HPLC-NMR联用技术及其应用示例_精品文档.ppt

1、HPLC-NMRHPLC-NMR技术技术技术技术及其应用示例及其应用示例及其应用示例及其应用示例温新潮温新潮 201381800013 内容摘要内容摘要HPLC-NMR出现的意义以及特点1 HPLC-NMR的发展过程2HPLC-NMR装置3HPLC-NMR在实际应用中面临的主要技术问题以及解决方法4HPLC-NMR操作模式和技术5HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究61、HPLC-NMR出现的意义出现的意义高效液相色谱是分析复杂有机物、药物和生物大分子等混合物的一种重要手段，但如果使用通常的检测器如紫外、荧光、电化学等检测器只能得到非常有限的分子结构信息。NMR能够提供大量的分子

2、结构信息，但NMR分析方法要求样品为纯品，对于复杂的混合物，因为NMR信号会互相重叠覆盖，单纯依靠NMR谱则显得无能为力。如果在核磁共振仪器前加一个一级色谱分离设备如果在核磁共振仪器前加一个一级色谱分离设备把直接样品分离后再送入把直接样品分离后再送入NMR中扫描，就可以大中扫描，就可以大大简化分析程序，提高样品分析速度。大简化分析程序，提高样品分析速度。1、HPLC-NMR出现的特点出现的特点优点优点 1.分离和结构解析 2.对光、氧不敏感HPLC-NMR联用联用缺点缺点 1.灵敏度低 2.线宽与流速有关 3.多溶剂信号突出 4.耗时2、HPLC-NMR的发展过程的发展过程70年代末年代末第一

3、次有人将HPLC-NMR联用80年代末年代末HPLC-NMR技术才作为一种有效的分析手段而得到了承认 最近几年最近几年HPLC-NMR的分析方法已经被证明为生物化学和药物化学分析中最重要的分子结构鉴定方法之一3、HPLC-NMR装置装置 典型的HPLC-NMR联用装置是由泵、注入阀、色谱柱和紫外检测器组成LC系统，通过2-2.5m长的特制毛细管连接到NMR液相探头上。可以将NMR视为HPLC的特殊检测器，其化学位移、积分强度和谱线分裂情况能提供丰富的定量定性信息。位于NMR探头底部的阀门用来控制NMR测试是在停流状态下还是在连续流动状态下进行。传统传统NMR探头与探头与HPLC-NMR探头比较

4、探头比较NMR探头是装置中最关键的部分。传统的NMR探头样品管在一个与测量线圈相连的玻璃插件内旋转。HPLC-NMR探头是一个不旋转的直接固定在射频线圈上玻璃管构成的，他处于传统探头玻璃杜瓦瓶中心，玻璃管内径为2.3或者4mm。玻璃壁长度至少超过质子检测线圈（18mm），并与之平行，同时向两端逐渐变细。由于射频线圈直接固定在检测池在玻璃管上，NMR线圈的体积和试样体积比，既所谓的填充因子接近最佳值，这种类型的NMR测定探头原则上是最灵敏的。4、HPLC-NMR在实际应用中面临的主在实际应用中面临的主要技术问题以及解决方法要技术问题以及解决方法（一）HPLC高浓度溶剂的NMR信号抑制1.1.大大

5、多多数数HPLCHPLC体体系系都都是是采采用用反反相相色色谱谱柱柱，两两元元的的或或三三元元的的体体系系作作为为流流动动相相，这这些些强强溶溶剂剂峰峰使使得得被被分分析析成成分分的的NMRNMR信信号号变变差差，且且强强的的溶溶剂剂峰峰所所伴伴随随的的1313C C卫卫星星峰峰也也会会干干扰扰有有用用信信号的观察。号的观察。2.实验过程中流动相梯度会引起某实验过程中流动相梯度会引起某些溶剂峰化学位移的移动。些溶剂峰化学位移的移动。4、HPLC-NMR在实际应用中面临的主在实际应用中面临的主要技术问题以及解决方法要技术问题以及解决方法与 HPLC的 常 规用量相比，NMR检测所需的样品量是非常

