一种利用核磁氢谱测定的制作方法

一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法
技术领域
1.本发明涉及
13
c同位素丰度检测技术领域，尤其是涉及一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法。


背景技术：

2.自然界中碳循环的基本过程是植物的光合作用转化为葡萄糖，之后在植物体内进一步转化成有机物，植物经过食物链的不断传递，成为动物体内的有机物。在动植物的呼吸作用下把摄入体内的一部分有机物转化成co2释放到大气中，另一部分则在动植物体内贮存。动植物死亡后残体中的有机物通过微生物的分解作用生成co2，最后进入大气中。自工业革命以来，化石燃料被大量的开采使用，以及土地的利用变化等，造成了大气中co2的含量逐年增加，co2是“温室效应”的气体之一，对地球热量平衡有重要影响，同时co2的增加，一方面破坏了水中酸碱平衡，另一方面水生植物的大量增长，水体缺氧，破坏了水体中生物多样性和生态系统等。全球碳循环的变化，已经对地球生态环境系统的结构和功能产生了重大影响。通过研究碳元素在不同物质间迁移、转化和交换的作用，进一步研究陆地生态系统碳循环对气候变化和人类生存环境的影响，对于预测未来大气中co2浓度、认识地球生态系统能量平衡、碳循环和生物多样性变化有着重要的意义，在这些研究的过程中需要使用
13
c标记化合物作为示踪剂，这些
13
c标记化合物同位素丰度直接影响到碳循环研究的结果，因此开发
13
c标记试剂同位素丰度的检测和计算方法对质量控制和目标产物的研发有着十分重要的意义。
3.13
c标记化合物同位素丰度的检测方法主要为质谱法，但由于
13
c标记化合物的极性、沸点等物理化学性质各不相同，仍有一些
13
c标记化合物(
13
c标记甲醇、
13
c标记甲酸钠、
13
c标记胆固醇、
13
c标记苯等)通过传统质谱法是无法准确计算。与质谱法相比，核磁可以准确的反映出
13
c原子的结构位点信息。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，操作过程简单，适用范围广泛，测试数据准确。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.本发明提供了一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，包括以下步骤：
7.s1：获取
13
c标记化合物样品的编码信息，并将
13
c标记化合物样品和氘代溶剂装入核磁管中；
8.s2：设置核磁仪器参数，将核磁管放入进样器中，基于预设方法运行，进样氢谱测试；
9.s3：对测试后的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，对裂分进行面积积分，基于积分后i
左
、i
中
、i
右
的峰面积计算得到
13
c同位素丰度信息，并将得到的
13
c同位素丰度信息加入该
13
c标记化合物样品的编码信息中。
10.进一步地，s1中，所述
13
c标记化合物样品为甲酸钠-13
c、葡萄糖-13
c6、
13
c标记甲醇、
13
c标记氨基酸、
13
c标记睾酮、
13
c标记乙酸、
13
c标记雄烯二酮、
13
c标记苯、
13
c标记胆固醇中的一种或多种。
11.进一步地，s1中，所述
13
c标记化合物样品的取样量为1mg～600mg。
12.进一步地，s1中，所述氘代溶剂的取样量为0μl～650μl。
13.进一步地，s1中，所述编码信息包括样品的序号、采样时间、性质的编码信息。
14.进一步地，s2中，设置核磁仪器参数包括：
15.弛豫延迟时间设置为50s～1000s；
16.脉冲角设置为90
°
；
17.扫描次数设置为32～2048次。
18.进一步地，s2中，对测试后的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰的过程中，重叠的峰使用lorentzian线形或gaussian线形中的一种或多种线形方式进行拟合。
19.进一步地，s3中，将积分后i
左
、i
中
、i
右
的峰面积带入公式(1)计算
13
c同位素丰度，公式如下；
[0020][0021]
式中：e：
13
c标记化合物同位素丰度值，单位atom％
13
c；i
左
：
13
c标记化合物指定位点裂分左侧的峰面积；i
中
：
13
c标记化合物指定位点裂分中间的峰面积；i
右
：
13
c标记化合物指定位点裂分右侧的峰面积。
[0022]
进一步地，s1中，取样后将所述编码信息存储于服务器中，构成初级编码。
