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摘要：核磁共振技术是有机物结构测定的有力手段，不破坏样品，是一种无损检测技术。从连续波核磁共振波谱发展为脉冲傅立叶变换波谱，从传统一维谱到多维谱，技术不断发展，应用领域也越广泛。核磁共振技术在有机分子结构测定中扮演了非常重要的角色，核磁共振谱与紫外光谱、红外光谱和质谱一起被有机化学家们称为“四大名谱”。
关键词：核磁共振技术；应用进展
中图分类号：TU193 文献标识码：A
引言
每种植物中药有其特征的化学成分（或化学成分组），这些特征的化学成分相对之间的含量比例是基本固定的。因此，以植物中药特征性总成分为基础的中药标准提取物鉴定成为中药鉴定的主要方法。植物中药特征总提取物的指纹图谱与植物品种间存在着严格的对应关系，通过植物中药指纹图谱分析，可以达到快速准确鉴别多种植物中药的目的。核磁共振技术是一种有效的中药药物含量测定方法，可通过比较特征谱线强度，测定混合物中药物的相对含量，目前主要用于药物的分子结构鉴定，包括体外药物和体内药物及其代谢产物的分析方面。
1、核磁共振技术的发展
1930年代，物理学家伊西多-拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。1946年两位美国科学家发现，将具有奇数个核子(包括质子和中子)的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发现原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识。1964年后，核磁共振谱仪经历两次重大的技术革命，其一是磁场超导化；其二是脉冲傅立叶变换技术。从根本上提高了核磁共振波谱仪的灵敏度，同时谱仪的结构也有了很大的变化。1964年美国Varian公司研制出世界上第一台超导磁场的核磁共振谱仪(HR—200型，200MHZ，场强4.74T)。2004年布鲁克Biospin公司推出了全球第一款用于核磁共振领域的900MHz主动屏蔽式超导核磁共振磁体产品—900US2TMmagnet，是当时最高场强的主动屏蔽式磁体产品。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2002年北京大学安装成功的由世界最大的波谱磁体生产厂家布鲁克公司提供的中国首台800MHz核磁共振仪填补了国内超高场谱仪的空白，也使北大成为世界上具有重要影响的超高场新用户。
2、中药鉴定领域核磁共振技术的应用
2.1、NMR技术在高分子化工中的应用
高分子聚合物在化工合成中有重要意义，对聚合物进行定性分析、定量分析、异构体鉴别、官能团鉴别是确定聚合物结构的基本方法。液体高分辨核磁共振通过氢谱、碳谱、二维谱可以对聚合物类型进行分析，提供聚合物链的异构化信息，确定出聚合物的官能团信息。
2.2、NMR技术在中药成分化学动态分析领域的应用
运用基于核磁共振的植物代谢组学技术对不同发育阶段的款冬花蕾进行了代谢组学分析。首先，采用1D和2DNMR图谱对款冬样品的核磁图谱进行了结构指认，共鉴定了40个代谢产物；其次，用特征NMR信号的平均峰面积来比较代谢物相对含量的高低，对代表性的代谢物进行半定量分析，统计款冬花蕾发育过程中代谢成分的化学动态变化情况，研究结果与中医传统用药经验一致，为NMR确定款冬的药效物质基础及合理采收期提供了研究基础。
2.3、NMR技术在药用植物研究中的运用
代谢组学是最近几年迅速发展起来的专门研究生物体内源性小分子代谢产物表达谱的方法，它主要采用核磁共振波谱或高效液相色谱技术，研究生物体液或植物提取液中的全部代谢物的谱分布，结合模式识别方法（如主成分分析等），得出生物体在不同的病理生理状态下的特征代谢产物谱（代谢表型），或者植物在不同生长环境、季节等因素的影响下的不同代谢产物组成。
2.4、在高分子化学中的应用
核磁共振技术在高分子聚合物和合成橡胶中的应用包括共混及三元共聚物的定性、定量分析、异构体的鉴别；端基表征；官能团鉴别；均聚物立规性分析；序列分布及等等规度的分析等。液体高分辨核磁共振可以提供聚合物的信息有:(1)聚合物类型的鉴定，不同单体生成的聚合物，虽然同为大分子碳氢化合物，但其共振谱是不完全相同的；(2)有关聚合物链的异构化信息，聚合物链的构型对其物理、化学性质影响很大，辨明链的构型有着重要的意义；(3)其他重要信息，通过13C-NMR谱可以分别研究其不同单元组的序列分布、交替度和不同反应条件下聚合过程链活动度变化等聚合物微观结构信息。
2.5、NMR技术在蛋白质结构组研究中的运用
蛋白质结构对了解生命体的生化反应、进行有针对性的药物研发有着重要意义。大数据时代的基因组、蛋白质组、代谢组、脂类组等飞速发展的时候，蛋白质结构组也得到了更加广泛的重视。发展高精度、高效的结构解析技术也一直都有着重要意义。中国科学院青岛生物能源与过程研究所代谢物组学团队冯银刚研究员和中科院生物物理所柯莎（SarahPerrett）研究组在翻译控制肿瘤蛋白（TCTP）参与蛋白质相互作用研究中取得重要进展。
2.6、NMR技术在生物医药中的运用
NMR技术具有简便、无损伤性、连续性、高分辨性，医药中可以用它分析各种中药和西药的结构，在生物体内药物分析中有较广泛的应用。NMR技术在生物体内药物分析中也有较广泛的应用，具有简便性、无损伤性、连续性、高分辨性等优点［8］。NMR技术在生物活性药物化合物的筛选中有着巨大发展前景，尤其对基于靶分子的筛选节省时间和节约费用，是其他方法无可替代的。
3、展望
目前在中药鉴定领域，NMR技术的应用较广泛。展望未来，应考虑将NMR技术与其他技术联用。通过研究荷叶中的化学成分时，采用正相硅胶、反相ODS、SephadexLH-20等柱色谱及制备型高效液相色谱法（HPLC）等方法进行分离纯化，并通过理化性质、质谱、核磁以及文献比对等方法，对化合物的结构进行鉴定，为进一步开发利用荷叶资源提供依据。从而保证能全面准确获取中药药物的各项动态信息，实现中药生产和研发全过程的品质监控。
参考文献：
[1] 杨柳,陈宇飞,张一.中药鉴定领域核磁共振技术的应用现状[J].中外企业家,2016(12):241.
论文作者:郝明杰
论文发表刊物:《医师在线》2018年2月下第4期
论文发表时间:2018/5/9
标签：核磁共振论文; 技术论文; 聚合物论文; 中药论文; 药物论文; 结构论文; 波谱论文; 《医师在线》2018年2月下第4期论文;