NMR实验技术课件

1、 核磁共振实验技术 核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）技术（方法）是从原子水平研究物质结构的强有力手段，在生物、医学、药物、料、环保、化工以及地矿等各个领域发挥着重大的作用。 到目前为止，NMR技术已是鉴别化合物结构最重要，也是最准确的方法之一。 NMR技术也是唯一能够获取生物大分了溶液构象的方法。因此，NMR谱仪对基础科学和应用基础科学等重点领域中的重大研究项目都具有极其重要的意义。 目前我国核磁谱仪有800多台，每年还以60-80多台的速度增长。作为波谱解析课中的一个组成部分，前几节中已从NMR一般原理，参数、新技术和应用及解析多方面进行了阐述和讲解，下面就以

2、NMR实验技术为主概括性的讲以下四部分： 一、NMR技术的起源与发展二、液体NMR谱仪的基本结构和对样品 的要求三、实验技术，方法,特点和选择四、实验技术的新进展一、NMR的起源与发展1、原理的发现 核磁共振（NMR）现象是于1946年由美国斯坦福大学F. Bloch和哈佛大学的E. M. Purcell领导的两个研究小组分别在水和石腊中观察到质子在静磁场里对射频（Radio Frequency,RF）辐射的共振吸收现象，即NMR现象。因此，他们两人获得了1952年的诺贝尔物理学奖。自从1948年由Bloch教授的几位学生参于制造NMR谱仪后，60多年来核磁共振不仅形成为一门有完整理论的新兴学

3、科核磁共振波谱学，并且各种新的实验技术不断发展，仪器不断完善，在化学、生物、医学、药物等许多领域得到了广泛的应用。2、谱仪发展过程 从最初的NMR谱仪，经历了三次大的革命，由不同类型的NMR波谱仪，可按不同的方式进行分类。例如： a.按激发和接收方式可分为：连续波发射，分时发射和脉冲发射谱仪； b.按磁体的性质分为：永磁、电磁和超导磁体谱仪。 连续波永磁谱仪结构简单，易于操作，但由于灵敏度太低，80年代已淘汰了。70年代初发展了电磁体NMR谱仪使磁场强度一直加大，高时可达100兆，磁体重2.7吨，而且耗电量也很大。随着超导技术、电子技术和计算机技术的发展，脉冲付里叶变换高分辩超导NMR仪在近二

4、十年来发展很快。场强由88年的600兆，94年的750兆，98年的800兆至2000年10月900兆。现在已有1000兆高场谱仪上市。从NMR实验技术看经历了四个过程: a、一维1H谱，连续波检测小分子结构。 b、脉冲付里叶变换实验，检测1H，13C和一些多核谱图，如31P，15N等等（场强较高下完成）。 c、二维、三维和多维谱的发展 随着超导磁体的引入，计算机及电子技术的进一步发展，使得二维和多维核磁共振技术在80年代末，90年代初发展很快，各种多脉冲实验层出不穷，NMR技术变得更完善，更多样化和更具有针对性的分析研究样品。 d、梯度场的发展 脉冲梯度场技术是90年代初用于NMR谱仪分析研究

5、的，一经应用于NMR分析，其优点很快的体现出来了，如利用梯度脉冲探头可以在3分钟之内测试一个H-H COSY。大家知道匀场是做好NMR谱图的关键，也是每个NMR操作者的基本功，以前为了匀场有时需要几十分钟或更长时间，现在只需40多秒。连续波（CWNMR）发展时期（50年代到60年代中期）：1H、13C、19F和31P谱的应用。脉冲傅立叶变换核磁共振（PFT-NMR）：1965到70年代，瑞士科学家R.Ernst引入并发1946年发现核磁共振现象。F. Purcell和E. M. Bloch分享1952年诺贝尔物理学奖。展了脉冲傅立叶变换核磁共振。从CWNMR到PFTNMR是NMR技术的一次质飞

