[發明專利]一種基于量子模擬的液體NMR-二維HSQC實驗的定量檢測方法

有效

• 申請號: 202010166044.7
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111380894B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 李鵬;黃珊珊;何培忠
• 申請（專利權）人: 上海健康醫學院
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G06F17/11;G06F17/14;G06F17/16;G06F30/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 孫永申

本發明涉及一種基于量子模擬的液體NMR?二維HSQC實驗的定量檢測方法，包括：針對推導脈沖序列激發過程中自旋密度矩陣的演化過程進行數學建模，并將其封裝為NMR模擬程序，對輸入信號進行處理后得到NMR模擬頻譜圖；針對每個HSQC實驗，讀取相關數據寫入NMR模擬程序或作為輸入，運行NMR模擬程序得到HSQC實驗對應的模擬譜圖；將脈沖序列參數設置為理論值，即脈沖延遲寫入NMR模擬程序，重復步驟2的模擬實驗，得到HSQC實驗對應的極化轉移效率最高的模擬譜圖；根據步驟2和步驟3得到模擬信號之間的強度比值，作為信號衰減系數，將該系數代入HSQC實驗得到的譜圖中反推被測物對應基團分子間的定量關系結果。與現有技術相比，本發明具有模擬結果可靠精確，實用性強等優點。

技術領域

本發明涉及一種定量檢測方法，尤其是涉及一種基于量子模擬的液體NMR-二維HSQC實驗的定量檢測方法。

背景技術

核磁共振NMR(Nuclear?Magnetic?Resonance)波譜技術是分析物質分子結構的強大工具，它是用特定的脈沖序列激發處在強磁場中具有自旋的原子核，得到含有被測物質化學結構特征的波譜圖，從而實現物質分子結構的解析。二維NMR的實現是核磁共振發展史上的重大飛躍，它克服了一維NMR譜峰重疊的局限性，可以將化學位移、耦合關系等參數在二維平面展開，降低譜線的重疊度，提高圖譜分辨率，而且能提供更多的結構信息，適用于大分子化合物的波譜解析。

異核單量子相干(HSQC)實驗具有良好的靈敏度和分辨率，是蛋白質核磁共振波譜分析中最重要的實驗，蛋白質中氨基酸的氨基對(¹H-¹⁵N)可以在圖譜中精確記錄；碳氫對(¹H-¹³C)的HSQC實驗對有機化學和生物分子核磁共振檢測也有重要的意義。

異核單量子相干(HSQC)實驗是利用特定脈沖序列對異核自旋IS體系(一般是H-C或H-N)進行激發，雙核之間發生了極化轉移現象，具體表現為I核能級上的磁化量子布居數倒轉，從而引起S核的極化發生變化，將自然豐度高的I核的極化傳遞到稀核S核，增強了稀核的磁共振信號強度。極化轉移雖然提高了NMR實驗中自然豐度較低的自旋核信號強度，但是在極化轉移過程中自旋核從最初的單量子態轉移了一部分到多量子態，使得其信號強度不能準確表示定量關系，而信號強度還跟脈沖的強度、相位和作用時間相關，使得最后的NMR信號失去不同基團的定量信息。¹H的T1弛豫、質子與S核的T2弛豫效應、共振偏移效應也是HSQC實驗的定量誤差因素，隨著研究的深入這些誤差已經得到了一定程度的解決。由于極化轉移依賴的是分子間的自旋耦合作用，而不同自旋體系間的耦合作用的不同導致實驗中極化轉移效率存在差異，因此極化轉移現象引起的定量誤差是無法直接定量的。為了解決這一問題，目前NMR領域常用的HSQC定量方法是通過設計更加復雜的脈沖序列，遍歷實驗條件(各個脈沖的強度、波形等)，對某一類已知的樣品做定量實驗。該類方法只能做到譜圖中部分區域的信號的定量，而且這樣做將犧牲譜圖的信噪比，增加實驗時間。因此，針對NMR-二維HSQC實驗無法對被測基團進行定量的問題，需要一種通用且高效的方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于量子模擬的液體NMR-二維HSQC實驗的定量檢測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于量子模擬的液體NMR-二維HSQC實驗的定量檢測方法，該檢測方法包括以下步驟：

步驟1：針對推導脈沖序列激發過程中自旋密度矩陣的演化過程進行數學建模，然后進行計算機編程并將其封裝為NMR模擬程序，再利用該NMR模擬程序對輸入信號進行處理后得到NMR模擬頻譜圖；

步驟2：針對每個在NMR譜儀上進行的HSQC實驗，讀取相關數據寫入NMR模擬程序或作為輸入，運行NMR模擬程序得到HSQC實驗對應的模擬譜圖，記錄其特征峰信號強度最大值；