NMReady 60高分辨臺式核磁課件

1、一、NMReady 60高分辨臺式核磁產(chǎn)品簡介  世界第一臺核磁共振波譜儀誕生于1953年，至今經(jīng)歷了天然磁體、電磁體、超導(dǎo)磁體三個階段。 2009年，加拿大Nanalysis公司開始致力于運(yùn)用人工合成稀土永磁材料研制新一代核磁共振波譜儀。2012年初，第一臺NMReady 60P臺式核磁共振波譜儀正式發(fā)行！NMReady-60 高效可靠，小巧便攜，使用方便，無需液氮制冷，維護(hù)成本很低。至今已在美國、加拿大、日本、韓國、新加坡，等120多所高等院校及科研單位中使用。    2014年6月，為推進(jìn)中國科教事業(yè)的發(fā)展，Nanalysis公司決定將NMReady-60正

2、式推入中國市場，并在中國華東區(qū)設(shè)有技術(shù)支持中心，我們的工程師具有全程安裝調(diào)試和人員培訓(xùn)的能力，同時他們會為每一臺NMReady-60今后的平穩(wěn)運(yùn)行，保駕護(hù)航。    NMReady 60可用于有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室對化合物結(jié)構(gòu)的確定，以及反應(yīng)中間體的跟蹤。既能為科研機(jī)構(gòu)探索發(fā)現(xiàn)提供支持，也可以滿足高校老師現(xiàn)場教學(xué)的需求。二、NMReady 60高分辨臺式核磁技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標(biāo)NMReady 60NMReady 60eNMReady 60Pro工作頻率60MHz(1.4T)60MHz(1.4T)60MHz(1.4T)磁體觸摸顯示屏永磁體（無需制冷）永磁體（無需制冷）用戶界面內(nèi)置電腦，可

3、觸摸顯示屏內(nèi)置電腦，可觸摸顯示屏內(nèi)置電腦，可觸摸顯示屏原子核1H1H，19F，1H/19F1H，19F，13C，7Li，11B，31P鎖場內(nèi)置氘代試劑內(nèi)置氘代試劑，或非氘代試劑兩種模式內(nèi)置氘代試劑，或非氘代試劑兩種模式核磁管5mm標(biāo)準(zhǔn)核磁管5mm標(biāo)準(zhǔn)核磁管5mm標(biāo)準(zhǔn)核磁共振管分辨率及線型線寬50%處小于2 Hz；1%處小于18 Hz線寬50%處小于2 Hz；1%處小于18 Hz線寬50%處小于2 Hz；1%處小于18 Hz靈敏度SNR>30:1(1%乙基苯，單次掃描)SNR>40:1(1%乙基苯，單次掃描)SNR>100:1(1%乙基苯，單次掃描

4、)磁場密封性儀器外殼周圍磁場<5G儀器外殼周圍磁場<5G儀器外殼周圍磁場<5G溫度要求18-2618-2618-26電壓100-240V,50-60Hz100-240V,50-60Hz100-240V,50-60Hz大小27x 28 x 48cm30 x 28 x 49cm30 x 28 x 49cm重量53lbs/24kg55lbs/25kg55lbs/25kg其他功能具有測試1D,COSY,T1,T2 譜圖功能具有測試1D,COSY,T1,T2 

5、;譜圖功能具有測試1D,COSY,HETCOR,HMQC,HMBC,JRES,T1,T2 譜圖功能 三、NMReady 60高分辨臺式核磁應(yīng)用領(lǐng)域1. NMReady 60在有機(jī)化合物中的應(yīng)用    有機(jī)合成是一門創(chuàng)造性的科學(xué)，是利用有機(jī)化學(xué)反應(yīng)將易得的或簡單的有機(jī)化合物原料制備成較復(fù)雜的有機(jī)化合物的研究過程。通過艱辛而又充滿成就感的有機(jī)合成工作可以人工制備天然化合物，更可以創(chuàng)造出大量非天然的具特殊性能的為人類美好生活和健康生存所需要的各類化合物。    在化學(xué)反應(yīng)的各個階段使用各種分析技術(shù)可以為反應(yīng)的過程提供有用的信息，從