6、跃。二维核磁共振：1971年，Jeener首次提出二维核磁共振；19751976年间R.Ernst从理论和实践两方面对2D NMR进行了深入的研究，R.Ernst获1991 年诺贝尔化学奖。90年代，三维、四维 NMR；高场（600900兆）谱仪的出现及梯度场技术的发展。生物大分子的溶液结构测定：2002年10月瑞士科学家库尔特维特里希（Wthrich K.）因发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法而获得诺贝尔化学奖。核磁共振成像：2003年10月,美国科学家劳特布尔(Paul C. Lauterbur)和英国科学家曼斯菲尔德(Peter Mansfield)因在核磁共振成像

7、技术领域的“突破性成就” 而获得诺贝尔生理学或医学奖。 核磁共振与诺贝尔奖YearDevelopmentNature1970FT NMRInstrumental1975Superconducting magnetsInstrumental19802D NMRMethodological1985Protein structure determinationMethodological1990Isotope labeling/multidimensional NMRMethodological1990Pulsed field gradientsInstrumental/ Methodologica

8、l1995NMR screeningMethodological1997TROSYMethodological1998LC-NMR/LCMS-NMRInstrumental2000CryoprobesInstrumental NMR发展的里程碑 超导核磁共振谱仪计算机信号接收器锁信号接收器场调节装置观测道锁通道去偶道探 头Principles of an NMR spectrometer样品管 不同场强仪器灵敏度的比较SensitivitiesDecasaccharid (zgpr, NS=64)800 MHz600 MHz400 MHzSignal/Noise ratio(for H1(Ma

9、n-4)1680 : 11130:1594:1 不同场强谱峰分散度的比较2、溶剂选择 选择溶剂首先要考虑溶解性，要避免溶剂峰遮盖谱峰，一般氘代试剂的氘化纯度在99.5%到99.99%，以上溶剂无论怎样纯总会出现一些未氘化的残留峰和杂质峰，尤其是溶剂中的H2O峰常常大于残留峰，如DMSO-d6，C5D5N等，要熟悉所用的氘待试剂可能出现的杂质峰对解析谱图十分重要，见图（5）画出了常用氘化试剂的杂质峰。 溶解度对观察线宽影响很大，氢谱尤为突出，常用NMR溶剂分为粘性（苯，二甲基酰胺、二甲基亚砜、吡啶、甲苯和水）和非粘性溶剂（丙酮、乙晴、氯仿和二氯甲烷等）。丙酮常被用做测试分辩力和线型的溶剂。常规N

10、MR应用中，粘度问题不十分重要；含活泼氢溶剂妨碍样品中活泼氢观察，在无活泼氢有机溶剂中观察活泼氢，再用D2O交换确证；如用CDCL3检测1H，加D2O交换。高、低温实验要考虑溶剂的溶点，沸点以及温度与溶解性的依赖关系。常用高温溶剂有DMSO和DMF，常用低温溶剂是（CD3)2CO和CD2Cl2，含芳香环溶剂，如苯和吡啶会引起化学位移观测值较大改变；最后一点，要考虑氘化试剂的价格，尽量选便宜的溶剂，D2O和CDCL3最便宜，C5D5N、 CD3OD和二氧六环最贵，从NMR观点，最受欢迎和常用的溶剂是CDCL3，DMSO和D2O。3、样品管及样品用量: 作为一般常观实验，无论是高场谱仪还是一般谱仪

11、对测试样品管要求并不高（做大分子样品和微量样品除外），但样品管必需清洗干净、无残留溶剂和杂质，以免影响测试结果。高场仪器对样品溶剂的体积要求很严格，要保证一定的体积主要是考虑样品的匀场和接收信号线形正常，另外，是送样量的要求，分了量在300500的样品，用样量5mg左右。测13C谱得加倍量。谱图的灵敏度主要取决于样品的摩尔浓度。4、样品的处理: 要得到高分辩的谱图，溶液中绝不能有悬浮的灰尘和纤维。一般情况下用棉花和滤纸把样品直接过滤到样品管中。测试微量样品时，要带手套处理样品，以防手指上的微量物质溶在溶液中，否则1H谱中1.4ppm会出现一个7Hz裂分的双峰，4ppm还有一个四重峰，可能来自丙

