一.核磁共振光譜法簡介
在強磁場的誘導下,一些原子核能發生核自旋能級裂分,當用一定頻率的電磁波照射分子時,便能引起原子核自旋能級的躍遷、這種原子核在磁場中吸收一定頻率的電磁波,而發生自旋能級躍遷的現象,稱為核磁共振(NMR)。以核磁共振信號強度對照射頻率(或磁場強度)作圖,所得譜圖稱為核磁共振波譜(NMR spectrum)[1]。利用核磁共振波譜來結構測定、定性及定量分析的方法稱為核磁共振光譜法(NMR spectroscopy)。核磁共振以強大的結構解析能力確定了其在現代儀器分析中的地位,而共振譜線強度與譜線誘發核子個數成正比是核磁共振實驗設計和核磁譜學結構解析的重要依據之一。藥學既是推動核磁共振進步的推手,更是核磁共振技術發展的zui大受益者。
二.核磁共振光譜分析法在藥物分析中的應用
1.核磁共振用于藥物鑒定分析具有以下優勢[2]:
1.1樣品制備方法簡單:NMR樣品預處理環節少,便于質控,因為制樣成本低、樣品污染和丟失的風險小;
1.2鑒定和檢測的同步性:在一些常規藥物分析檢測過程中物質的鑒定和定量檢測是兩個分立的環節,而NMR實驗可以同時提供物質結構和含量信息,制備一個樣品即能完成對樣品中物質的鑒別和含量的測定,因而核磁共振技術是一種快速的檢測手段;
1.3對有機物的普適性:核磁共振實驗是一種無偏向性的測試方法,可以實現混合物中多個組分的同時鑒定分析,為定量分析中基準物的選擇提供了較為寬松的空間;
1.4異構體分析能力強:核磁共振對異構體*的識別能力是許多測試技術所不能比擬的。此外,作為一種“無損傷"和低消耗的檢測技術,核磁共振測試過程中除了樣品制備試劑之外,幾乎不需要其他額外耗材,且樣品可以無損回收,因而核磁共振屬經濟型和環境友好型檢測技術。
2.定量和定性分析方法:NMR圖譜中,可獲得化學位移、偶合常數、共振峰面積或峰高。化學位移和偶合常數是結構測定的重要參數;而共振峰面積或峰高是定量分析的依據。共振峰面積或峰高直接與被測組分的含量成正比。定量分析時,一般只對該化合物中某一基團上質子引起的峰面積或峰高與參比標準中某一基團上質子引起的峰面積進行比較,即可求出其含量。當分析混合物時,也可采用其各個組分的各自基團上質子產生的吸收峰強度進行相對比較,然后求得相對含量。因此,在測量峰面積或峰高以前,必須了解化合物的各組成基團上質子所產生共振峰的相應位置,也就是它們的化學位移值(值),并選擇一個合適的峰作為分析測量峰。
3.下面以兩個實例說明NMR spectroscopy在藥物分析中的應用:
3.1 核磁共振波譜法測定藥物基準物質的含量[3]:以環丙沙星、安妥沙星、卡德沙星、加替沙星、左氧氟沙星、氧氟沙星、諾氟沙星、依諾沙星和洛美沙星9 種喹諾酮類抗生素化學對照品為例,其中安妥沙星和卡德沙星為國家一類新藥,采用重水,氘代二甲基亞砜或氫氧化鈉的重水溶液為溶劑,對苯二酚或順丁烯二酸為內標,用喹諾酮母核上的質子峰進行定量,以內標法和外標法計算含量。核磁共振法測定結果與各對照品標簽示值的誤差約為1 % 內標法和外標法的計算結果一致,該方法專屬、準確、簡便、快速,適用于對藥物基準物質含的測定。
3.2 核磁共振在天然藥物分析中的應用[4]:以8β-甘草次酸為原料,合成了一種新的甘草次酸鹽類衍生物—精氨酸甘草次酸,利用1HNMR、13C NMR、DEPT、1H-1H COSY、HMOC、HMBC 等1D 和2D NMR 技術對其碳和氫質子信號進行了全歸屬,并通過與兩種原料化合物核磁共振譜數據的對比,揭示了該成鹽反應的作用機制和產物的結構類型。
3.3 核磁共振技術在藥物鑒別中的應用[5]:USP32中,肝素鈉和肝素鈣用重水作溶劑,采用1H-NMR廣譜,用標準對照法進行鑒別;伊諾肝素鈉采用13C-NMR譜進行鑒別。BP2009中促性腺激素釋放激素類似物布舍瑞林和戈舍瑞林,以及人工三文魚油均采用NRM方法鑒別。