核磁（NMR）常见问题及答案！

手术室老王

核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，简称NMR）是磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程，是一种极其重要的现代仪器分析方法。NMR广泛应用于物理学、化学、生物学、药学、材料学等领域，可对材料的成分、结构进行定性和定量分析。e测试于2022年12月1日推出NMR直播课，从基础知识、样品制备、谱图处理及解析等多个方面进行了讲解。直播中收集到的问题主要归纳成了四类，以下为问题及我们整理的答案。
01固体核磁样品制备的注意事项

在核磁操作中，有些样品找不到溶剂配制，有些样品配制成溶液后结构发生变化，这时咱们要考虑固体核磁，固体核磁主要用于难溶物或溶解后结构发生改变的样品，通常在做核磁时，首先考虑液体核磁，在样品难溶或无法使用液体核磁定性测定时，考虑固体核磁。
样品制备：样品应尽量粉碎，研磨成无颗粒感的粉末，要注意样品应无磁性或导电性，一般4mm的样品管需要固体大约100mg左右，随后进行装样；注意特殊样品最好在处理测试前查阅相关的文献进行参考，包括转速，弛豫，脉冲程序等等。
例如水凝胶，由于其交联结构，可以考虑固体核磁研究其高分子凝胶网络中的交联信息。
02核磁的定量分析
核磁的定量分析是通过比较不同的吸收峰强度实现的，在进行定量分析时，对于确定的质子，其积分与其摩尔浓度成正比。
核磁共振谱图上反应了化学位移、吸收峰等指标，其中，化学位移与耦合常数是我们定性的主要依据，吸收峰面积则是我们定量时的主要依据，它反映了该类质子的多少，与样品浓度也呈正比。
同样可以使用核磁计算样品某一基团取代度，具体方法要参考和样品相关的近似文献，通常来讲，通过选取一个对照物，测定相连基团的H强度或峰面积的减弱程度来计算取代度，如原本的峰强度和峰面积是多少，改性之后的峰强度和峰面积是多少，然后计算减弱程度。
03氘代试剂的选择
我们需要根据样品的极性和溶剂度选择合适的氘代试剂，可以参考样品相关的文献中是如何选择氘代试剂的，我们需要对自己的样品有一定的了解，比如它大概是一个什么样的结构，主题化合物骨架是什么样的，比如是黄酮类还是脂肪酸类，苯环多不多等等，通常，苯环多的化合物可以选择氘代DMSO，长链的烷烃类可以选择氘代氯仿。
04复杂化合物（多糖）的二维谱图
首先，对于复杂化合物，如分子量特别大的多糖，在样品制备时要注意样品的溶解度，有时分子量过大的多糖溶解度不好，在H谱和C谱中有些样品的特征信号峰未呈现出来（分子量大的有的弛豫也很快，在一维二维中的信号有差异），再加上C谱的灵敏度要比H谱低，所以这类物质在样品制备时要提高样品浓度，可以考虑超声助溶等方法，效果特别不好的可以考虑水解后再检测；
其次，在信号归属中，大分子量的化合物很多的峰会出现重叠现象，堆积在3.0～4.0之间（H）、60～80（C），峰重叠的现象很严重，这时我们要提高样品的纯度，尽量降低其他杂质化合物对样品测试的干扰，同时考虑提高样品的浓度；
结合二维核磁，我们可以分析出多糖的单糖残基顺序、单糖残基在糖苷键中的位置、环状结构的类型和糖苷键的构型等信息，具体分析一定要结合样品相关文献进行，通常情况如下：
1、COSY：可以从容易辨认的质子（异头质子、甲基质子）开始，寻找糖上其他碳位的质子，归属每个质子信号；
2、HSQC：可找出易头碳质子相连的C信号及糖基上每个质子连接的C信号，通常可结合甲基化分析和其他二维谱；
3、HMBC：可联系2～4个共价键的H核和C核，可以以列表的形式写下关联的位点，从结构简单或有特色的峰开始，一一对应，实际处理时，并不是每个H都可以找到旁边所对应的C，所以要结合样品相关的文献进行分析。









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