باعتباره إحدى الأزمات العالمية، يؤثر التلوث البيئي على حياة الإنسان وصحته. هناك فئة جديدة من المواد الضارة بيئيًا بين ملوثات الهواء والماء والتربة - الجذور الحرة الثابتة بيئيًا (EPFRs). توجد EPFRs في كل مكان في البيئة ويمكن أن تحفز توليد أنواع الأكسيد التفاعلي (ROS)، والتي تسبب تلف الخلايا والجسم وهي أحد أسباب السرطان ولها تأثيرات بيولوجية قوية. يمكن لتقنية الرنين المغنطيسي الإلكتروني (EPR أو ESR) اكتشاف EPFRs وتحديد كميتها للعثور على مصدر الخطر وحل المشكلة الأساسية.
ما هي EPFRs
EPFRs هي فئة جديدة من المواد ذات المخاطر البيئية التي تم اقتراحها نسبةً إلى الاهتمام التقليدي بالجذور الحرة قصيرة العمر. ويمكن أن تتواجد في البيئة لمدة تتراوح بين عشرات الدقائق وعشرات الأيام، ولها عمر طويل، كما أنها مستقرة ومستمرة. يعتمد استقرارها على استقرارها الهيكلي، وليس من السهل أن تتحلل، ومن الصعب أن تتفاعل مع بعضها البعض لتنفجر. يعتمد استمرارها على الخمول لأنه ليس من السهل التفاعل مع المواد الأخرى الموجودة في البيئة، لذلك يمكن أن تستمر في البيئة. EPFRs الشائعة هي سيكلوبنتادينيل، سيميكوينون، فينوكسي، وجذور أخرى.
EPFRs المشتركة
من أين تأتي تقارير EPFR؟
توجد EPFRs في مجموعة واسعة من الوسائط البيئية، مثل الجسيمات الجوية (مثل PM 2.5)، وانبعاثات المصانع، والتبغ، وفحم الكوك، والخشب والبلاستيك، وجسيمات احتراق الفحم، والأجزاء القابلة للذوبان في المسطحات المائية، والتربة الملوثة عضويًا، وما إلى ذلك. تمتلك EPFRs مجموعة واسعة من مسارات النقل في الوسائط البيئية ويمكن نقلها من خلال الصعود الرأسي، والنقل الأفقي، والترسيب الرأسي إلى المسطحات المائية، والترسيب الرأسي إلى الأرض، وهجرة المسطحات المائية نحو الأرض. في عملية الهجرة، قد تتولد جذور تفاعلية جديدة، والتي تؤثر بشكل مباشر على البيئة وتساهم في المصادر الطبيعية للملوثات.
تكوين ونقل EPFRs (التلوث البيئي 248 (2019) 320-331)
تطبيق تقنية EPR للكشف عن EPFRs
EPR (ESR) هي تقنية التحليل الطيفي الموجي الوحيدة التي يمكنها اكتشاف ودراسة المواد التي تحتوي على إلكترونات غير متزاوجة بشكل مباشر، وتلعب دورًا مهمًا في اكتشاف EPFRs نظرًا لمزاياها مثل الحساسية العالية والمراقبة في الموقع في الوقت الفعلي. للكشف عن EPFRs، يوفر التحليل الطيفي EPR (ESR) معلومات في كلا الأبعاد المكانية والزمانية. يشير البعد المكاني إلى أطياف EPR التي يمكنها إثبات وجود الجذور الحرة والحصول على معلومات حول التركيب الجزيئي، وما إلى ذلك. ويسمح اختبار EPR بتحليل الأنواع مثل الجذور الحرة في العينة، حيث يمكن لأطياف الموجة المستمرة EPR توفير معلومات مثل كعامل g وثابت الاقتران فائق الدقة A، والذي بدوره يسمح للباحثين بالحصول على معلومات مثل البنية الإلكترونية للجذور الحرة. ويعني البعد الزمني أنه يمكن استنتاج نصف عمر EPFRs من خلال مراقبة الوقت الحالي لإشارات EPR.