12、氨酸或乳酸。1、一维谱图1)1H谱 1H-谱是结构测定中应用最普遍的方法。根据谱图可提供：a、化学位移，b、偶合常数，c、积分值。从实验上看也很简单只有一个90脉冲，经FT变换后得谱图（图6）。经过多年的集累分析，绝大多数类型的化合物都有1H谱的化学位移，归属数据和有关图谱库可查阅。根据图谱的数据，大致可以知道化合物的类型，分子结构的大小纯度从而考虑进一步测试的项目。三、NMR实验技术与方法，特点，解决问题和 选择方法。2)13C-谱 以单脉冲检测高频振荡的13C信号，对1H质子全去偶，得到碳谱。优点： a、信息量大，碳原子构成了有机化合物的骨架，掌握有关碳原子的信息在结构鉴定中有重要意义，从

13、这一角度看，碳谱的重要性大于氢谱。例如：六取代苯环、乙烯四取代饱和碳原子的取代等，从氢谱上是不能得到直接信息的。 b、分辨力好。常见有机化合物氢谱的值很少超过10ppm，而碳谱的变化范围可超过200ppm，由于碳谱的化学位移变化范围比1谱大十多倍，化合物结构上的细微变化可望在碳谱上得到反映。这是氢谱不能比的。缺点： 灵敏度小。自然界中的碳元素大部分是自旋比为零的12C（98.9%），13C为1.1%，加上旋磁比只是1H的1/4。核的NMR信号强度有一公式可以反应13C的灵敏度。式中H。是外磁场， 是旋磁比，N是共振核的数目，I是核自旋量子数，都等于1/2的13C与1H比较。13C总的观测灵敏度

14、只有大约1H的1/6000，通常的实验条件下，若不进行长时间的累加测定13C谱至少需要数十毫克样品。但是随着谱仪的进步，灵敏度提高，用量减少，13C发挥越来越大的作用。 检测时间长。13C谱通常记录的是质子去偶谱，把质子偶合引起的多重线合并为一条线，加上NOE效应可将灵敏度提高一个数量级，但丢失了所有C-H偶合信息。INEPT（Insensitive Nuclei Enhanced by Polarization Iransfer）采用异核极化转移技术，其基本脉冲序列为：1H：90oX-180o-90oy13C： -180o- -90oX-检测见INEPT谱图基本INEPT实验是差分传递，没有

15、净传递，其谱线的反相特征势必影响重叠体的解释，若加上去偶后再观察，就得不到任何增强。DEPT实验（Distortionless Enhancement by Polarization Transfer）为了得到既提高灵敏度又使强度不畸变的谱，发展了一种巧妙的极化传递方法，称作DEPT方法。且脉冲序列比INEPT短。DEPT脉冲序列：1H= 90o-T-180o-T-0-13C： -90o- -180o- -ACQDEPT序列简短克服了INEPT方法引起强度比和相位畸变的缺点，碳的多重线具有正常的强度比和理想的相位。在发展期能明显减少由横向驰豫而损失的磁化量。利用光谱编辑法能得到区分CH，CH2

16、和CH3信号做DEPT谱，但这样需要分别进行三次测试（即45o，90o，135o）。4)NOE差谱和NOESY 1D谱： 检测NOE谱在研究分子中核或基团空间排列的信息有着非常重要的地位。NOE是核的驰豫问题，是结构化学中一个很重要的物理现象。产生NOE原因是 : 由于两个质子(Ha,Hb)的空间位置很近，达到饱和的Hb通过横向弛豫将能量传给Ha，于是Ha吸收的能量增多，共振信号增大. 空间距离相近是发生NOE效应的充分条件，与两核之间相隔的化学键数目无关。 NOE大小与两核间距离的6次方成反比，一般超过5就观察不到了。因此，NOE对于研究空间结构十分有用，是立体化学研究的重要手段。 具体操作

17、： 当以某种方式干扰一个跃迁谱线时，与此核有偶极一偶极作用的另一个核的跃迁谱线强度发生了变化，叫做NOE效应。它不取决于标量偶合是反映偶极间的直接磁性偶合作用。通过NOE的研究，人们可获得偶极一偶极偶合信息，最终与核间距分子运动和分子的立体结构关联。具体谱图的实现为: 作一个H谱 选择照射点；选择对照点 用程序进行长时间累加。注意：样品的处理除气，过滤，保持仪器稳定性，匀场要好等。 用整形脉冲也可进行NOESY1D谱实验，灵敏度和选择性比NOE差谱好。用途：立体空间结构，构型分析。2、二维谱图（2D-NMR）1971年比利时科学家J.J.Jeener首次提出二维谱的思路。1974年-1975年

