手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號(hào)：chem17
掃碼關(guān)注視頻號(hào)
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，簡(jiǎn)稱 NMR)波譜法是一種基于原子核自旋特性，通過(guò)在外加磁場(chǎng)中與電磁輻射相互作用來(lái)獲取分子結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)過(guò)程及化學(xué)環(huán)境信息的重要分析技術(shù)。以下是 NMR 波譜法的主要??優(yōu)點(diǎn)??和??局限性??：
（圖1：KM HCY 核磁共振含油率測(cè)定儀）
一、NMR 波譜法的優(yōu)點(diǎn)
1. ??提供豐富的結(jié)構(gòu)信息??
NMR 能夠給出分子中氫(¹H)、碳(¹³C)等原子核的??化學(xué)位移（δ值）??、??耦合常數(shù)（J值）??、??積分面積??等信息，從而推斷出分子骨架、官能團(tuán)、空間構(gòu)型以及分子間相互作用。
可用于確定??有機(jī)化合物、天然產(chǎn)物、藥物分子、蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜分子的結(jié)構(gòu)??。
2. ??非破壞性分析??
樣品在 NMR 測(cè)試后通常??不會(huì)被破壞或改變??，因此可以回收用于后續(xù)其他分析，尤其適用于珍貴或有限的樣品(如生物樣品、天然產(chǎn)物等)。
3. ??可進(jìn)行定量分析??
NMR 信號(hào)的??積分與對(duì)應(yīng)核的數(shù)量成正比??，因此可用于??定量測(cè)定混合物中各組分的相對(duì)含量??，無(wú)需依賴標(biāo)準(zhǔn)曲線(與某些光譜方法相比)。
4. ??適用于多種狀態(tài)樣品??
可對(duì)??液體、固體、甚至氣體樣品??進(jìn)行分析，常見(jiàn)的有：
液體 NMR(如 ¹H-NMR、¹³C-NMR)
固體 NMR(用于研究固體材料、晶體、無(wú)定形聚合物等)
高分辨率魔角旋轉(zhuǎn)(MAS)技術(shù)提高了固體樣品的分辨率。
5. ??動(dòng)態(tài)過(guò)程研究??
NMR 可用于研究??分子動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)過(guò)程、分子間相互作用、擴(kuò)散行為等??，具有獨(dú)特的“時(shí)間分辨”能力(如 NMR 馳豫、交換譜等)。
6. ??無(wú)損檢測(cè)與原位分析潛力??
特別是在化學(xué)、制藥、食品和材料科學(xué)中，NMR 可實(shí)現(xiàn)??原位監(jiān)測(cè)化學(xué)反應(yīng)??或??材料形成過(guò)程??，具有很大應(yīng)用價(jià)值。
（圖2：上海紐邁PQ001 核磁共振）
二、NMR 波譜法的局限性
1. ??靈敏度相對(duì)較低??
相較于質(zhì)譜(MS)、紅外(IR)或紫外(UV)等方法，NMR 的??檢測(cè)靈敏度較低??，尤其是對(duì)于低濃度樣品或低自然豐度的核(如 ¹³C，自然豐度僅約 1.1%)，需要較高的樣品量(通常 mg 級(jí)別)和較強(qiáng)的磁場(chǎng)。
對(duì)于極微量樣品(如 ng 級(jí))，NMR 可能不適用，除非使用超導(dǎo)高場(chǎng)磁體或特殊增強(qiáng)技術(shù)。
2. ??儀器昂貴，維護(hù)成本高??
NMR 波譜儀(特別是高場(chǎng)儀器)價(jià)格昂貴，設(shè)備投資大，且需要??液氦/液氮等制冷劑維持超導(dǎo)磁體??，運(yùn)行和維護(hù)成本較高。
對(duì)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施要求高，限制了其在部分中小型實(shí)驗(yàn)室或發(fā)展中國(guó)家的普及。
3. ??樣品制備與測(cè)試條件有一定要求??
液體 NMR 通常要求樣品為??澄清、非粘稠的溶液??，需使用氘代溶劑(如 CDCl?、DMSO-d?)以消除溶劑信號(hào)干擾。
某些樣品可能難以溶解，或者需要特殊的處理方式，限制了其適用范圍。
4. ??分析時(shí)間較長(zhǎng)??
尤其是高分辨、多維 NMR 實(shí)驗(yàn)(如 COSY、HSQC、NOESY 等)，??單個(gè)實(shí)驗(yàn)可能需要數(shù)十分鐘到數(shù)小時(shí)??，效率不如一些快速分析方法(如 GC-MS 或 LC-MS)。
5. ??對(duì)操作人員要求較高??
NMR 數(shù)據(jù)解析需要一定的??化學(xué)知識(shí)、譜圖解析經(jīng)驗(yàn)與理論知識(shí)??，尤其是復(fù)雜分子的多維 NMR 譜圖，對(duì)分析人員的專業(yè)水平要求較高。
6. ??對(duì)某些元素或核種不敏感??
常用的 ¹H 和 ¹³C 核靈敏度尚可，但許多其他核(如 ¹?N、²?Si 等)自然豐度低、磁旋比小，信號(hào)非常弱，需要更高磁場(chǎng)或同位素富集，限制了其廣泛應(yīng)用。
（圖3：HM-HCY 核磁共振含油量測(cè)量?jī)x）
三、總結(jié)對(duì)比表
（圖4：DW-LS-4500W 核磁共振冷水機(jī)）
（圖4：DW-LS-4500W 核磁共振冷水機(jī)）
四、應(yīng)用領(lǐng)域舉例
??化學(xué)與藥物研發(fā)??：確定有機(jī)分子、藥物結(jié)構(gòu)，研究反應(yīng)機(jī)理
??生物化學(xué)與結(jié)構(gòu)生物學(xué)??：解析蛋白質(zhì)、核酸的三維結(jié)構(gòu)
??材料科學(xué)??：研究高分子、納米材料、液晶等
??食品科學(xué)??：分析食品成分、摻假檢測(cè)
??石油化工??：原油成分分析、催化劑研究
??環(huán)境科學(xué)??：污染物分析、代謝組學(xué)等
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購(gòu)中心