Spinsolve台式核磁共振波谱仪用于qNMR

核磁共振波谱是确定和验证溶液中分子化学特性的关键分析技术。核磁共振的一个关键优点是它本质上是一种定量技术：信号的积分与样本中构成信号的原子数量成正比¹。在过去的二十年中，定量核磁共振（qNMR）技术对于药物、化学品和天然产品（包括膳食补充剂）的分析越来越重要。qNMR已被证明是一种有价值的正交量化方法，是色谱技术的一个有力的替代方案，用于大量药物、化学和医药产品的质量控制和化学标准化²。

从30多年前开始，George M. Hanna（于1984年--2006年在FDA工作）就认识到了核磁共振的定量能力，即使是在90 MHz的核磁共振仪器上。他的早期数据(1984 - 1998)清楚地表明，qNMR方法在40 - 100 MHz范围内的低场NMR仪器上是完全可行的，与目前可用的现代台式永磁体NMR仪器相匹配³。

Spinsolve台式核磁共振波谱仪在分辨率和稳定性方面的优越性能，使其能够用于量化样品的浓度或测量其纯度，满足准确度、精密度、范围和线性度的标准化要求。

例如，美国药典（USP）规定了测量药物时I类核磁共振方法的一般要求（成品和杂质有其他规范）。具体参数列于本文末尾的表格中，并与测量的Spinsolve性能进行比较。

我们通过测量二甲基砜（MSM）与马来酸的纯度，验证了Spinsolve台式核磁的qNMR性能。马来酸是qNMR的常用内标物，因此将其用作测量已知纯度的MSM（纯度为99.5%）的内标。D₂O中混合物的谱图如图1所示。

图1：MSM和马来酸在D₂O中的谱图

马来酸和MSM以约60mg/mL的浓度共溶于D₂O中。马来酸的谱峰为单峰，有两个质子，化学位移约为6.3ppm；MSM的甲基峰是代表六个质子的单峰，位于3ppm。根据以上特征峰测定纯度以评估该方法的准确度和精密度。

让我们回忆一下准确度和精密度之间的区别：

Accuracy准确度是指测量结果与真实值的接近程度。

Precision精密度是测量的重复性或再现性。

图2：测量六种独立制备的马来酸和MSM溶液中的MSM纯度

图2显示了通过NMR测量的六种独立制备的马来酸和MSM溶液的纯度。MSM的平均纯度和标准偏差为99.5±0.6%。这表明准确度在2%以内，重复性（精密度）小于1%。这些结果的总不确定度是测量中以及样品制备中的不确定度的组合。称量样品的误差分配约为0.3%，即总不确定度的一半。

图3：浓度为30，60和75 mg/mL时测得的MSM纯度

在浓度为30和75mg/mL（60 mg/mL的50-120%）的情况下，重复测量六种独立制备的马来酸和MSM溶液的纯度。在此范围内，准确度和精密度分别为0.9、0.6和0.6%，如图3所示。

图4：峰值积分与浓度的线性关系检验

15 mg/mL和75 mg/mL之间的线性测试如图4所示。确定了0.9999的相关系数（R²），证实了峰积分和浓度之间的高度线性行为。

表1：USP<761> 与测量值的对比

表1为以上实验的结果总结。它表明，我们的Spinsolve台式核磁用于qNMR方法时满足了药物典型测量的准确度、重复性、范围和线性要求。

参考文献

1 Mulder, F. A. A., Tenori, L. & Luchinat, C. Fast and Quantitative NMR Metabolite Analysis Afforded by a Paramagnetic Co-Solute. Angew Chem Int Ed Engl 58, 15283-15286, doi:10.1002/anie.201908006 (2019).

2 Jaki, B. U., Bzhelyansky, A. & Pauli, G. F. Quantitative NMR (qNMR) for pharmaceutical analysis: The pioneering work of George Hanna at the US FDA. Magn Reson Chem 59, 7-15, doi:10.1002/mrc.5099 (2021).

3 Giancaspro, G. et al. The qNMR Summit 5.0: Proceedings and Status of qNMR Technology. Anal Chem 93, 12162-12169, doi:10.1021/acs.analchem.1c02056 (2021).