18、，R.R.Ernst对二维核磁共振波谱从理论到实验进行了仔细的研究。1976年， R.R.Ernst用密度算符对2DNMR原理进行了理论阐述。1976年以后，2DNMR技术得到了非常迅速的发展。1979年，2DNMR技术应用与蛋白质的研究，2D NMR技术已经成为研究复杂有机化合物和生物大分子不可缺少的工具。所有2D NMR实验可用以下术语描述： 准备期（D1）-发展期（t1）-混合期（m）-检测期（t2）准备期是为了使磁化矢量达到适当的初始状态而设置的，接着在发展期控制磁化矢量的运动，然后在检测期检测信号，并反复循环累加，逐次改变t1增量，再反复累加，最后将所得数据S（t1 t2）对t1和t

19、2进行FT变换，即可得到二维谱。2D NMR谱基本可以分为两大类：a、J-分解谱：发展期被脉冲分裂开，或叫“回波序列”。化学位移（）在后半个发展期为进动，聚焦或有效翻转，而只保留J偶合的进动，其实验结果是FID仅仅受J偶合调制。F2域为信息，F1域为J偶合信息。见图： 现一般不多用，除了进行J值的研究。b、化学位移相关谱，发展期基本上用于与进动（常常同时伴有J偶合），混合期确定了要研究的相互作用的类型，即有相互作用（通过成键或空间）的自旋之间产生磁化转移，来完成整个实验。所有2D NMR都关连着一系列的正交检波，脉冲序列和有关参数设置，在这里就不多描述了。下面介绍一下常见二维谱的特点和解决问题

20、。1)H-H COSY（H-H correlation spectroscopy） COSY谱是最重要的二维技术之一，由于发展早，也比较成熟，谱中二维座标都表示1H的化学位移。COSY谱图中有两类谱峰，一类为对角峰，这是那些在t1和t2期间具有相同频率的组分，第二脉冲期间没有进行磁化转移，对角线呈现出正常的AX系统-维谱，这类峰代表化学位移。另一类是交叉峰，又分为两类，靠近对角线的峰是同核多重峰的一部分，远离对角线的是具有共同偶合常数的不同种核的多重峰。 特点：很容易识别1H与1H的偶合关系。但得不到具体偶合常数。通常看到的是“对称”化操作谱，比较漂亮，要学会排除假峰。2)L R COSY谱

21、脉冲序列同COSY，主要是在90 PW中引入D2的延迟时间，着重于远程偶合的检测，灵敏度小，有可能检测到4JH-H5JH-H间的偶合（0.10.5Hz）。3)相敏COSY（DQF COSY） 对复杂分子如三萜皂甙和多肽，多糖等化学结构的COSY谱，对角线峰相位与交叉峰正好相差90度，为色散线形，所以普通COSY分辩很差，无法细分比较密的1H-1H相关峰。最常采用的双量子沪波相敏COSY (DQF COSY)大大改进了相敏COSY谱，对角线峰和交叉峰均能调节到纯吸收形。双量子沪波在理论上，灵敏度降低二倍，t1噪音也较大，但通过温控和长时间累加，多肽，多糖的化学结构确定主要是靠DQF- COSY来

22、完成。（见图）。4)TOCSY (TOtal Correlation SpectroscopY) orHOHAHA(Homonuclear Hartman-Hahn Spectroscopy) 也称H-H全相关谱 比较不同t1MLEV17AQPulse sequence for a TOCSY spectrum.不同的混合时间给出不同接力程度的TOCSY谱当混合时间很小时，TOCSY谱相当于COSY谱COSYRL-COSYTOCSY 5)、ROESY实验(Rotating-frame nuclear Overhauser Effect Spectroscopy）TOCSY是运用自旋锁定的方法，