6、而可以對反應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化。核磁共振的技術(shù)可以提供關(guān)于分子的獨(dú)特結(jié)構(gòu)信息，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于有機(jī)合成中的簡單、快速的過程檢測。1.1 NMReady 60鑒定化合物結(jié)構(gòu)1.1.1 用NMReady 60檢測 Ibuprofen圖譜（圖1-1）及檢測該化合物NMReady 60的參數(shù)設(shè)置（表1-1）                         

7、                                                  

8、                   圖1-1表1-1 頻率 溶劑濃度掃描次數(shù)單詞掃描時間總時間 60MHz d-CDCl30.25M164.4s1.2min1.1.2 Acetylsalicylic acid圖譜（圖1-2）及檢測該化合物NMReady 60的參數(shù)設(shè)置（表1-2）         

9、                                                  

10、                                          表1-2 頻 率  溶 劑濃 度掃描次數(shù)單次掃描時間總時間 60

11、MHz  d6-acetone0.5 M324.4 s2.3 min 1.2 NMReady 60監(jiān)測化合物反應(yīng)過程     核磁共振儀現(xiàn)已成為有機(jī)化學(xué)中新型化合物結(jié)構(gòu)鑒定中的不可缺少的工具，另外在其它學(xué)科中也日益得到廣泛的應(yīng)用，如生物技術(shù)、材料化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)等。    核磁共振峰的化學(xué)位移反映了共振核的不同化學(xué)環(huán)境。當(dāng)一種共振核在兩種不同狀態(tài)之間快速交換時，共振峰的位置是這兩種狀態(tài)化學(xué)位移的權(quán)重平均值。共振峰的半高寬Dw與核在該狀態(tài)下平均壽命t有直接關(guān)系。因此，峰的化學(xué)位移、峰位置的變化、峰形狀的改變等

12、均為物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)過程提供了重要信息。本實(shí)驗(yàn)是利用核磁共振譜圖給出的特定信息來測定羥醛縮合反應(yīng)中物質(zhì)的物理常數(shù)。用NMReady 60監(jiān)測水楊酸乙?；磻?yīng)（圖1-3）及監(jiān)測該反應(yīng)NMReady 60的氫譜圖（圖1-4）2.NMReady 60在聚合物中的應(yīng)用與傳統(tǒng)核磁儀的比較     垃圾袋，汽車輪胎，連褲襪，信用卡，不沾鍋，保麗龍，氨綸，發(fā)膠，眼鏡的鏡片等這些不為人知的聚合物其實(shí)無處不在！很難相信，直到二戰(zhàn)出現(xiàn)合成橡膠等，有關(guān)聚合物方面的研究才算真正開始。     各類聚合物的基本性質(zhì)可通過一些因素（例如：化學(xué)成分，結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)規(guī)整度）來改變。

13、因此，毫無疑問，為使相同的聚合物具有相同的特性或性能，這些因素必須經(jīng)過 QA / QC。為確定平均分子量和分散性指數(shù)（PDI），大部分分析方法都比較耗時（如質(zhì)譜（MS），凝膠滲透色譜法/尺寸排阻色譜法（GPC / SEC），固有的特性粘度（IV），熔融流變性和熔體流動指數(shù)（MFI）等也曾被使用過。    目前，核磁共振在表征聚合物特性/性能方面被確認(rèn)為具有卓越的效果。因?yàn)樵趩未螌?shí)驗(yàn)中，您可以通過觀察反應(yīng)完整性與均勻性（即未反應(yīng)的單體在進(jìn)行核磁共振時譜線特征明顯很容易被發(fā)現(xiàn)）：    1.通過預(yù)先定義的積分區(qū)域量化分子結(jié)構(gòu)的相對組成。  