تطبيق تقنية EPR في الكشف عن EPFRs في بيئة التربة
إن معالجة البترول وتخزينه ونقله والتسرب المحتمل من صهاريج التخزين كلها عرضة لتلوث التربة. على الرغم من أنه يمكن استخدام تقنيات المعالجة الحرارية لمعالجة التربة الملوثة بمختلف المبيدات الحشرية وشبه المتطايرة ومركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، إلا أن التسخين قد يغير الخواص الفيزيائية والكيميائية للتربة. يمكن دراسة تأثير المعالجة الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة على الفينول الخماسي الكلور وEPFRs في التربة باستخدام تقنيات EPR.
تمت معالجة التربة حرارياً واختبارها من أجل EPR (ESR) باستخدام نوعين من التدفئة: التسخين المغلق (ظروف نقص الأكسجين) والتدفئة المفتوحة (الظروف الغنية بالأكسجين). وأظهرت نتائج الاختبار إشارة جذرية EPR (ESR) أوسع وأضعف قليلاً في التربة المفتوحة الساخنة، مما يشير إلى أن التسخين المفتوح أدى إلى تكوين جذري للفينول الخماسي الكلور أو أي جذري آخر مماثل له بنية مركزها الأكسجين. كان أعلى تركيز EPFR هو 10 × 1018 دورة / جم تحت التسخين المفتوح عند 100 درجة مئوية و12 × 1018 دورة / جم تحت التسخين المغلق عند 75 درجة مئوية. وتشير النتائج إلى أن المعالجة بدرجة حرارة منخفضة للتربة الملوثة بالفينول الخماسي الكلور يمكن أن تحول الفينول الخماسي الكلور إلى EPFRs أكثر سمية والتي قد تكون موجودة في البيئة لفترة طويلة بما فيه الكفاية.
أطياف EPR للتربة المغلقة والمفتوحة الحرارة والتركيزات المقابلة لـ EPFRs والفينول الخماسي الكلور (Environ Sci Technol, 2012, 46(11): 5971-5978)
تطبيق تقنية EPR للكشف عن EPFRs في دخان التبغ
دخان التبغ عبارة عن هباء جوي يتكون من جزيئات/قطرات (TPM، إجمالي المواد الجسيمية) والمواد الكيميائية في الطور الغازي (الغازات السامة، والمركبات العضوية المتطايرة، والجذور قصيرة العمر، وما إلى ذلك). يحتوي TPM على تركيزات عالية من EPFRs طويلة العمر، والجذور المستقرة. التي تسبب تلف الحمض النووي من خلال تكوين جذور الهيدروكسيل (-OH)، مما يؤدي إلى آثار سلبية طويلة المدى على صحة الإنسان.
بالنسبة للسجائر التقليدية، فإن وجود الجذور الحرة المتمركزة في الكربون يجعلها قابلة للاكتشاف بواسطة تقنيات EPR. بالنسبة للسجائر الإلكترونية الحديثة، تسمح تقنية EPR بتحديد الجذور الحرة المتولدة أثناء استنشاق السجائر الإلكترونية والتقدير الكمي لتوليد EPFRs وإنتاج ROS في TPM، على التوالي.
كمية جذور الهيدروكسيل المتكونة بواسطة السجائر الإلكترونية TMP (علوم وتكنولوجيا البيئة 2020 54 (9)، 5710-5718)
تطبيق تقنية EPR في الكشف عن EPFRs في مناطق التعدين التي تعمل بالفحم
Xuanwei، يوننان، الصين، هي منطقة ذات معدلات عالية من سرطان الرئة. المنطقة غنية باحتياطيات الفحم البيتوميني ويستخدم السكان الفحم البيتوميني في حياتهم اليومية وإنتاجهم الصناعي. ينتج عن احتراق الفحم البيتوميني ملوثات تحتوي على مواد مثل الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs)، والتي تعتبر السبب الرئيسي لارتفاع معدلات الإصابة بسرطان الرئة. تعد الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) من أكثر الملوثات الكيميائية المسببة للسرطان والمسخية توزيعًا على نطاق واسع في البيئة. الجزيئات نفسها ليست ممغنطة ولكن تتأكسد بسهولة إلى الجذور الكاتيونية المقابلة تحت تأثير محفزات السيليكا والألومنيوم. هذه الجذور الكاتيونية الممتصة على سطح المحفز تكون مستقرة ويمكن اكتشافها بواسطة التحليل الطيفي EPR. وفي الوقت نفسه، ترتبط شدة إشارة EPR خطيًا بتركيز PAHs، لذلك يمكن مراقبة التركيز الإجمالي لـ PAHs بواسطة التحليل الطيفي EPR.