6、 大 的。在 HPLC-NMR操作中，较大的HPLC进样量和较长的HPLC流动时间会造成色谱峰的展宽。理想的进样量应尽可能小地取得好的HPLC的分辨率，同时又应该尽可能大地满足NMR检测的需要。这个问题可以通过选择最佳进样量以及优化其他操作条件来部分的解决。（二）避免损伤色谱分析的分辨率4、HPLC-NMR在实际应用中面临的主在实际应用中面临的主要技术问题以及解决方法要技术问题以及解决方法（三）NMR高灵敏度的需要NMR的灵敏度大大低于HPLC的常规检测器（如紫外检测器等）灵敏度，如何解决这个矛 盾 是 解 决HPLC-NMR技术发展的主要难题之一。采取适当的操作方式。例如采用驻流方式可以大大

7、提高系统灵敏度。使用高频仪器。现在已出现了800MHZ以上的仪器，灵敏度较以往的仪器有大幅度提高利用SFC等方法浓缩样品降低探头温度4、HPLC-NMR在实际应用中面临的主在实际应用中面临的主要技术问题以及解决方法要技术问题以及解决方法超临界流体是指处在临界温度，临界压力状态下的物质，这时物理性质介于液体和气体之间。超临界流体技术能够弥补气相和液相分离存在的缺点。作为流动相的CO2具有廉价，安全和易获取等优点，对低极性或中性物质具有较好的溶解性，适合分析热敏感组分，同时，作为流动相的CO2没有H信号，因此不需要考虑水峰抑制问题。可以一次性完成从样品分离提纯到峰的检测，结构定性和定量分析，并提供

8、混合物的组成和结构信息，从而提高效率和研究灵活性。利用利用SFC等方法浓缩样品等方法浓缩样品4、HPLC-NMR在实际应用中面临的主在实际应用中面临的主要技术问题以及解决方法要技术问题以及解决方法利用高温超导薄膜材料而制成的超低温探头，当样品温度由温控单元控制时，采用闭环或者开环制冷系统使超导线圈温度降低到25K,消除了图谱的电噪声，这相当于常规5mm探头而言，其潜在的灵敏度可以提高8-10倍。降低探头温度降低探头温度5、HPLC-NMR操作模式和技术操作模式和技术HPLC-NMR操作模式驻流方式时间分割驻流脱机驻流UV检测自动控制NMR取样连续流方式5、HPLC-NMR操作模式和技术操作模式

9、和技术HPLC的流动是连续的，不受NMR取样的影响，当每一组分由HPLC流经NMR检测池时仪器时就会扫描出这个组分的图谱。使用这种方法可以再很短的时间内完成样品分析并得到各个组分分子结构方面的信息。因此连续流操作方式在一些要求较快得出检测结构的分析得到了应用。但是这种模式一般只适用于1H和19F测试。连续流动模式连续流动模式5、HPLC-NMR操作模式和技术操作模式和技术驻流模式：让溶液停留在检测池中进行测试，当所需要组分的保留时间已知，或者HPLC-NMR采用灵敏的在线检测器时，可以采用这种方法。驻流模式驻流模式5、HPLC-NMR操作模式和技术操作模式和技术 时间分割驻流方式。时间分割驻流

10、方式。这时最早使用的一种驻流操作方式。具体方法是：通过紫外检测器确定了色谱峰位置之后，在适当的时间停止色谱流动，使色谱峰准确的停留在NMR检测池中，同时使用NMR进行较长时间的扫描（可达数小时），并且根据需要可以做COSY/TOCSY等二维NMR谱图。一个谱峰扫描完毕后，可以继续色谱流动。这样就相当于将整个色谱流动过程分为若干段，一段段进行NMR分析。就目前来看，这种操作方式的主要缺点是：由于色谱流动相阶段性停止，大大增加了分离时间，从而可能会使色谱峰展宽，分辨率下降。驻流模式驻流模式5、HPLC-NMR操作模式和技术操作模式和技术 脱机驻流方式。脱机驻流方式。脱机驻流操作方法是在色谱分离的过