[0023]
进一步地，s3中，并将得到的13c同位素丰度信息加入该
13
c标记化合物样品的编码信息中，得到测定后编码，多个测定后编码构成测样数据库，并存储于所述服务器中。
[0024]
本发明利用核磁氢谱法检测
13
c标记化合物同位素丰度，原理是
13
c连接的氢原子受
13
c的影响产生裂分，裂分出3组峰，中间峰是
12
c的信号峰，左右两侧为
13
c的信号峰，
13
c的信号峰强弱与
13
c同位素丰度呈正比。
[0025]
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
[0026]
1)与传统质谱法相比，由于
13
c标记化合物的极性、沸点等物理化学性质各不相同，仍有一些(
13
c标记甲醇、
13
c标记甲酸钠、
13
c标记胆固醇、
13
c标记苯等)化合物通过传统质谱法是无法准确计算。本技术方案中核磁可以准确的反映出
13
c原子的结构位点信息，具有适用范围广、操作过程简单、测试数据准确度和精密度高等优点。
[0027]
2)本技术方案在从采样时便实现对样品的编码式记录，并实现测试结果的增补式录入，基于数据库实现对样品信息的全电子化跟踪存储。
具体实施方式
[0028]
本发明中利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，包括以下步骤：
[0029]
(1)取适量的
13
c标记化合物样品和氘代溶剂装入核磁管中；
[0030]
(2)设置核磁仪器参数，将核磁管放入进样器中，运行设置的方法，进样氢谱测试；
[0031]
(3)利用核磁软件对测试后的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，对裂分进行面积积
分，将积分后i
左
、i
中
、i
右
的峰面积带入相应公式计算
13
c同位素丰度。
[0032]
步骤(1)中，所述的
13
c标记化合物为甲酸钠-13
c、葡萄糖糖-13
c6、
13
c标记甲醇、
13
c标记氨基酸、
13
c标记睾酮、
13
c标记乙酸、
13
c标记雄烯二酮、
13
c标记苯、
13
c标记胆固醇或
13
c标记位点含有氢原子的化合物中的一种或多种。
[0033]
步骤(1)中，所述的取适量的
13
c标记化合物样品和氘代溶剂，取样量分别为：
13
c标记化合物样品的取样量为1mg～600mg；氘代溶剂的取样量为0μl～650μl。
[0034]
步骤(2)中，所述的设置核磁仪器参数包含弛豫延迟时间、脉冲角和扫描次数分别为；弛豫延迟时间优选为50s～1000s；脉冲角优选为90
°
；扫描次数优选为32～2048次。
[0035]
步骤(2)中，所述的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，重叠的峰使用lorentzian线形或gaussian线形中的一种或两种线形方式进行拟合。
[0036]
步骤(3)中，所述的将积分后i
左
、i
中
、i
右
的峰面积带入公式(1)计算
13
c同位素丰度，公式如下；
[0037][0038]
式中：e：
13
c标记化合物同位素丰度值，单位atom％
13
c；i
左
：
13
c标记化合物指定位点裂分左侧的峰面积；i
中
：
13
c标记化合物指定位点裂分中间的峰面积；i
右
：
13
c标记化合物指定位点裂分右侧的峰面积。
[0039]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。以下各实施例中，如无特别说明的原料或处理技术，则表明其均为本领域的常规市售原料或常规处理技术。
[0040]
实施例1
[0041]
甲酸钠-13
c(市售
13
c标记化学试剂，
13
c同位素丰度值98.5atom％
13
c)
13
c同位素丰度分析，包括以下步骤：
[0042]
(1)取20mg
13
c标记甲酸钠、600μl重水装入核磁管中；
[0043]
(2)设置核磁仪器参数，弛豫延迟时间为50s、脉冲角为90
°
、扫描次数为32次：将核磁管放入进样器中，运行设置的方法，进样定量氢谱测试；
[0044]
(3)利用核磁软件对测试后的平行样的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，重叠的峰使用lorentzian线形方式进行拟合进行峰面积积分，第一组：i
左
为100.00、i
中
为2.81、i
右
为100.57；第二组：i
左
为100.00、i
中
为2.97、i
右
