ЯМР-анализ

Что такое NMR — анализ?

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса основана на изучении атомных ядер в сильном магнитном поле, поглощающем радиочастотную энергию. Плотность электронов вокруг каждого ядра смещает частоту поглощения; эти сдвиги позволяют читать скелет молекулы.

NMR — анализ: цель

Цель состоит в том, чтобы непосредственно выяснить структуру молекулы. Масс-спектрометрия дает молекулярную массу; ЯМР показывает, как атомы связаны друг с другом. Поэтому структуру нового соединения обычно подтверждают с помощью ЯМР.

К каким изделиям применяется NMR — анализ?

Фармацевтические активные ингредиенты и промежуточные продукты синтеза
Структура полимера и состав сополимера
Натуральные продукты и растительные экстракты
Проверка подлинности и фальсификации пищевых продуктов
Нефтехимическая продукция

В каких отраслях применяется NMR — анализ?

ХимияФармацевтикаПищевая продукцияКосметикаОкружающая средаБиотехнологияPetrokimya

Стандарты, связанные с NMR — анализ

Европейская фармакопея 2.2.33 (спектрометрия ядерного магнитного резонанса)
Руководство по применению qNMR типа ISO 24583

NMR — анализ: условия

Семечка подсолнечника: Обычно ¹H и ¹³C; также ядра типа ¹⁹F, ³¹P
Растворитель: Требуется дейтерированный растворитель; выбрано по образцу
Тип эксперимента: Tek boyutlu veya iki boyutlu (COSY, HSQC, HMBC) korelasyon deneyleri
Количественное измерение: qNMR требует времени релаксации и внутреннего стандарта.

Оборудование для NMR — анализ

Спектрометр ЯМР со сверхпроводящим магнитом
Многоядерный зонд
Автоматический сменщик образцов
Инфраструктура поставок криогена
Программное обеспечение для обработки спектра

Требования к образцам для NMR — анализ

Образец должен раствориться в дейтерированном растворителе.
Обычно требуется от нескольких миллиграмм до десятков миллиграмм образца.
Парамагнитные примеси (железо, марганец) искажают спектр.
Пробу необходимо отфильтровать для удаления твердых частиц.
Анализ неразрушающий; образец можно извлечь из раствора

NMR — анализ: продолжительность

Обычный спектр ¹H занимает несколько минут. ¹³C и двумерные эксперименты могут длиться часами; количественные измерения требуют более длительного времени ожидания.

NMR — анализ: порядок проведения

1Образец растворяют в дейтерированном растворителе и переносят в пробирку ЯМР.
2Настраивается однородность магнитного поля (шиммирование).
3Выбирается подходящая импульсная программа и собирается спектр.
4Спектр обрабатывается преобразованием Фурье, корректируются фаза и базовая линия.
5Дана интерпретация химических сдвигов, закономерностей расщепления и интегралов.
6При необходимости связи подтверждаются двумерными экспериментами.

NMR — анализ: критерии приёмки

Приемлемость подтверждения структуры оценивают путем сравнения с эталонным спектром или монографией; предел чистоты указан в регистрационном досье или фармакопее.

Оценка результатов

Структурная интерпретация основана на совместной оценке химического сдвига, интеграла и констант связи. Если выполняется количественный ЯМР, необходимо учитывать время релаксации, чтобы результат был действительным; в противном случае интегралы не отражают истинное соотношение.

NMR — анализ: протокол

Описание образца, дата получения и номер лаборатории
Примененный метод и эталонный стандарт, если таковой имеется.
Прибор и условия измерения
Этапы подготовки проб
Результаты измерений и единицы измерения
Неопределенность измерения (по запросу)
Заявление о том, что результаты относятся только к образцу, представленному на тестирование.

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Монографии Европейской Фармакопеи и Фармакопеи США
ICH Q6A (технические характеристики)
Справочные базы данных, используемые при аудите подлинности пищевых продуктов.

Страницы, на которых используется этот метод

Аналитические методы — Что делает эта группа методов?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание NMR — анализ; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Страницы об аналитических методах — это страницы о МЕТОДЕ ИЗМЕРЕНИЯ, а не об испытании. Это различие важно: «испытание соляным туманом» — это испытание, отвечающее на один вопрос; «ИСП-МС» — это метод, используемый в десятках различных испытаний. Иногда пользователь ищет не испытание, а метод — потому что именно название метода фигурирует в его спецификации.

