化学所扩散序谱检测技术应用案例——BRUKER AVANCE 600兆液体核磁波谱仪

院三所共建600兆核磁波谱仪挂靠在化学所公共技术服务中心的分析测试中心的核磁实验室。该实验室负责日常维护的BRUKER AVANCE 600兆液体核磁波谱仪运行良好，实现了24小时365天正常测试；并根据科研需要不断开发各种核磁技术，为化学所和兄弟单位提供多样核磁测试服务。已开发的低温核磁测试、扩散序谱不仅满足了化学所的科研需求，而且为清华大学、理化所等单位和一些已配备核磁仪的单位（如北京大学、南开大学）研究超分子体系自组装、结构鉴定、构型变化等提供了可靠的数据支持。这些成果充分表明了核磁实验室在掌握核磁技术、开发仪器功能已得到各方认可，并在国内同类实验室处于较高水平。

扩散序谱（Diffusion Ordered Spectroscopy, DOSY)检测技术及应用案例：

扩散序谱是一种利用脉冲梯度场核磁共振对溶液中具有不同扩散系数(D)的成分进行虚拟分离的一种核磁共振技术。其根据的基本原则是Stokes-Einstein公式 

其中k为波耳兹曼常数，T为温度，h为溶剂粘度，rs为溶质分子的热力学半径。
    这种方法可以用于：混合物分析、药物筛选、络合平衡研究和NMR信号编辑等方面。详细内容可以参考文献Angew Chem Int Ed. 2005, 44, 520-554。下面是化学所内利用DOSY和其它核磁技术开展的天然产物中的抗肿瘤活性成分筛选的例子（Angew Chem Int Ed. 2008, 47, 5590-5592）。

从上图可以看出，活性小分子与靶分子相互作用后，活性小分子在DOSY的扩散维上具有和靶分子一样的扩散系数，因此也就从天然产物混合物中分离出活性小分子。再根据其特征信号与其它骨架原子之间的共价键连接，即可确定活性小分子的结构。借助与DOSY和其它核磁技术，实现了混合物中活性成分的快速筛选和结构鉴定。

代表性文章：

1、Zhou QJ, Li L ,Xiang JF, Tang YL* ,Zhang H ,Yang S, Li Q, Yang QF,Xu GZ ,“Screening Potential Antitumor Agents from Natural Plant Extracts by G-Quadruplex Recognition and NMR Methods”， Angew. Chem. Int. Ed.  47 5590 –5592 2008

2、Zhou QJ, Li L, Xiang JF, Sun HX ,Tang YL*, “Fast Screening and Structural Elucidation of G-quadruplex ligands from a Mixture via G-quadruplex Recognition and NMR Methods”，Biochimie (91) 304-308 2009

3、Quan Gan, Chunyan Bao，Brice Kauffmann, Axelle Grélard, Junfeng Xiang，Shenghua Liu, Ivan Huc*,and Hua Jiang*,“Quadruple and Double Helices of 8-Fluoroquinoline Oligoamides”. Angew. Chem. Int. Ed.  47 1715-1718 2008

4、Shenshen Hu, Jiuyuan Li, Junfeng Xiang, Jie Pan, Sanzhong Luo*, and Jin-Pei Cheng*, “Asymmetric supramolecular primary amine catalysis in aqueous buffer connections of selective recognition” J. Am. Chem. Soc. (132) 7216–7228 2010

5、Yanbo Hou, Yuchun Han, Manli Deng, Junfeng Xiang ,and Yilin Wang *,“Aggregation behavior of a tetrameric cationic surfactant in aqueous solution” Langmuir 26(1) 28–33 2010

中国科学院化学研究所

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2013-3-25