23、将同一自旋系统中的所有氢均关联，可以逐步增加自旋锁定时间，使自旋系统中的各个1H依次相关，达到推定结构的目的。有些象接力COSY谱。把COSY序列中第二脉冲和NOESY序列最后两个脉冲，包括混合时间，用一个长射频脉冲取代。 在这种条件下，不存在化学位移差，即一个AMX自旋系统简化成AAA”自旋系统，因为强偶合存在，通过标量偶合的磁化转移非常容易发生，这种“混合”是由强射频场实现的，导致了全部相关。COSY和TOCSY谱比较（1）COSY交叉峰中主动偶合的磁化矢量是反相组分，小J偶合信息可能被抵消，而TOCSY实验的主动偶合是同相组分，提高了小J偶合的检测灵敏度。（2）TOCSY谱的特征是提供C

24、OSY和同核接力相干转移信息，接力转移信息，接力转移步数由自旋锁定混合脉冲长度控制，因此，可以不同的m参数得到不同偶合相关信息，在2D谱线横截面等高图上可以观察到一个完整的自旋体系，简化谱线归属。6).NOESY (Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy) NOE主要用来确定两种质子在分子立体空间结构中是否距离相近。要求两种质子的空间距离小于5. NOE和空间因素有关系，和相隔的化学键数无关，所以在分析NOE 谱图时候，一定要能画出结构的立体构型以便解析。 对于混合时间的设定，mix 是一个混合时间。生物大分子可以设置为100-200ms，也有的设置成30

25、0-500ms， 小分子的要大一些. 对于小分子其混合时间一般为0.75-1.25s。NOESY和ROESY的区别：ROESY是旋转坐标系的NOESY谱，都提供通过空间作用的核自旋相关信息，但两者有区别：（1）NOESY和ROESY的交叉峰都取决于相关自旋间存在交叉驰豫，但NOE是纵向交叉驰豫（Longitudinal cross relaxation） 而ROE是横向交叉驰豫（trasbverse cross relaxation）。（2）检测灵敏度的差异。NOE和ROE交叉峰强度与对角线峰强比值与相关时间m有关。NOESY交叉峰在分子量大和小两个极端，灵敏度很大。而ROESY交叉峰在不同分

26、子量的分子中变化不大。（3）NOESY相关峰为反相组分，而ROESY相关峰为同相组分，可以检测小的相互作用。7)、C-H HETCOR （Hetero nuclear correlation Spectroscopy）， HMQC（hetero nuclear multiple quantum correlation spectroscopy）和HSQC (Heteronuclear Single Quantum Coherence实验。是基本异核位移相关实验，同COSY图谱一样，很重要，在解决结构问题时，首先要考虑的实验。C-H相关谱能提供C与H的化学位移相关信息（1JC-H）在做C-H相关

27、谱时，首先考虑1H，13C谱数据，不能解决问题时再考虑做C-H相关谱。缺点是灵敏度太低。传统的异核相关谱都是激发13C核观察同1H核的关系，由于13C灵敏度低，要求样品量大，特别是远程相关谱有各种因素的干扰，难以取得满意的结果。80年代末发展了1H检测的异核相关谱，又称反转实验（Reverse或Inverse）质子的极化转移使异核位移相关实验比常规的异核F1观察灵敏得多。见比较图。实现此种实验需要硬件和软件的支持，如a、反相探头，1H线圈在内，13C线圈在外，b、沪波器，c、软件、反转极化转板脉冲序列，当前的谱仪都可以做到。Inverse实验是通过极化转移和多量子沪波通过1H检测间接地得到X核

28、与1H的关联，它最突出的优点是灵敏度高，但也有列外，如对一些质子峰强度差太大的化合物就不实用。8)、COLOC谱和HMBC实验（correlation Via long-range couplings and hetero nuclear multiple bond correlation spectroscopy）远程化学位移相关谱提供两健或大于两键的C-H偶合信息。是建立C-C间关联，甚至跃过氧，氮或其它原子的官能团关联的有效方法。成为推导结构，归属同碳质子，确定1H取向等立体结构分析以及解决那些由屏敝效应难以解释的季碳归属问题的强有力工具。同C-H相关一样，COLOC的缺点是：1JC_H

