美研| CMC系列(九) 定量核磁那些事儿：定量核磁应用及其方法验证

2023-12-18

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开篇引言

核磁共振是基于特定原子核（主要为I=1/2的¹H、¹³C、¹⁵N、¹⁹F、³¹P等）在外磁场（1~21 Tesla，1 tesla=10⁴guass）中吸收了与其分裂能级间能量差相对应的射频场能量而产生共振的原理。核磁共振兼具定性分析及定量检测两种优势，广泛应用于化学、食品、药品等领域。

01 定量核磁原理与应用

定量核磁技术（Quantitative Nuclear Magnetic，简称QNMR)主要是基于1H-NMR，待测化合物1H-NMR谱上各信号峰强度之比等于相应的质子数之比，确定氢的积分值与其摩尔浓度成正比，定量核磁方法分为相对定量法和绝对定量法。相对定量法是QNMR中最简单的，通过比较2种或2种以上成分特征峰的峰面积来确定含量；绝对定量法是以结构和含量已知的化合物为参照，与待测物制成溶液进行测定，通过比较两者的信号积分强度来确定待测物的含量，绝对定量法根据实验方法不同又分为内标法、外标法和标准加入法。

定量核磁技术在药学领域的应用有以下方面：

▲反应过程监测
▲对照品赋值
▲原料药含量测定
▲药物制剂的含量测定
▲药物的杂质检查
▲化合物纯度检查
▲多组分纯度确定
▲代谢组学研究
▲聚合物组成研究等。

定量核磁原理与应用.jpg

02 药典法规要求

2010版中国药典二部附录中首次提到核磁共振波谱法，2020版改为四部通则0441核磁共振波谱法。USP现行版、EP 10.8版、JP第18版和中国药典2020年版的NMR法通则内容对比如下表所示。中国药典2020年版0441通则包括原理、NMR仪、核磁共振谱、测定方法四部分。定量分析中提供了绝对定量模式和相对定量模式的供试品溶液制备方法、测定方法和计算公式，并简要例举了需要注意的实验参数的设置及优化项目。

内容

USP现行版<761>、<1761>

EP 10.8版2.2.33

JP 18版2.21

中国药典2020版0441

引言

简介、原理、适用范围

简介、原理

核磁仪器确认

DQ、IQ、PQ，系统适用性测试、确证测试

定义

共振、信号、波谱、模式、峰、线、跃迁

设备

磁体、探头(样品旋转、核磁共振管 )、控制台和计算机，仪器准备(磁体与场、探头调谐和匹配)

仪器组成(磁体、探头、控制台和计算机)、证明仪器正确工作的测试方法

FT-NMR波谱仪、连续波核磁共振(CW-NMR)波谱仪类型

仪器组成、仪器输出谱图的过程

测定方法

溶剂选择、样品处理

测定程序、样品处理

氢谱和碳谱的实验技术

溶剂选择、样品处理、样品检测

定性和定量分析

定性应用、定量应用(相对定量、绝对定量、外部校准、进一步的校准注意事项、一般程序、计量溯源性和标准物质的选择、样品制备、数据采集、数据处理、数据分析 )

定性分析、定量分析(内标法、规范化过程 )

定性和定量分析
•定性分析
•定量分析(绝对定量模式、相对定量模式)

采集参数

光谱宽度、停留时间、数据点数、采集时间、扫描次数、射频、接收器增益和脉冲宽度，后脉冲延迟，重复延迟

参数(脉冲宽度、死时间、采集时间、重复时间、接受增益 )

记录仪器和测定条件

采集后数据处理

增加信噪比或光谱分辨率、零填充、傅里叶变换定相、基线校正、采峰、积分、高级处理解

为定量目的优化采集和处理参数(数字分辨率、信噪比、整合区域、动态范围 )

NMR分析方法的验证和确认

生命周期方法的分析方法验证
•ATP
•第一阶段一方法设计 (分析方法开发、QRMMODR、复制策略、分析控制策略 )
•第二阶段一APPQ(APPQ程序、测量不确定度APPQ结果和文档)
•第三阶段一CPPV (日常监测、分析方法的变更)传统分析方法验证(准确度、精密度、专属性、工作范围、定量限、耐用性、溶液稳定性 )、分析方法确认

溶液核磁共振应用

结构解析和表征(示例 )、鉴别(示例)、定量(实验设计、样品制备、1D qNMR、2D qNMR )

使用化学位移、谱峰多重性和相对强度进行鉴别，使用标准品进行鉴别

SSNMR

MAS、高功率去耦和CP三种技术和应用

台式核磁共振仪

台式时域NMR仪、台式频域NMR仪、台式核磁共振应用