11、程中，将各个色谱峰的一部分转移到不同毛细管中，然后再分别进入NMR检测池中进行扫描分析。在整个过程中，色谱峰并没有任何停顿，所以解决了使用“时间分割”驻流方式所带来的色谱峰展宽的问题。驻流模式驻流模式5、HPLC-NMR操作模式和技术操作模式和技术 UV检测器控制检测器控制NMR取样。取样。使用这种方式进行操作必须有相应的软件支持。在这种操作方式中，可以选择手动和自动两种模式。当选用自动方式时，系统会通过UV检测器监测HPLC流出的较大色谱峰，并自动取样进入NMR中扫描。如果选用手动方式，仪器可按用户设置的峰位置、大小等参数有选择地对各组分进行取样、扫描。这种操作方法自动化程度高，使用简单，目

12、前正处在发展之中。驻流模式驻流模式6、HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究物中的应用研究（1）药材的提取及初步分离药材的提取及初步分离蛇葡萄根浸膏430g氯仿乙酸乙酯丙酮甲醇沙氏提取器提取E1混合物(2 mg)6、HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究物中的应用研究（2）LC-NMR联用仪及实验条件联用仪及实验条件采用Varian公司的LC-NMR联用仪，其中高效液相色谱仪为Prostar-230，分析柱为Inertsil ODS-3柱(250 46 mm)流动相为D2O，CH3CN，采用梯度洗脱，其洗脱比例为D2O:CH3CN

13、=57:43(010 min)，后逐渐增加乙腈的比例至40分钟时达到：D2O:CH3CN=40:60 流速为1mL/min，检测器为 Varian Prostar-330二极管振列检测器，紫外检测波长为280 nm将2mg混合物样品溶于80L乙腈和水的混合溶剂中。6、HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究物中的应用研究（3）实验内容）实验内容1.在Mercury-300核磁共振仪上采集普通的混合物的1H-NMR谱内标为TMS，以CD3OD为溶剂采样时间1.5s，累加次数为32次。2.在INOVA-500 LC-NMR上，用停止流动的方法采集LC-NMR 1H-N

14、MR谱及WEG-COSY谱。进样量为25L，1H-NMR谱采样时间为1.5s，累加次数为416，WETG-COSY的F1，F2均为60000.0Hznt=24，ni=128，总采样时间为1h7min37s。6、HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究物中的应用研究（4）通过本次实验得到的经验与体会）通过本次实验得到的经验与体会1HPLC与NMR在对样品量的需求上存在相对的矛盾要想取得较好的HPLC紫外光谱吸收峰线形，样品的进样量要求尽量少这样可保证一个组分的绝大部分保留在NMR探头液池中因为探头液池的体积仅有6L 而过少进样，会使探头液池中液体溶质的含量较低，影响

15、NMR谱的质量，甚至无法获得相应的2D谱2在溶剂的使用上，采用乙腈和重水较好虽然采用甲醇会降低成本，但是甲醇在核磁谱中水峰压制的效果不如乙腈采用重水可大大降低核磁谱中水峰的强度及降低水峰对样品峰的影响6、HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究物中的应用研究（5）通过本次实验得到的经验与体会）通过本次实验得到的经验与体会3在我们的实验中，天然产物混台物其成分较复杂，除主要组分外，还含有其它许多小组分，如果不考虑紫外吸收效应，吸收峰线形较好时，其UV谱吸收峰强度达到100A时，可获得较好的1H-NMR谱。4本实验采用LC-NMR联用技术，使微量天然混合物中的主要组分的化学结构及立体结构得到证实，充分体现了LC-NMR技术的微量、快速的特点。6、HPLC-NMR在在蛇葡萄根提取混合在在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究物中的应用研究（6）参考文献）参考文献1王映红,李娜,贺文义,刘欣,李斌,林茂.高效液相色谱核磁共振联用技术在蛇葡萄根提取混合物中的应用研究J.波谱学杂志,2001,03:229-234.2陈忠,柯恩烽.高效液相色谱核磁共振联用技术及其应用J.分析测试技术与仪器,1996,04:2-9.