为100.31；将积分后的峰面积带入公式计算平行样的
13
c同位素丰度分别为98.62atom％
13
c、98.54atom％
13
c，平均值为98.6atom％
13
c。
[0045]
与将其所测数据与市售试剂甲酸钠-13
c的标示值进行比较，结果相当，可见，本发明的同位素丰度测定方法也具有非常高的测量准确度。
[0046]
实施例2
[0047]
13
c标记胆固醇(市售
13
c标记化学试剂，
13
c同位素丰度值99.2atom％
13
c)
13
c同位素丰度分析，包括以下步骤：
[0048]
(1)取5mg
13
c标记胆固醇、300μl氘代甲醇装入核磁管中；
[0049]
(2)设置核磁仪器参数，弛豫延迟时间为500s、脉冲角为90
°
、扫描次数为2048次：将核磁管放入进样器中，运行设置的方法，进样定量氢谱测试；
[0050]
(3)利用核磁软件对测试后的平行样的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，重叠的峰使用gaussian线形方式进行拟合进行峰面积积分，第一组：i
左
为100.23、i
中
为1.44、i
右
为100.00；第二组：i
左
为100.00、i
中
为1.67、i
右
为101.28；将积分后的峰面积带入公式计算平行样的
13
c同位素丰度分别为99.28atom％
13
c、99.18atom％
13
c，平均值为99.2atom％
13
c。
[0051]
将其所测数据与市售试剂
13
c标记胆固醇的标示值进行比较，结果基本一致，可见，本发明的同位素丰度测定方法也具有非常高的测量准确度。
[0052]
实施例3
[0053]
13
c标记苯(市售
13
c标记化学试剂，
13
c同位素丰度值99.1atom％
13
c)
13
c同位素丰度分析，包括以下步骤：
[0054]
(1)取300mg
13
c标记苯装入核磁管中；
[0055]
(2)设置核磁仪器参数，弛豫延迟时间为1000s、脉冲角为90
°
、扫描次数为32次：将核磁管放入进样器中，运行设置的方法，进样定量氢谱测试；
[0056]
(3)利用核磁软件对测试后的平行样的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，重叠的峰使用lorentzian和gaussian线形方式进行拟合进行峰面积积分，第一组：i
左
为600.00、i
中
为11.07、i
右
为601.28；第二组：i
左
为602.95、i
中
为10.88、i
右
为600.00；将积分后的峰面积带入公式计算平行样的
13
c同位素丰度分别为99.09atom％
13
c、99.10atom％
13
c，平均值为99.1atom％
13
c。
[0057]
将其所测数据与市售试剂
13
c标记苯的标示值进行比较，结果基本一致，可见，本发明的同位素丰度测定方法也具有非常高的测量准确度。
[0058]
实施例4
[0059]
13
c标记甲醇(市售
13
c标记化学试剂，
13
c同位素丰度值99.3atom％
13
c)
13
c同位素丰度分析，包括以下步骤：
[0060]
(1)取600mg
13
c标记甲醇装入核磁管中；
[0061]
(2)设置核磁仪器参数，弛豫延迟时间为500s、脉冲角为90
°
、扫描次数为512次：将核磁管放入进样器中，运行设置的方法，进样定量氢谱测试；
[0062]
(3)利用核磁软件对测试后的平行样的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，重叠的峰使用lorentzian线形方式进行拟合进行峰面积积分，第一组：i
左
为300.00、i
中
为4.25、i
右
为300.99；第二组：i
左
为300.00、i
中
为4.04、i
右
为300.26；将积分后的峰面积带入公式计算平行样的
13
c同位素丰度分别为99.30atom％
13
c、99.33atom％
13
c，平均值为99.3atom％
13
c。
[0063]
将其所测数据与市售试剂
13
c标记甲醇的标示值进行比较，结果基本一致，可见，本发明的同位素丰度测定方法也具有非常高的测量准确度。
[0064]
实施例5
[0065]
13
c标记睾酮
13
c同位素丰度分析，包括以下步骤：
[0066]
(1)取2mg
13
c标记睾酮、550μl氘代甲醇装入核磁管中装入核磁管中；
[0067]
(2)设置核磁仪器参数，弛豫延迟时间为600s、脉冲角为90
°
、扫描次数为2048次：将核磁管放入进样器中，运行设置的方法，进样定量氢谱测试；
[0068]
