrutura de DNA - aplicações EPR (ESR)
Desde a década de 1950, quando Watson e Crick propuseram a clássica estrutura de dupla hélice do DNA, o DNA tem estado no centro da pesquisa em ciências biológicas. O número das quatro bases no DNA e sua ordem de arranjo levam à diversidade dos genes, e sua estrutura espacial afeta a expressão gênica. Além da tradicional estrutura de dupla hélice do DNA, estudos identificaram uma estrutura especial de quatro fitas de DNA nas células humanas, o G-quadruplex, uma estrutura de alto nível formada pelo dobramento de DNA ou RNA rico em repetições em tandem de guanina (G ), que é particularmente elevado em quádruplos G de divisão rápida, são particularmente abundantes em células de divisão rápida (por exemplo, células cancerígenas). Portanto, os G-quadruplexes podem ser usados ​​como alvos de drogas na pesquisa anticâncer. O estudo da estrutura do G-quadruplex e seu modo de ligação aos agentes ligantes é importante para o diagnóstico e tratamento de células cancerígenas.   Representação esquemática da estrutura tridimensional do G-quadruplex. Fonte da imagem: Wikipédia   Ressonância dupla elétron-elétron (DEER)   O método Pulsed Dipolar EPR (PDEPR) foi desenvolvido como uma ferramenta confiável e versátil para determinação de estrutura em biologia estrutural e química, fornecendo informações de distância em nanoescala por técnicas de PDEPR. Em estudos de estrutura G-quadruplex, a técnica DEER combinada com rotulagem de spin direcionada ao local (SDSL) pode distinguir dímeros G-quadruplex de diferentes comprimentos e revelar o padrão de ligação dos agentes de ligação G-quadruplex ao dímero. Diferenciação de dímeros G-quadruplex de diferentes comprimentos usando a tecnologia DEER Usando Cu(piridina)4 como um marcador de spin para medição de distância, o complexo tetragonal planar Cu(piridina)4 foi ligado covalentemente ao G-quadruplex e à distância entre dois Cu2+ paramagnéticos no monômero quaternário G empilhado π foi medido pela detecção de interações dipolo-dipolo para estudar a formação de dímero. [Cu2+@A4] (TTLGGG) e [Cu2+@B4] (TLGGGG) são dois oligonucleotídeos com sequências diferentes, onde L denota o ligante. Os resultados DEER de [Cu2+@A4]2 e [Cu2+@B4]2 são mostrados na Figura 1 e Figura 2. A partir dos resultados DEER, pode-se obter que em dímeros [Cu2+@A4]2, a distância média de um único Cu2+ -Cu2+ é dA=2,55 nm, a extremidade 3′ do G-quadruplex forma o dímero G-quadruplex por empilhamento cauda-cauda, ​​e o eixo gz de dois rótulos de spin Cu2+ no dímero G-quadruplex está alinhado paralelamente. A distância de empilhamento [Cu2+@A4]2 π é maior (dB-dA = 0,66 nm) em comparação com os dímeros [Cu2+@A4]2. Foi confirmado que cada monômero [Cu2+@B4] contém um tetrâmero G adicional, resultado que está totalmente de acordo com as distâncias esperadas. Assim, medições de distância pela técnica DEER podem distinguir dímeros G-quadruplex de diferentes comprimentos.     Figura 1 (A) O espectro diferencial EPR pulsado (linha preta)...
Baterias de íons de lítio - aplicações EPR (ESR)
Baterias de íons de lítio - aplicações EPR (ESR)
As baterias de íons de lítio (LIBs) são amplamente utilizadas em dispositivos eletrônicos, veículos elétricos, armazenamento de rede elétrica e outros campos devido ao seu tamanho pequeno, peso leve, alta capacidade da bateria, ciclo de vida longo e alta segurança. A tecnologia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR ou ESR) pode sondar de forma não invasiva o interior da bateria e monitorar a evolução das propriedades eletrônicas durante a carga e descarga dos materiais do eletrodo em tempo real, estudando assim o processo de reação do eletrodo próximo ao estado real .  Aos poucos, está desempenhando um papel insubstituível no estudo do mecanismo de reação da bateria.     Composição e princípio de funcionamento da bateria de íons de lítio   Uma bateria de íon de lítio consiste em quatro componentes principais: o eletrodo positivo, o eletrodo negativo, o eletrólito e o diafragma. Depende principalmente do movimento de íons de lítio entre os eletrodos positivos e negativos (incorporação e desincorporação) para funcionar.   Fig. 1 Princípio de funcionamento da bateria de íons de lítio   No processo de carga e descarga da bateria, as mudanças nas curvas de carga e descarga nos materiais positivos e negativos são geralmente acompanhadas por várias mudanças microestruturais, e a deterioração ou mesmo falha no desempenho após um longo ciclo de tempo está frequentemente intimamente relacionada ao microestrutural mudanças. Portanto, o estudo da relação constitutiva (estrutura-desempenho) e do mecanismo de reação eletroquímica é a chave para melhorar o desempenho das baterias de íon-lítio e também é o núcleo da pesquisa eletroquímica.     Tecnologia EPR (ESR) em baterias de íons de lítio   Existem vários métodos de caracterização para estudar a relação entre estrutura e desempenho, entre os quais a técnica de ressonância de spin eletrônico (ESR) tem recebido cada vez mais atenção nos últimos anos devido à sua alta sensibilidade, não destrutiva e monitorabilidade in situ. Em baterias de íon-lítio, usando a técnica ESR, metais de transição como Co, Ni, Mn, Fe e V em materiais de eletrodo podem ser estudados, e também pode ser aplicada para estudar os elétrons no estado fora do domínio.   A evolução das propriedades eletrônicas (por exemplo, alteração da valência do metal) durante a carga e descarga dos materiais dos eletrodos causará alterações nos sinais EPR (ESR). O estudo dos mecanismos redox induzidos eletroquimicamente pode ser alcançado pelo monitoramento em tempo real dos materiais dos eletrodos, o que pode contribuir para a melhoria do desempenho da bateria.   Tecnologia EPR (ESR) em materiais de eletrodos inorgânicos   Em baterias de íon-lítio, os materiais catódicos mais comumente usados ​​são geralmente alguns materiais de eletrodo sem eletrodo, incluindo LiCoO2, Li2MnO3, etc. A melhoria do desempenho do material catódico é a chave para melhorar o desempenho geral da bateria. &...
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