CIQTEK التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي الإلكتروني (EPR).
يوفر التحليل الطيفي CIQTEK EPR (ESR) طريقة تحليلية غير مدمرة للكشف المباشر عن المواد البارامغناطيسية. يمكنه دراسة تكوين وبنية وديناميكيات الجزيئات المغناطيسية، وأيونات المعادن الانتقالية، والأيونات الأرضية النادرة، والمجموعات الأيونية، والمواد المخدرة، والمواد المعيبة، والجذور الحرة، والبروتينات المعدنية، والمواد الأخرى التي تحتوي على إلكترونات غير متزاوجة، ويمكن أن توفر في الموقع وغير - معلومات مدمرة على المقياس المجهري لدوران الإلكترون والمدارات والنوى. لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيولوجيا والمواد والصناعة.
مطياف الرنين الإلكتروني البارامغناطيسي أو الرنين الإلكتروني المغزلي (EPR، ESR) ذو النطاق X ال سيكتيك EPR200M هو تصميم جديد مطياف EPR على طاولة العمل متخصص في التحليل الكمي والنوعي الجذور الحرة، أيونات المعادن الانتقالية، تشوهات المواد والعيوب إنها أداة بحث ممتازة لمراقبة التفاعلات الكيميائية في الوقت الحقيقي، والتقييم المتعمق لخصائص المواد، واستكشاف آليات تحلل الملوثات في العلوم البيئية. يتميز جهاز EPR200M بتصميمه المدمج، ويتكامل بشكل مثالي مع مصدر الموجات الدقيقة، والمجال المغناطيسي، والمسبار، ووحدة التحكم الرئيسية، مما يضمن الحساسية والاستقرار، مع التوافق مع مختلف الاحتياجات التجريبية. تتيح واجهة الاستخدام سهلة الاستخدام، حتى للمستخدمين الجدد، بدء التشغيل بسرعة، مما يجعل جهاز EPR سهل الاستخدام للغاية. ★ راسل خبرائنا عبر البريد الإلكتروني للحصول على حلول مخصصة أو عروض أسعار أو كتيبات مفصلة: info@ciqtek.com
يتعلم أكثرنبضات عالية التردد وعالية المجال الرنين البارامغناطيسي للإلكترون (EPR) في النطاق W (94 جيجاهرتز) توفر تقنية EPR عالية التردد مزايا عديدة، مثل دقة قيمة g العالية وحجم العينة الصغير. وهي قابلة للتطبيق بشكل كبير في مجالات الأحياء والكيمياء وعلوم المواد. يدعم CIQTEK EPR-W900 قياس EPR بالموجات المستمرة والنبضية، مشتمل إندور ، وتمكن تجارب درجات الحرارة المتغيرة من 4 إلى 300 كلفن. وهو مزود بمغناطيس فائق التوصيل منقسم الزوج، مع مجال مغناطيسي أقصى يصل إلى 6 تيسلا. يعمل المغناطيس الفائق التوصيل، جنبًا إلى جنب مع نظام تبريد مبرد خالٍ من المبردات، على تثبيت درجة الحرارة في المنطقة الفائقة التوصيل دون استهلاك الهيليوم السائل، مما يضمن التشغيل المستقر والصيانة السهلة. منصة برنامج EPR هي نفسها منصة مطياف النبضات X-band من CIQTEK، مما يجعلها بسيطة وسهلة الاستخدام.