(3)利用核磁软件对测试后的平行样的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，重叠的峰
使用lorentzian和gaussian线形方式进行拟合进行峰面积积分，第一组：i
左
为200.00、i
中
为3.37、i
右
为200.16；第二组：i
左
为200.00、i
中
为3.21、i
右
为201.05；将积分后的峰面积带入公式计算平行样的
13
c同位素丰度分别为99.16atom％
13
c、99.21atom％
13
c，平均值为99.2atom％
13
c。
[0069]
同样的，对
13
c标记睾酮采用质谱法进行测试，平行测试结果分别为99.21atom％
13
c和99.25atom％
13
c，平均值99.2atom％
13
c，两种方法的测定结果基本一致，可见，本发明的同位素丰度测定方法也具有非常高的测量准确度。
[0070]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
[0071]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：获取
13
c标记化合物样品的编码信息，并将
13
c标记化合物样品和氘代溶剂装入核磁管中；s2：设置核磁仪器参数，将核磁管放入进样器中，基于预设方法运行，进样氢谱测试；s3：对测试后的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰，对裂分进行面积积分，基于积分后i
左
、i
中
、i
右
的峰面积计算得到
13
c同位素丰度信息，并将得到的
13
c同位素丰度信息加入该
13
c标记化合物样品的编码信息中。2.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s1中，所述
13
c标记化合物样品为甲酸钠-13
c、葡萄糖-13
c6、
13
c标记甲醇、
13
c标记氨基酸、
13
c标记睾酮、
13
c标记乙酸、
13
c标记雄烯二酮、
13
c标记苯、
13
c标记胆固醇中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s1中，所述
13
c标记化合物样品的取样量为1mg～600mg。4.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s1中，所述氘代溶剂的取样量为0μl～650μl。5.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s1中，所述编码信息包括样品的序号、采样时间、性质的编码信息。6.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s2中，设置核磁仪器参数包括：弛豫延迟时间设置为50s～1000s；脉冲角设置为90
°
；扫描次数设置为32～2048次。7.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s2中，对测试后的氢谱进行去卷积，分开重叠的峰的过程中，重叠的峰使用lorentzian线形或gaussian线形中的一种或多种线形方式进行拟合。8.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s3中，将积分后i
左
、i
中
、i
右
的峰面积带入公式(1)计算
13
c同位素丰度，公式如下；式中：e：
13
c标记化合物同位素丰度值，单位atom％
13
c；i
左
：
13
c标记化合物指定位点裂分左侧的峰面积；i
中
：
13
c标记化合物指定位点裂分中间的峰面积；i
右
：
13
c标记化合物指定位点裂分右侧的峰面积。9.根据权利要求1所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s1中，取样后将所述编码信息存储于服务器中，构成初级编码。10.根据权利要求9所述的一种利用核磁氢谱测定
13
c标记化合物同位素丰度的方法，其特征在于，s3中，并将得到的13c同位素丰度信息加入该
13
c标记化合物样品的编码信息中，得到测定后编码，多个测定后编码构成测样数据库，并存储于所述服务器中。

技术总结
本发明涉及一种利用核磁氢谱测定


技术研发人员：雷雯 解龙 沈安 刘前 喻静兰 王伟 白少飞 赵雅梦 高慧敏 徐增益
受保护的技术使用者：上海化工研究院有限公司
技术研发日：2023.07.24
技术公布日：2023/9/20