核磁共振波谱分析课件

1、核磁共振波谱分析-在蛋白质领域中的应用08生物科学本（一）班邱媛媛80811031LOGOContents核磁共振的基本原理1核磁共振波谱仪2NMR在蛋白质领域中的应用3核磁共振的优势4themegallery核磁共振的基本原理 核磁共振（简称NMR ）是基于原子核磁性的一种波谱技术，是一种鉴定有机化合物结构和研究化学动力学等的现代仪器分析方法。它的最基本原理是，原子核在磁场中受到磁化，自旋角动量发生进动，当外加能量（射频场）与原子核震动频率相同时原子核吸收能量发生能级跃迁，产生共振吸收信号 。themegallery核磁共振现象的发现 Felix Bloch Edward Mills Pur

2、cell Bloch 等于 1946 年 发现：特定结构中的磁核会吸收一定波长或频率的电磁波而实现能级跃迁，开辟了核磁共振分析的历史，因而获1952年诺贝尔物理学奖。themegallery 一些原子核（如1H, 13C, 19F等）在强磁场中会产生能量分裂，形成能级。当用一定频率的电磁波对样品进行辐照时，特定结构环境中的原子核会吸收相应频率的电磁波而实现共振跃迁。频率核磁共振波谱仪1永久磁铁：提供外磁场，要求稳定性好，均匀，不均匀性小于六千万分之一。扫场线圈。2 射频振荡器：线圈垂直于外磁场，发射一定频率的电磁辐射信号。60MHz或100MHz。themegallery3 射频信号接受器（检

3、测器）：当质子的进动频率与辐射频率相匹配时，发生能级跃迁，吸收能量，在感应线圈中产生毫伏级信号。4样品管：外径5mm的玻璃管,测量过程中旋转, 磁场作用均匀themegallery核磁共振波谱仪themegallery核磁分析的一般步骤 1. 核磁管的准备 选择合适规格的核磁管，确保清洗干净、烘干。 2. 样品溶液的配制 选择合适的溶剂，控制好样品溶液浓度。 3. 测试前匀场处理 将核磁管装入仪器，使之旋转，进行匀场。 4. 样品扫描 按样品分子量大小，选择合适的扫描次数。 5.结果分析 保存数据，采用专用软件进行图谱分析。 52 样品管 图16 核磁样品管及清洗器 根据样品及仪器实际情况，可

4、选择不同规格的样品管。测试前应确保样品洗涤干净，同时避免烘干过程导致其变形。 45 测试溶剂 1H谱的理想溶剂是四氯化碳或二硫化碳。此外，常用的其他溶剂有氯仿、丙酮、二甲基亚砜、苯以及氘代试剂等。 46 测试溶剂 1H谱的理想溶剂是四氯化碳或二硫化碳。此外，常用的其他溶剂有氯仿、丙酮、二甲基亚砜、苯以及氘代试剂等。 47 样品溶液的配置 样品溶液配制过程应考虑以下四方面： 溶解性 所选溶剂应确保能均匀溶解测试样品。 溶剂峰位置 应避免溶剂峰位置与样品峰重叠出现。 溶液浓度 浓度一般为 5-10 % ，需纯样品15-30 mg。 测试温度 结合测试温度需要选择合适沸点或凝固点的溶剂。 51 NM

5、R在蛋白质领域中的应用NMR法通过测定蛋白质稀溶液状态下反映位点的特定参数来计算蛋白质的三级结构，并可深入了解一定时间范围内化学反应和蛋白质构想转变的动力学过程。通过NMR对抗原决定簇和抗体CDR作用，可以分析一级结构和三维构想；对抗原抗体动力学的分析，对于设计基因疫苗，检测细胞表面抗原提呈以及分析抗原复合物的构想变化有着重要意义。这些参数有：弛豫时间，化学位移，自旋耦合，NOE效应，磁化量转移，自旋标记等。NMR法通过测定大分子的弛豫时间，即纵向时间T1，横向时间T2和异核的NOE效应，研究一定时间范围内的化学反应和构想转变的动力学过程，NMR谱峰的宽度或裂分程度反映自旋核的快交换和慢交换过程。磁化量转移对于蛋白质折叠和构象变化有较大帮助，同时可以对化学位移交换反应动力学和肽链二级结构进行研究。核磁共振的优势1核磁共振法能够保持样品的完整性，是一种非破坏性的检测手段；2操作方法简单快速，测量精确，重复性高；3