电子—电子距离测定：原理、方法与数据解释

连续波与脉冲偶极谱的实验设计、相位选择与距离反演

EPR距离测量

摘要与报告范围

本报告讨论电子顺磁共振（electron paramagnetic resonance, EPR）条件下的电子—电子距离测定。内容覆盖连续波电子顺磁共振（continuous-wave electron paramagnetic resonance, CW EPR）线形分析和脉冲偶极谱（pulsed dipolar spectroscopy, PDS），包括双电子—电子共振（double electron–electron resonance, DEER）／脉冲电子—电子双共振（pulsed electron–electron double resonance, PELDOR）、双量子相干（double-quantum coherence, DQC）、单频重聚技术（single-frequency technique for refocusing, SIFTER）、弛豫诱导偶极调制增强（relaxation-induced dipolar modulation enhancement, RIDME）及光诱导偶极谱。论述重点为偶极哈密顿量、脉冲序列、相干路径、相位循环、参数选择、距离反演和结构解释。

电子自旋距离与骨架原子距离并不等同。实验结果同时受到标签构象、谱包选择、有限时间窗、背景模型、多路径和多自旋效应影响。距离分布的解释应与自旋中心模型、前向模型及实验选择函数一并进行。

短距离CW全谱模拟和DQC可处理强偶极耦合及快速时域演化。
常规纳米距离四脉冲DEER是可频率分离双自旋体系的基准方法。
谱线重叠与宽谱中心DQC、SIFTER及RIDME分别利用共同激发、单频重聚和纵向弛豫翻转。
分析边界相位循环、偶极路径、背景、谐波和取向选择需在同一前向模型中保持一致。
范围说明

报告采用理论与文献取向，不提供厂商专属脉冲程序。光诱导方法保留序列、参数、零场分裂影响和应用案例，具体相位数组暂不列出。EasySpin案例给出可执行脚本，当前未在MATLAB环境运行；DeerLab合成数据案例已记录实际运行结果。

缩写与术语

缩写英文全称中文名称
EPRelectron paramagnetic resonance电子顺磁共振
CW EPRcontinuous-wave electron paramagnetic resonance连续波电子顺磁共振
PDSpulsed dipolar spectroscopy脉冲偶极谱
DEERdouble electron–electron resonance双电子—电子共振
PELDORpulsed electron–electron double resonance脉冲电子—电子双共振
DQCdouble-quantum coherence双量子相干
SIFTERsingle-frequency technique for refocusing单频重聚技术
RIDMErelaxation-induced dipolar modulation enhancement弛豫诱导偶极调制增强
LaserIMDlaser-induced magnetic dipole spectroscopy激光诱导磁偶极谱
ReLaserIMDrefocused laser-induced magnetic dipole spectroscopy重聚焦激光诱导磁偶极谱
LiDEERlight-induced double electron–electron resonance光诱导双电子—电子共振
LITTERlight-induced triplet–triplet electron resonance光诱导三重态—三重态电子共振
ZFSzero-field splitting零场分裂
ESEEMelectron spin echo envelope modulation电子自旋回波包络调制
DNPdynamic nuclear polarization动态核极化
AWGarbitrary waveform generator任意波形发生器
SRTshot repetition time单次激发重复时间
SNRsignal-to-noise ratio信噪比
FIDfree induction decay自由感应衰减
DQ / SQdouble quantum / single quantum双量子／单量子
CPCarr–Purcell卡尔—珀塞尔序列

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