美研| CMC系列(九) 定量核磁那些事兒：定量核磁應用及其方法驗證

2023-12-18

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開篇引言

核磁共振是基于特定原子核（主要為I=1/2的¹H、¹³C、¹⁵N、¹⁹F、³¹P等）在外磁場（1~21 Tesla，1 tesla=10⁴guass）中吸收了與其分裂能級間能量差相對應的射頻場能量而產生共振的原理。核磁共振兼具定性分析及定量檢測兩種優勢，廣泛應用于化學、食品、藥品等領域。

01 定量核磁原理與應用

定量核磁技術（Quantitative Nuclear Magnetic，簡稱QNMR)主要是基于1H-NMR，待測化合物1H-NMR譜上各信號峰強度之比等于相應的質子數之比，確定氫的積分值與其摩爾濃度成正比，定量核磁方法分為相對定量法和絕對定量法。相對定量法是QNMR中最簡單的，通過比較2種或2種以上成分特征峰的峰面積來確定含量；絕對定量法是以結構和含量已知的化合物為參照，與待測物制成溶液進行測定，通過比較兩者的信號積分強度來確定待測物的含量，絕對定量法根據實驗方法不同又分為內標法、外標法和標準加入法。

定量核磁技術在藥學領域的應用有以下方面：

▲反應過程監測
▲對照品賦值
▲原料藥含量測定
▲藥物制劑的含量測定
▲藥物的雜質檢查
▲化合物純度檢查
▲多組分純度確定
▲代謝組學研究
▲聚合物組成研究等。

定量核磁原理與應用.jpg

02 藥典法規要求

2010版中國藥典二部附錄中首次提到核磁共振波譜法，2020版改為四部通則0441核磁共振波譜法。USP現行版、EP 10.8版、JP第18版和中國藥典2020年版的NMR法通則內容對比如下表所示。中國藥典2020年版0441通則包括原理、NMR儀、核磁共振譜、測定方法四部分。定量分析中提供了絕對定量模式和相對定量模式的供試品溶液制備方法、測定方法和計算公式，并簡要例舉了需要注意的實驗參數的設置及優化項目。

內容

USP現行版<761>、<1761>

EP 10.8版2.2.33

JP 18版2.21

中國藥典2020版0441

引言

簡介、原理、適用范圍

簡介、原理

核磁儀器確認

DQ、IQ、PQ，系統適用性測試、確證測試

定義

共振、信號、波譜、模式、峰、線、躍遷

設備

磁體、探頭(樣品旋轉、核磁共振管 )、控制臺和計算機，儀器準備(磁體與場、探頭調諧和匹配)

儀器組成(磁體、探頭、控制臺和計算機)、證明儀器正確工作的測試方法

FT-NMR波譜儀、連續波核磁共振(CW-NMR)波譜儀類型

儀器組成、儀器輸出譜圖的過程

測定方法

溶劑選擇、樣品處理

測定程序、樣品處理

氫譜和碳譜的實驗技術

溶劑選擇、樣品處理、樣品檢測

定性和定量分析

定性應用、定量應用(相對定量、絕對定量、外部校準、進一步的校準注意事項、一般程序、計量溯源性和標準物質的選擇、樣品制備、數據采集、數據處理、數據分析 )

定性分析、定量分析(內標法、規范化過程 )

定性和定量分析
?定性分析
?定量分析(絕對定量模式、相對定量模式)

采集參數

光譜寬度、停留時間、數據點數、采集時間、掃描次數、射頻、接收器增益和脈沖寬度，后脈沖延遲，重復延遲

參數(脈沖寬度、死時間、采集時間、重復時間、接受增益 )

記錄儀器和測定條件

采集后數據處理

增加信噪比或光譜分辨率、零填充、傅里葉變換定相、基線校正、采峰、積分、高級處理解

為定量目的優化采集和處理參數(數字分辨率、信噪比、整合區域、動態范圍 )

NMR分析方法的驗證和確認

生命周期方法的分析方法驗證
?ATP
?第一階段一方法設計 (分析方法開發、QRMMODR、復制策略、分析控制策略 )
?第二階段一APPQ(APPQ程序、測量不確定度APPQ結果和文檔)
?第三階段一CPPV (日常監測、分析方法的變更)傳統分析方法驗證(準確度、精密度、專屬性、工作范圍、定量限、耐用性、溶液穩定性 )、分析方法確認

溶液核磁共振應用

結構解析和表征(示例 )、鑒別(示例)、定量(實驗設計、樣品制備、1D qNMR、2D qNMR )

使用化學位移、譜峰多重性和相對強度進行鑒別，使用標準品進行鑒別

SSNMR

MAS、高功率去耦和CP三種技術和應用

臺式核磁共振儀

臺式時域NMR儀、臺式頻域NMR儀、臺式核磁共振應用