[发明专利]核磁共振浓度排序谱的构建方法

说明书

本发明公开了核磁共振浓度排序谱的构建方法，采集样品的核磁共振时域信号；获得谱图；识别单个多重峰，确定谱峰类型；对多重峰划定积分区域进行积分得到谱峰积分；计算谱峰的可能的基团所对应单质子允许的积分范围；生成态矢量，定义最小的误差绝对值之和为对应的态矢量误差；构成正交状态矩阵；确定最优态矢量组合；输出最优态矢量组合的浓度排序谱。本发明对于高动态浓度范围的混合物，可有效同时定量和识别不同组分的谱峰。可与其他混合物分析方法结合，进一步提高核磁混合物组分分析的能力。

技术领域

本发明属于核磁共振分析领域，具体涉及核磁共振浓度排序谱的构建方法，用于混合物组分的核磁共振分析。

背景技术

一、核磁共振技术简介

核自旋量子数不为零的原子核在磁场中会产生磁矩，当这些磁矩的方向与静磁场夹角不为零时，就会绕静磁场的方向产生进动。核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)就是利用射频脉冲使静磁场中样品的磁化矢量与静磁场的方向偏离，并产生进动；磁化矢量进动时，其磁力线会切割样品旁的检测线圈，通过电磁感应在线圈中产生感应电动势，使用感应检测线圈采样得到时域信号。对此时域信号作傅里叶变换，即可得到一维NMR谱图。图1为常见带溶剂峰抑制的单脉冲一维实验的脉冲序列图。

在平衡态下采集到的同一分子不同谱峰积分与核自旋的数量成正比。对于¹H谱，质子数可为1、2和3。因此这可以用来归属纯化合物的谱峰。但是对于混合物的谱峰就难以归属了。

二、定量核磁共振谱

核磁共振信号是一种线性响应信号，即采集到的信号强度与分子的浓度成正比。而且，在平衡态下采集到的同一分子内不同基团信号强度与其自旋数量成正比，不同分子单个核自旋的信号与其浓度成正比。这就决定了我们可以参考一种分子的浓度来定量其他所有可探测分子的浓度。

在天然混合物中，组分的浓度范围一般都有一到两个数量级。这种组分浓度差异给组分的谱峰识别提供了可能，结合谱峰的化学位移分布特点和峰形特点可进一步提高准确性。

三、目前用于混合物组分分析的核磁共振波谱方法

为了解决混合物谱峰的归属问题，出现了全相关谱。全相关谱通过自旋的化学键耦合(TOCSY)或空间耦合(NOESY)连接同一分子的不同谱峰。但是这种不同自旋的相关只能连接一个自旋系统上的自旋。扩散排序谱是另一个归属混合物不同谱峰的技术方法。由于同一分子上不同自旋的平动自扩散系数相同，不同分子的自扩散系数由于分子量大小和分子形状差异会导致自扩散系数大小不同。当差异明显大于测量误差时，我们就可以根据谱峰的扩散系数值来归属不同分子的谱峰,即扩散排序谱(DOSY)。但是由于常见混合物的自扩散系数的动态范围小(1个数量级)，导致很多分子的谱峰难以区分。还有一种混合物的分析方法是统计全相关谱(statistical total correlation spectroscopy)。当不同样品的成分组成相同但在每个样品中的含量都不同时，同一分子的谱峰强度是线性相关的。而不同分子的浓度在不同样品中一般来说是不同的，所以当样品足够大时可以识别不同分子的谱峰。很显然，统计相关谱不适用于单个或数量较少的样品。最后一种方法是迁移谱(mobility spectroscopy)是利用分子的带电性质，在探测区域加入电泳装置使其发生迁移，分子带电的多少和分子的大小决定了迁移速率。因此通过迁移速率可以区分不同分子的谱峰。该方法需要特殊的装置，不适用于不带电、偏中性的分子。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提出核磁共振浓度排序谱的构建方法，该方法有效利用不同组分的浓度差异识别不同组分的谱峰。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

核磁共振浓度排序谱的构建方法，并包括以下步骤：

步骤1：采集样品的核磁共振时域信号；