29、峰得不到有效的压制；灵敏度通常用样量2030mg，累加14-18小时。HMBC实验可以完全解决以上缺点。现在已经淘汰了COLOC实验方法。四、实验技术的新进展1、谱仪向高场发展核磁谱仪场强的不断升高，从某种程度上增加了NMR的灵敏度和分辩力。如每隔几年都有很大的变化87年有了600兆，90年91年700兆，94年有了第一台750兆，98年800兆，2000年10月第一台900兆获得NMR谱图。2、实验方法的最新进展 由谱仪硬件的发展，用多通道谱仪可以成功的实现三维谱和C、H、N相关谱，使研究大分子的分子量做到10万以上。如感兴趣可以查一下文献。3、探头的改进 探头线圈材料的改进提高了测试样品的

30、灵敏度，如反式H-X多核探头，十多年前1H的信噪比为450：1，而现在的信噪比可达850：以上，几乎提高了一倍，从提高灵敏度设计为思路，近几年来的Nano探头和超低温探头发展最快。1）魔角旋转探头（Nano探头） 在固体中自旋之间的耦合较强，共振谱较宽，掩盖了其他精细的谱线结构，耦合能大小与核的相对位置在磁场中的取向有关，其因子是(3cos2-1)，如果有一种方法使=54.440（魔角），则3cos-1=0，相互作用减小，达到了窄化谱线的目的。魔角旋转技术就是通过样品的旋转来达到减小相互作用的，当样品高速旋转时与的差别就会平均掉。 90年代中，一种与常规高分辨液相探头设计完全不同的超微量探头（

31、目前称之为Nano NMR Probe，下同）问世了，这种探头与常规固体高分辨探头也不尽相同，后者为高功率，高速魔角旋转用于消除化学位移各向异性和使偶极偶合平均化，对于磁化率的不连续性是不考虑的。另外，常规MAS探头对线宽要求仅为5Hz（甚至50Hz），而1H微量探头因为1H核本身总的谱宽窄，要求线宽0.5Hz（CDCl3在丙酮-d6）中，特殊设计的Nano NMR probe，其成功之处在于将体积很小的样品（40L），能100%地保持在检测线圈内，并确保填充因子高，和均匀的磁化率，以得到最高灵敏度，构成探头的物料也必须使磁化率的不连续性达到最小，才能达到最小的线宽。 超微量探头的结构原理 N

32、ano NMR Probe内腔长28mm，魔角（54.7），转速在1.52.0kHz之间，为保持长期稳定性，带有2H锁线圈，并有变温功能，探头种类有直接检测用的1H和13C1H和间接检测用的1H13C探头，样品体积最大为40L，可取得线形好，灵敏度高和分辨率最佳的谱图，若样品量很少，溶剂量可相应减少，保持样品有一定浓度，溶剂杂质及伪峰不会增加，还可提高动态范围，只要氘代试剂的量能保证场一频联锁，即使样品溶液体积未充满整个样品管（40l），也不会使匀场变坏，或使谱线变宽，确保取得高质量的谱图。 Nano NMR Probe的应用微量样品的测定比较样品量不同的薄荷醇,分别为为40g，4 g和400

33、ng，溶于CD2CL2中,采样次数分别为4次,400次和32240次. 组合化学中的应用 组合化学是近二十年发展起来的一种快速合成与筛选大量化合物的新方法，其在发现和优化药物先导化合物的过程中发挥了重要作用。组合化学包括了组合合成、群集筛选和对感兴趣化合物结构解析的三大步骤。因而有“平行”合成技术、“混-分”合成技术、编码-解码技术、“一珠一化合物”技术、“位置扫描”技术、天然寡聚物的生物组合合成及筛选技术、“动态化学库”技术 、“多样性”导向的组合合成技术 、“Microarray”技术、组合配基装配、“非天然”天然组合化学库合成技术等等。 在多种合成方法中，“一珠一化合物”技术最大的优点是

34、化学库的空间可分离性，亦即化学库中所有的化合物同时并存且相互独立，因而，这种树脂珠-化学库的方式可直接用于固相筛选法。 利用该技术在短时间内迅速合成并筛选的化合物可以达到几千万这样的天文数字，大大加快了发现药物先导化合物的步伐。但是在产物分析中，由于树脂引起磁场的不均匀，常规的NMR技术受到了限制。较早的做法是将反应的中间体或最终产物从树脂上切落下来，再利用常规方法进行分析和鉴定。这种方法费时，费样，而且经常破坏化合物的结构，得出错误的信息。 九十年代初发展的高分辨魔角核磁共振技术(High resolution magic angle spinning (HR/MAS)NMR) 可以克服树脂

