导读：传统的混合物成分鉴定通常依赖色谱分离与峰检测，而 NMR 检测对样品是非破坏性的，无需物理分离即可提供混合物成分的详细信息。本文演示如何在 NMR Workbook Suite 中，通过 ¹H NMR 谱图检索预先构建的标准物 NMR 谱图库，分区域逐步识别混合物中的单个组分：以残差曲线最小化确认匹配、以 HQI 匹配因子打分，最终自动生成组分列表与相对浓度，适用于配方产品、石油、食品饮料与生物样品等多种体系。
传统的混合物成分鉴定方法通常包括色谱分离和峰检测。由于 NMR 检测对样品是非破坏性的，无需物理分离即可提供混合物成分的详细信息，因此，NMR 检测逐渐成为混合物成分鉴定的一个重要手段。通过 ¹H NMR 谱识别混合物中的单个成分需要精确的信号识别、确认，这可能是一项非常复杂的工作，如图1所示。
在 NMR Workbook Suite 软件中提供了混合物组分识别工作流，用户可通过谱图检索预先构建好的标准物 NMR 谱图库，该数据库已知的标准组分谱图可以是纯的化合物，也可以是定义好的混合物。
在光谱检索比对过程中，用户可搜索整个光谱宽度，或者自定义区域进行检索比对。当处理较复杂的混合物时，通过对谱图的子区域搜索具有较大的优势，因为结果返回的匹配范围可以大大缩小。通常情况下，脂肪族区域的谱图往往来自多个组分重叠的信号，会大大限制识别，因此，从一个不太拥挤的区域（如芳香区）开始识别完全分辨的信号通常是有利的——这些信号可能也包含在脂肪族区域的信号中，随着更多的成分被识别和计算，区域得以简化。一旦在一个子区域上执行搜索，搜索结果将显示在查询谱的下面，并且残差曲线会在查询谱上覆盖显示（可设置显示或者关闭，如图2）。
通过调整化学位移、强度和/或线宽，残差曲线很容易在分量信号下最小化，以便分析人员决定搜索结果是否正确。一旦分析人员对搜索结果感到满意，就可以在搜索结果表中选择对应的组分，并查询另一个新的谱图区域。在搜索一个新的区域时，搜索结果表中选择的组分会被存储并显示在查询的上方以供参考（图2B、C）。为了确保被识别的组分不会有查询谱中不存在的额外信号，应该通过缩小搜索窗口来检查整个光谱区域（图2D）。
完成后，最终的结果会自动制成表格，识别出的组分会在混合查询谱下面以列表的形式呈现，以供查看（如果需要，还会显示残差曲线，如图3A所示，在查询的上方）。组分列表显示来自数据库的组分编号、匹配因子（Hit Quality Index, HQI），以及用于识别组分（如果适用的话）的子谱搜索区域。此外，在组分表中自动计算出查询谱中各个组分的相对浓度。其他信息可以显示在光谱和表中（如果在数据库中），如成分名称、化学结构、¹H NMR 信号归属。积分和多重峰信息也会自动转移到查询谱中并显示出来（图3B），对积分/多重峰信息进行颜色标注，以匹配其对应组分谱图的颜色。如果查询谱中包含已知数量的内标，且被识别的组分包含结构信息，只要数据是在适当的弛豫延迟下获得的，积分表还可以进一步用于定量。然后可以使用标准报告功能和/或数据库报告结果，以供将来参考。
混合物搜索工作流的改进极大地增强了 NMR Workbook Suite 的可用性，以识别混合物中的单一组分。该技术的开发是为了方便使用 1D NMR 谱快速识别混合物中的成分，其目的是减轻分析人员的工作压力。该工作流程是为一般分析人员设计的，可以应用于多种样品，包括配方产品、石油、食品和饮料，以及生物样品等。该工具未来的扩展包括扩展到 2D NMR 光谱技术（如 COSY、HSQC），以及自动定量（如果包含内标信息）。
讲座视频：本文配有 26 分钟讲座视频《基于 NMR 进行混合物分析的最佳实践》，可在凯美科微信公众号观看。
凯美科提示：广州凯美科信息技术有限公司为医药、化工、食品等领域的科研与产业用户提供化学信息学软件产品与技术服务。如需了解 NMR Workbook Suite 的混合物分析功能、试用与培训安排，欢迎与我们联系。