14、0; 2.量化異構(gòu)體的相對百分比（例如：支鏈與直鏈）。    3.觀察立體異構(gòu)體是否存在，并確定聚合物的立構(gòu)規(guī)整度。    4.確定分子量（Mw），分子數(shù)（Mn）和分散性指數(shù)（PDI）。    多年來傳統(tǒng)核磁共振技術(shù)一直用于聚合物的表征。如果從可用性和時耗情況來看代價還是蠻大的。考慮到利用NMR表征聚合物往往是依靠峰寬或者是峰面積并且分辨率方面也不是問題，所以我們關(guān)注的是能否利用60 MHz的高分辨率臺式核磁共振波譜儀來獲得可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一旦可行將大大節(jié)約研究成本。     因此，我們收集并比較了聚合物

15、樣品在NMReady 60和高電場（本次研究采用400 MHz）中所獲取的數(shù)據(jù)。我們使用三個樣品：聚苯乙烯-聚丁二烯（PS-PB）和兩個不同的聚苯乙烯-聚異戊二烯（PS-PI），它們當(dāng)中聚苯乙烯的含量不同。  該聚合物的相關(guān)構(gòu)成可以通過以下方式確定：（i）規(guī)范化，（ii）關(guān)聯(lián)芳香區(qū)（即苯乙烯成分）和烯烴區(qū)（即丁二烯或異戊二烯成分）的整體性。通過統(tǒng)計樣品的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行表征確認(rèn)。   類似地，該烯烴組分的內(nèi)部/終端異構(gòu)體可以通過比較5-6 ppm范圍內(nèi)的相對比例進(jìn)行定量。盡管在烯烴內(nèi)部/末端的組合物成分差別很明顯，但是仍然高度匹配。  實(shí)驗(yàn)結(jié)果與如下所示兩個

16、不同的PS-PI樣本一致：    與在400 MHz光譜儀上獲得的數(shù)據(jù)相比，很明顯的是，雖然化學(xué)位移為60 MHz 的分辨率沒有高電場的好，但是峰面積共振問題被解決了（表2-5）。3. NMReady 60用于橄欖油摻假分析3.1使用高分辨臺式核磁儀檢測橄欖油     橄欖油在地中海沿岸國家有幾千年的歷史，在西方被譽(yù)為“液體黃金”，“植物油皇后”，“地中海甘露”，就在于其極佳的天然保健功效，美容功效和理想的烹調(diào)用途，因此得到大家的青睞。在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下，一些黑心企業(yè)生產(chǎn)出售一些不合格產(chǎn)品，市面上的假冒偽劣產(chǎn)品仍然存在。如何選擇合格的產(chǎn)品就成了

17、人們關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管國際橄欖油理事會和USDA這些監(jiān)察機(jī)構(gòu)做出了很多的努力，橄欖油摻假現(xiàn)象沒有得到改善。用更劣質(zhì)的油來冒充真正的特級初榨橄欖油（EVOO），或者直接在橄欖油中摻入有毒的化學(xué)品，危害人們健康。  常規(guī)檢測方法主要通過檢測橄欖油中固有物質(zhì)或者摻入物質(zhì)的理化指標(biāo)來鑒別是否摻假，這些方法非常費(fèi)時，需要額外的樣品處理以及數(shù)據(jù)分析。核磁共振(NMR)是一種基于原子核磁性的波譜技術(shù)。與其他傳統(tǒng)檢測方法相比，NMR技術(shù)具有操作簡單快速、測量精確和重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，在油脂的分析研究中越來越受青睞。氫譜優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)分析簡單。食用油主要由帶有脂肪酸鏈的甘油三酯組成（圖3-1）。每一種橄欖油都

18、具有可測的脂肪酸含量（表3-1）。    表3-1                                                 Composition（%）Olive  Oil Saturated fatty acid         &#

19、160;          14   Monounsaturated fatty  acid            72 Linolenic acid (w-3)                  <1.5 Linolenic acid (w-6)           &#

20、160;       9.2 Oleic acid (w-9)                          0Soybean  Oil Saturated fatty acid                      25.65     &#

