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，接下來我們將分享一些關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）發生能級躍遷，即發生核共振，產生的磁頻率信號經過轉換放大在譜圖上以峰的形式體現。（原理見圖1）從原理上看，接收到的信號是磁頻率信號，為方便轉換，以基準物質為原點，不同官能團的原子核相對于基準物質的距離，即為化學位移（δ）。一般使用的基準是四甲基硅烷（TMS），規定其化學位移為零。而核磁定性的基本方式就是利用分子中含氫基團的化學位移和譜峰裂分情況，對化合物的分子結構進行判斷。

圖1  NMR原理圖

提到核磁，除了對分子結構進行定性外，我們經常聽到的“定量核磁”又是指什么呢？實際上定量核磁（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性正比的關系，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，主要通過定量核磁內標對樣品中主成分的含量進行定量，從而可以減少相對響應因子、水分、不揮發性雜質及揮發性雜質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現定量目的？

定量核磁主要采用內標法，將精密稱量的樣品和內標混合配制成溶液，通過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量分數（%）

P_std：內標物的質量分數（%）

I_x：樣品在1H-NMR的響應值

I_std：內標物質在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：樣品摩爾質量

M_std：內標物的摩爾質量

m：樣品的稱量質量

m_std：內標物的稱量質量

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行確認外，內標的選擇會對結果的準確性產生很大的影響。而二甲基砜是非常常用的一種定量核磁內標，由于其易溶于常見的氘代溶劑，化學性質穩定，且結構相對簡單（結構式見圖2），兩個甲基所處的化學環境*一致，在核磁氫譜（1H-NMR）上呈現的是一個單重峰，且有*的化學位移。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的定值以及藥物基準物質的jue對含量測定，在標準品研究、儀器校準、質量控制以及代謝組學等藥學領域諸多方面具有顯著優勢。

圖2 二甲基砜結構式

為此，安譜實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），標準物質編號為GBW（E）062544，純度高達99.9%，且具有計量學上有效溯源性，可滿足實驗室日常儀器校準、標準物質定值、樣品質量控制及期間核查等多個用途。

所以，在實驗中，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定級證書