定量核磁共振是一种不断发展的分析方法,相比较于高效液相色谱法、气相色谱和质谱联用、液相色谱和质谱联用有独特的优势[2-4]:1) 定量核磁共振是根据不同化学环境下原子核的吸收峰的面积正比于质子数进行的定量分析方法,它无需对被测物选择相应的标准品和引进校正因子;2) 定量核磁共振只要样品组分分子中含有在溶剂中非活泼的H、C或N等特征元素,对样品基本无特殊要求,无选择性;3) 定量核磁共振对被测化合物的纯度要求不高,对待测物和相关杂质或者异构体和对映体的定性定量分析同时完成;4)定量核磁共振可以直接将内标溯源至国际单位制,作为不能独立溯源的参考方法;5) 核磁共振的随着扫描次数的增加,灵敏度、信噪比也增加;6) 定量核磁共振仪的操作、样品的制备方法都简单,预处理的环节少,专属性强,测定快速且准确,很大程度地节约了分析时间;7) 所选择的内标物质可以是任何一种确定的物质,在满足内标物质与待测物的信号峰不干扰的情况下,只需要一种内标物就可以同时分析多种物质;8) 对样品基本没有破坏性,实验结束后也可对样品进行回收。但是定量核磁共振分析方法同时也存在以下缺点[1][2][4]:1)核磁共振实验灵的敏度较低,浓度极低或者痕量物质不能直接测定其含量,需要采用富集或者浓缩等样品前处理的方法测定这些成分;2) 定量核磁共振分析之前,被测物质的结构必须鉴定,对结构复杂的化合物进行谱峰归属时费时且易出错;3)影响定量核磁共振定量的因素较多,需要多方面考虑才能得到准确可靠的定量核磁共振结果。
定量核磁共振方法在近年来已被广泛的用于新药研发[5-6]、药物质量控制[7-11]和代谢组学[12-14]等的分析。继欧洲药典(第5版)、日本药局方(12版)、英国药典(1975年版)、和美国药典(19版)之后,中国药典从2010版开始将该技术作为法定标准收载于通则(附录)中[15-16]。论文网
1。2 定量核磁共振的定量原理
Pauli在1926年发现了核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance)现象,从此科学家们对核磁共振不断地研究。物质的核磁共振现象被上个世纪四十年代美国的斯坦福大学的Bloch学派和哈佛大学的Purcell学派各自独立观测到。20 世纪70 年代后,核磁共振的灵敏度
大幅度提高,分析时间也大幅度缩短,只要是因为超导技术和脉冲傅里叶变换技术的不断发展、磁场强度的提高、探头灵敏度的增加以及实验方法的不断改进。核磁共振(核磁共振)技术作为一种结构分析的主要手段,至今已经有7位科学家在核磁共振领域获得了5次诺贝尔科学奖,这些都说明了核磁共振技术的重要性[17]。
从图谱中可以直接得到关于化学位移、耦合常数和共振峰的峰面积的数据,这也是核磁共振结构分析的主要参数。信号峰的峰面积正比于产生该共振峰的质子数是定量核磁共振技术的依据。进行定量核磁共振分析时,只要待测样品的组分中存在不重叠的特征吸收峰就都可以分析[18] 。绝对定量和相对定量的定量核磁共振方法是目前中国药典[15-16]里所述的两种模式。
内标法与外标法是绝对定量模式的两种方法。
对供试品中主要成分进行分析从而直接进行定量的方法是内标法,它是定量核磁共振中最常用的、运用最多的分析方法。实验时,分别精密称量供试品和已知纯度的内标物,混合后溶解于合适的氘代溶剂中制成待测液,经过核磁共振来进行波谱测定分析,定量核磁共振的定量峰采用分离度好并且不受其它杂峰影响的特征峰。峰面积(A)的计算公式为:A=k*N,样品的绝对质量Ws的计算公式为Ws = Wr×(As/Ar)×(Es/Er),(Wr :精密称取的内标物的质量。Es:为供试品的质子当量重量。Er:内标物的质子当量重量。As:供试品的峰面积。Ar:内标峰的峰面积。)理化性质稳定,无挥发性、在氘代试剂中溶解性好、价格合理、信号分峰少且不与待测物定量峰重叠是内标物的选择标准。芳环类、烷烃类、硅烷类主要包括四氯苯、苯、2,4-硝基甲苯、苯甲酸、马来酸、对苯二甲酸、N,N-2甲基甲酞胺、过氧化苯甲酞、三氟乙酸钠以及其它化合物如咖啡因、异烟酞胺和L氨酸等[19-21]为常用的内标物质。