干貨丨什么？核磁還能這樣用！

核磁作為化合物定性中重要的方式之一，主要分為核磁氫譜（1H-NMR）和核磁碳譜（13C-NMR）兩種，接下來(lái)我們將分享一些關(guān)于核磁氫譜的基本原理和應用。

1H-NMR的基本原理主要是：利用特定頻率的電磁波，使得具有自旋原子核（氫原子）發(fā)生能級躍遷，即發(fā)生核共振，產(chǎn)生的磁頻率信號經(jīng)過(guò)轉換放大在譜圖上以峰的形式體現。（原理見(jiàn)圖1）從原理上看，接收到的信號是磁頻率信號，為方便轉換，以基準物質(zhì)為原點(diǎn)，不同官能團的原子核相對于基準物質(zhì)的距離，即為化學(xué)位移（δ）。一般使用的基準是四甲基硅烷（TMS），規定其化學(xué)位移為零。而核磁定性的基本方式就是利用分子中含氫基團的化學(xué)位移和譜峰裂分情況，對化合物的分子結構進(jìn)行判斷。

圖1  NMR原理圖

提到核磁，除了對分子結構進(jìn)行定性外，我們經(jīng)常聽(tīng)到的“定量核磁”又是指什么呢？實(shí)際上定量核磁（Q-NMR）就是在1H-NMR的基礎上，引入“量”的概念，主要利用核磁信號強度與原子數成線(xiàn)性正比的關(guān)系，從而用于純度化合物的含量測定上。和傳統的色譜面積歸一化法相比，主要通過(guò)定量核磁內標對樣品中主成分的含量進(jìn)行定量，從而可以減少相對響應因子、水分、不揮發(fā)性雜質(zhì)及揮發(fā)性雜質(zhì)對純度定值準確性的干擾。目前中國藥典、美國藥典、英國藥典、歐洲藥典以及日本藥局方均將定量核磁共振（QNMR）作為法定標準收載于附錄中。

那么定量核磁又是怎樣實(shí)現定量目的？

定量核磁主要采用內標法，將精密稱(chēng)量的樣品和內標混合配制成溶液，通過(guò)比較樣品特征峰的響應值與內標峰的響應值計算樣品的含量。計算公式如下：

式中：

P_x：定量核磁法測定樣品質(zhì)量分數（%）

P_std：內標物的質(zhì)量分數（%）

I_x：樣品在1H-NMR的響應值

I_std：內標物質(zhì)在1H-NMR的響應值

N_x：樣品的原子核數

N_std：內標物的原子核數（二甲基砜的Nstd=6）

M_x：樣品摩爾質(zhì)量

M_std：內標物的摩爾質(zhì)量

m：樣品的稱(chēng)量質(zhì)量

m_std：內標物的稱(chēng)量質(zhì)量

想要利用定量核磁法得到準確的結果，除了要對核磁方法進(jìn)行確認外，內標的選擇會(huì )對結果的準確性產(chǎn)生很大的影響。而二甲基砜是非常常用的一種定量核磁內標，由于其易溶于常見(jiàn)的氘代溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩定，且結構相對簡(jiǎn)單（結構式見(jiàn)圖2），兩個(gè)甲基所處的化學(xué)環(huán)境*一致，在核磁氫譜（1H-NMR）上呈現的是一個(gè)單重峰，且有*的化學(xué)位移。因此，二甲基砜作為一種定量核磁內標物，常用于純度標準物質(zhì)的定值以及藥物基準物質(zhì)的jue對含量測定，在標準品研究、儀器校準、質(zhì)量控制以及代謝組學(xué)等藥學(xué)領(lǐng)域諸多方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢。

圖2 二甲基砜結構式

為此，安譜實(shí)驗自主研制并推出了國內wei一一款二甲基砜國家有證標準物（CRM），標準物質(zhì)編號為GBW（E）062544，純度高達99.9%，且具有計量學(xué)上有效溯源性，可滿(mǎn)足實(shí)驗室日常儀器校準、標準物質(zhì)定值、樣品質(zhì)量控制及期間核查等多個(gè)用途。

所以，在實(shí)驗中，核磁共振不僅可以定性，也可以定量。定量核磁可以達到定性和定量的雙重作用。

圖3 二甲基砜的國家標準物質(zhì)定級證書(shū)