21、160;           Monounsaturated fatty  acid          22.78 Linolenic acid (w-3)                      7 Linolenic acid (w-6)       &

22、#160;             50 Oleic acid (w-9)                         24EVOO比大豆油等其它食用油更低的聚不飽和脂肪酸。EVOO與摻假大豆油相比，純的EVOO的氫譜具有更弱的雙烯丙基共振峰。3.2 實(shí)驗(yàn)    市場上購買的大豆油和摻假的EVOO，分別在氘帶氯仿中配制0.5 M儲存溶液。每一種油都加0.5 ml儲

23、存液到5 mm標(biāo)準(zhǔn)核磁管中。EVOO樣品分別參5%,10%,20%,25%,30%,35%,40%,45%,50%,60%的大豆油。每個樣品的1H 譜圖測三次，每次掃描八次，其他參數(shù)為：12 ppm帶寬，4 k數(shù)據(jù)點(diǎn)，延遲5 s以及0.1 Hz 切趾。原始數(shù)據(jù)從NMReady 60導(dǎo)出，在MNova軟件中對預(yù)先定義的區(qū)域進(jìn)行基線校正，校準(zhǔn)以及積分。3.3 結(jié)果圖3-2顯示純的橄欖油典型的氫譜圖，積分區(qū)域定義為：1）  alkene (：4.925.67 ppm)2)    glycerideCH2(：3.824.50 ppm)3)  

24、  bisallylic (：2.503.05 ppm)4)    allylic/alphaC (：1.752.50 ppm)5)    alkyl (：0.461.75 ppm) 與脂肪酸的組成差異一樣（C 18:3和C 18:2)，兩種食用油的bis-allylic共振有一個顯著的差異。通過計算bis-allylic這個區(qū)域的相對積分值就能得到大豆油摻假的比例。圖3-3中顯示bis-allylic區(qū)域隨著大豆油比例的增加發(fā)生一個明顯的變化。對于每一個比例的譜圖，bis-allylic質(zhì)子和總積分的比例用于計算樣品中bi

25、s-allylic的百分含量，因此可以得到橄欖油摻假的程度。bis-allylic和總積分的比例對應(yīng)的橄欖油摻假量可以做一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，圖3-4顯示NMReady 60得到的數(shù)據(jù)在摻假范圍內(nèi)具有非常好的線性關(guān)系。3.4 結(jié)論    表明NMReady 60能快速測定橄欖油摻假大豆油中的含量。核磁共振儀測試法盡管不是常用的方法，但它是一個非常好的方法：樣品處理簡單，數(shù)據(jù)采集和處理快速。一旦標(biāo)準(zhǔn)曲線建好，摻假量在幾分鐘內(nèi)就可以計算得到。NMReady 60鑒別食物真實(shí)性與DNA方法比較4.使用高分辨臺式核磁共振波譜儀進(jìn)行食物真實(shí)性鑒別    高分辨臺式核磁共振

26、波譜儀NMReady 60的應(yīng)用廣泛，這款操作簡易快速的分析儀器現(xiàn)已可用來進(jìn)行肉類的鑒別。同時NMReady 60系統(tǒng)可以被用來區(qū)別不同油類并提供調(diào)和油中的定量信息。NMR甘油三酯譜線包含可鑒別肉類方面的有用信息。    選擇NMReady 60高分辨臺式核磁共振波譜儀作為檢測工具的優(yōu)勢（表4-1）。          表4-1 60 MHz 1H NMReadyDNA 檢測 速 度 幾 分 鐘 幾 天 復(fù) 雜 性無需專業(yè)技術(shù)人員操作；無需實(shí)驗(yàn)環(huán)境 要求專用的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；要求技術(shù)嫻熟的工作人員每個樣品的檢測成本 低 偏 高5.NMReady 60在高等實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢      核磁共振（NMR）是一種強(qiáng)大的技術(shù)，可提供官能團(tuán)、分子鏈和分子中原子核的化學(xué)環(huán)境等獨(dú)特的結(jié)構(gòu)信息。從NMR波譜中得