Это различие становится решающим при выборе лаборатории. Когда клиент просит «анализ тяжёлых металлов», настоящий вопрос заключается в том, каким методом он будет выполнен: РФА быстр и неразрушающий, но не различает соединения; ААС экономичен для одного элемента; ИСП-АЭС определяет несколько элементов; ИСП-МС видит следовые уровни. Один и тот же образец даёт результаты с разными пределами обнаружения и разной неопределённостью в четырёх методах.

Выбор метода производится по трём критериям. ПРЕДЕЛ ОБНАРУЖЕНИЯ: находится ли искомая концентрация в диапазоне, который может определить метод? СОВМЕСТИМОСТЬ С МАТРИЦЕЙ: способен ли метод работать с матрицей образца (пластик, продукт питания, почва, металл), и требуется ли предварительная обработка? СВЯЗЬ СО СПЕЦИФИКАЦИЕЙ: требует ли стандарт на продукцию или законодательство определённого метода? Третий критерий часто перевешивает первые два — спецификация связывает метод.

Страницы методов создают ЦЕПОЧКУ. Методика связана с тестовыми страницами, на которых она используется, со стандартами, на которых основаны эти тесты, с законодательством, с которым связаны эти стандарты, и, в конечном итоге, с режимами доступа к рынку. Цепочка примеров в исходном документе работает следующим образом: РФА → анализ металлов → соответствие RoHS → ограничение содержания тяжелых металлов → страницы с покрытием. По какой бы ссылке пользователь ни перешел, он попадает и на другие.

Подготовка проб – это невидимая половина результата в этом семействе, и она является более серьезным источником ошибок, чем сама методика. Метод разложения, степень измельчения, растворитель для экстракции и степень разбавления заметно меняют результат. Один и тот же образец на одном и том же приборе дает разные результаты при разной подготовке; следовательно, определение метода охватывает и подготовку.

Калибровка и проверка являются третьим определяющим компонентом. Прибор калибруется с использованием сертифицированного эталонного материала, калибровочная кривая периодически проверяется, и в каждой партии отбирается контрольный образец. Без этих действий полученное число невозможно отследить, даже если прибор работает правильно.

Группы методов в этой области

Элементный анализ
ИСП-ОЭС, ИСП-МС, ААС и РФА. Они различаются пределом обнаружения, допуском матрицы и многоэлементной емкостью.
Хроматография
ГХ, ГХ-МС, ВЭЖХ, ЖХ-МС/МС и ионная хроматография. Он разделяет смесь на компоненты и измеряет каждый отдельно.
Спектроскопия
FTIR, комбинационное рассеяние, УФ-Вид и оптическое излучение. Для идентификации материала, идентификации функциональных групп и состава сплава.
Термический анализ
ДСК, ТГА, ДМА и дилатометрия. Температуры перехода, состав, разложение и размерное поведение.
Микроскопия и визуализация
Оптическая микроскопия, SEM-EDS, рентгенография и томография. Структура, дефекты и распределение элементов.
Классическая («мокрая») химия
Титрование, гравиметрия и колориметрия. Используется в качестве эталонного метода и при подтверждении инструментальных результатов.

Часто путаемое в этой области

XRF — инструмент проверки; он видит элементы и не различает соединения. Решение об ограниченном соединении требует подтверждения методом влажной химии.
Формулировка «не обнаружено» не является доказательством отсутствия; она читается вместе с пределом обнаружения метода.
Спецификация связывает метод. Технически лучший метод не принимается, если спецификация требует другого.
Подготовка проб является частью результата; отчет, в котором не указано, что препарат не воспроизводим.
Результаты, полученные разными методами, нельзя сравнивать напрямую; их пределы обнаружения и неопределенности различаются.
Страница метода не является тестовой страницей; какой метод применяется к какому испытанию взят из стандарта на продукцию.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Сопоставление метода из спецификации с областью аккредитации лаборатории
Выбор метода по пределу обнаружения и совместимости с матрицей
Подтверждение инструментального результата эталонным методом
Устранение отклонений, связанных с пробоподготовкой

Связанные тесты

NMR — анализ: частые вопросы

Можно ли измерить чистоту с помощью ЯМР?

Да. Количественный ЯМР (кЯМР) с подходящим внутренним стандартом и условиями релаксации может дать абсолютную чистоту; этот метод также используется при сертификации стандартных образцов.

Можно ли восстановить образец?

Метод неразрушающий. Образец в значительной степени можно восстановить путем выпаривания растворителя, хотя остатки дейтерированного растворителя могут остаться.