35、引起的磁场不均匀性 ,得到最高灵敏度和最小线宽的NMR谱图。该技术不破坏样品，可灵敏、直接地提供偶联在树脂上化合物的结构信息。 顶部谱图 用常规5mm液体高分辨探头 911mg干树脂，扫描一次中部谱图：用常规5rnm固体CPMAS探头 ，树脂样品为20.2mg转速为3.8kHz，扫描8次底部谱图：用Nano探头 ，树脂用量仅为5.4mg，魔角转速为2kHz，扫描8次 目前，广泛用于监测固相合成反应；指导反应条件的优化; 鉴定固载在单一树脂珠上化合物的结构；以及分析树脂上固载化合物的构象等等。高分辨魔角核磁共振是组合化学中有用的分析工具，可以跟踪固相有机合成反应，快速直接地提供连在树脂上的化合物

36、的结构信息，指导反应条件的优化，它能直接简便地定量反应的产率，而这种分析方法恰恰在常规NMR中难以实现。 HR/MAS 1H NMR of Tetra-O-acetyl-D-galactopyranosylated Fmoc-Thr-CONH-TG and its H1 and H2 protons assignmentsH1H2HR/MAS 1H NMR of Tetra-O-acetyl-D-mannopyranosylated Fmoc-Hyp-CONH-TG and its H1 and H3 protons assignments.H1H32).3mm，1.7mm微量探头原理是提高样

37、品浓度解决灵敏度问题。可提高灵敏度2倍左右。3）超低温探头 利用高温超导薄膜材料而制成的超导低温探头，当样品温度由温控单元维持时，采用闭环或开环制冷系统使超导线圈冷到25K，消除了实验谱图的电噪声，提高了检测灵敏度。是常规探头的四倍。相对常规5mm探头而言，其潜在灵敏度可以提高810倍。国内已有此类探头使用，500兆信噪比可达到3500：1。可达到800兆水平，见图。低温探头指标：4).液氮低温探头CryoProbe Prodigy Design Probe: “CryoProbe” RF coil temperature 85 K (instead of 25 K for normal CR

38、P) Preamp temperature 85 K Cooling with liquid nitrogen LN2 supply: 100L per 12 days LN2 refill 15min CryoProbe Prodigy Features BBO BB: 31P.15N 2H-stop 1H: tuneable 19F S/N gain 15N-31P: factor 2 to 3 (vs. RT) factor 3 (vs. OneNMR probe) S/N gain 1H: factor 2 (vs. RT) X Observe & Inverse detection

39、in full automation Prodigy performance 400MHz/500MHzSpecs Prodigy 400MHz 500MHz1H SNR 1050 1400 19F SNR 850 1400 13C SNR 475* 750* 31P SNR 300 410 15N SNR 50 80 4、LC-NMR联用技术及其应用 核磁共振波谱是当今应用于溶液、固态及晶体分子结构分析的最为有效的方法之一。混合物的结构测定通常需要预先将混合物分离成较纯的单体，然后再测试每个组分的谱学数据。这样就会遇到诸多的问题，比如样品处理时间太长，分离所得到的样品量太少以及普通制备用的分

40、离手段达不到分离要求或分离中易变物质，使NMR的应用受到一定的限制。而HPLC则是分离复杂混合物最为有效的工具。基于这种考虑，如果把HPLC和NMR成功联用，就会为复杂混合物成分鉴定提供一种新的快速有效的方法。LC-NMR联用是把HPLC的分离能力和NMR提供最大量结构信息的能力结合起来达到鉴定化合物结构的目的。这也是LC-NMR近几年得到快速发展的原因之一。LC-NMR技术已在许多领域中得到应用。其硬件和软件已商品化，技术日臻完善。1）、LC-NMR发展概况HPLC和NMR联用技术的研究开始于70年代末，但是这种构想在当时没有得到充分的发挥，主要有以下几方面的限制：、NMR谱仪灵敏度低；、HPLC流动相溶剂峰压制效果差；、流动检测池和探头没有商品化。随着技术的不断发展，存在的这些障碍逐渐得到克服和解决