يتعلم أكثرقم بتحديث وترقية جهاز التحليل الطيفي EPR القديم لديك لإجراء أبحاث EPR المتطورة سيجلب لك هذا التحديث ميزات بما في ذلك : ▶ حساسية أعلى: تكنولوجيا الكشف عن مصدر الموجات الدقيقة منخفضة الضوضاء للغاية والإشارة ▶ دقة أفضل: تكنولوجيا التحكم الدقيق في المجال المغناطيسي ▶ توافق ممتاز: متوافق مع مجموعة واسعة من أجهزة قياس الطيف EPR ▶ التسليم السريع: التسليم الكامل للأجهزة الحديثة خلال 2-6 أشهر ▶ خدمة عالية الجودة: التركيب في الموقع وضمان لمدة عامين ★ راسلنا عبر البريد الإلكتروني لمزيد من التفاصيل: info@ciqtek.com
يتعلم أكثرمطياف الرنين المغناطيسي الإلكتروني النبضي (EPR أو ESR) في النطاق X من CIQTEK EPR100 يدعم كل من وظائف EPR للموجة المستمرة وEPR النبضية بالإضافة إلى دعم تجارب EPR التقليدية للموجات المستمرة، يُمكن لجهاز EPR100 أيضًا التحكم بدقة في حالات الكم المغزلية للإلكترون وقياسها باستخدام تسلسلات نبضية محددة. يُتيح ذلك إجراء اختبارات EPR النبضية مثل T1 وT2 وESEEM (تعديل غلاف صدى دوران الإلكترون) وHYSCORE (ارتباط المستويات الفرعية فائق الدقة)، وغيرها. توفر أداة EPR100 مجموعة شاملة من الملحقات الاختيارية ، مثل وحدات ENDOR وDEER وTR-EPR وAWG ، والتي تلبي بشكل كامل متطلبات جميع أوضاع التجارب النبضية EPR الحالية. عندما يقترن مع نظام درجة الحرارة المتغيرة ، فهو يتيح اكتشاف المواد البارامغناطيسية في درجات حرارة منخفضة للغاية. يوفر التحليل الطيفي النبضي EPR دقة طيفية أعلى يكشف هذا التحليل التفاعلات الدقيقة بين الإلكترونات والنوى، ويوفر معلومات هيكلية أكثر تفصيلاً. تُعد هذه القدرة أساسيةً لا غنى عنها في مجالات البحث العلمي، مثل علم المواد، وتحليل بنية الجزيئات الحيوية، وغيرها.
يتعلم أكثريوفر التحليل الطيفي CIQTEK EPR200-Plus حلولًا احترافية للرنين المغنطيسي الإلكتروني للموجة المستمرة للمستخدمين الصناعيين والأكاديميين. EPR200-Plus الملحقات: مرنان مزدوج الوضع، نظام درجة حرارة عالية، درجة حرارة متغيرة للنيتروجين السائل مع ناظم البرد، هيليوم سائل درجة حرارة متغيرة، نظام تبريد جاف خالٍ من الهيليوم السائل، نظام EPR يتم حله بالوقت ، أجهزة قياس الزوايا، نظام التشعيع، الخلية المسطحة. يعد التحليل الطيفي بالرنين المغنطيسي الإلكتروني (EPR) أو الرنين المغزلي الإلكتروني (ESR) طريقة تحليلية قوية لدراسة البنية والديناميكيات والتوزيع المكاني للإلكترونيات غير المقترنة في المواد البارامغناطيسية. يمكن أن يوفر معلومات في الموقع وغير مدمرة عن دوران الإلكترون والمدارات والنوى على المستوى المجهري. يعد التحليل الطيفي EPR مفيدًا بشكل خاص لدراسة المجمعات المعدنية أو الجذور العضوية، لذا فإن له تطبيقات مهمة في مجالات الكيمياء والمواد والفيزياء والبيئة وما إلى ذلك.
يتعلم أكثرال CIQTEK EPR300 يشتمل مطياف الرنين المغنطيسي الإلكترون (EPR) على أحدث تقنيات الميكروويف ووحدة معالجة الإشارات عالية الأداء ، مما يعزز بشكل كبير حساسية الكشف ونسبة الإشارة إلى الضوضاء إلى مستوى غير مسبوق إنه يتيح الكشف الدقيق وتحليل إشارات الإلكترون غير المقيدة حتى بتركيزات منخفضة للغاية ، مما يوفر نهجًا جديدًا لاستكشاف الخواص الفيزيائية والكيميائية المجهرية للمواد المنخفضة التركيز مثل الجذور الحرة والأيونات المعدنية بالإضافة إلى ذلك ، يدعم EPR300 ترقيات سهلة من X Band إلى س الفرقة، تحقيق دقة قيمة G أعلى ، وهو مفيد للكشف عن عينات متباين الخواص ينشئ EPR300 أساسًا تجريبيًا قويًا للبحوث المتطورة في علوم الحياة ، وعلوم المواد ، والكيمياء ، والفيزياء ، ودفع الاكتشافات العلمية إلى معالم جديدة.
يتعلم أكثر