第２４卷第７期 ２０１２年７月 化学研究与应用 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．７ Ｊｕｌｙ，２０１２ 文章编号：１００４—１６５６（２０１２）０７—１０９９－０３ 氘代ＤＭＳＯ试剂中残留 Ｈ的检测 杨 琪 ，马晓敏 ，邓鹏翅 （１．四川大学材料科学与工程学院，四川２．四川大学化学学院，四川成都成都６１００６４； ６１００６４； ３．四川大学分析测试中心，四川成都６１００６４） 摘要：本文提出一种利用尿素作为内标物质，通过加入不同量的尿素测量它与氘代ＤＭＳＯ中溶剂残留信号峰 面积比变化的方法。结果表明，尿素和ＤＭＳＯ溶剂峰的 Ｈ共振峰面积比与它们之间摩尔比之间有很强的线 性关系，进而可以计算ＤＭＳＯ溶剂的氘代率。该方法简单、快速，所需试剂较少，低毒，可在实验室准确测试 ＤＭＳＯ试剂的氘代率，也可以将此方法推广到其他氘代试剂的检测。 关键词：核磁共振；氘代率；氘代ＤＭＳＯ 中图分类号：０６５７ 文献标识码：Ａ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕｅ Ｈ ｉｎ ＤＭＳＯ．ｄ６ ＹＡＮＧ Ｑｉ ，ＭＡ Ｘｉａｏ—ｍｉｎ ，ＤＥＮＧ Ｐｅｎｇ—ｃｈｉ ’ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉｌａｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６４，Ｃｈｉｎａ； ３．Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ＆Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｓｉｅｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００６４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｐｅａｋ ａｒｅａ ｒａｔｉｏ ｃｈａｎｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｕｒｅａ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｎｔ ｒｅｓｉｄｕｅ ｉｎ ＤＭＳＯ—ｄ６ ｂｙ ａｄｄｉｎｇ ｄｉｆ－ ｆｅｒｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｕｒｅａ ａｓ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ａ ｓｔｒｏｎｇ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ Ｈ ｐｅａｋｓ ａｒｅａ ｒａｔｉｏ ａｎｄ ａｍｏｕｎｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｕｒｅａ ａｎｄ ｒｅｓｉｄｕｅ Ｈ ｉｎ ＤＭＳＯ，ＳＯ ｔｈｅ ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＤＭＳＯ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｉｓ ａｓｓａｙ Ｗａｓ ｓｉｍｐｌｅ，ｑｕｉｃｋ，ｌｅｓｓ ｒｅａｇｅｎｔ ａｎｄ ｌｅｓｓ ｔｏｘｉｃ．Ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＤＭＳ０一ｄ６ ｏｒ ｏｔｈｅｒ ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ ｓｏｌｖｅｎｔｓ ａｓ ｗｅｌ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ ｒａｔｉｏ；ＤＭＳＯ－ｄ６ 核磁共振（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ， 数目成正比，因此定量核磁共振技术作为新的发 展方向开始被人关注 。 ＮＭＲ）波谱仪在发明之初，因谱仪的灵敏度较低， 故基本上停留在定性分析阶段 ］。随着脉冲傅 立叶变换核磁共振谱仪的出现，仪器的灵敏度大 大提高，使得定量分析成为可能 ｊ。在一定的实 在ＮＭＲ试验中，ＤＭＳＯ．ｄ６是一种常见的重要 试剂，不同厂商、不同批次的ＤＭＳＯ—ｄ６的氘代度 有所不同，因此需要定期检测，确保产品质量。相 验条件下，ＮＭＲ信号强度与产生该信号的共振核 对于质谱、傅立叶变换红外等方法，核磁共振检测 收稿日期：２０１１—１１－２３；修回日期：２０１２￣１－１８ 基金项目：本项目得到四川大学分析测试中心“优秀本科生创新能力培养计划”资助（２０１０年度） 联系人简介：邓鹏翅（１９７４．），男，四川大学分析测试中心核磁共振组长，副研究员，主要研究核磁共振波谱学及生物大分子三维结构计算。 Ｅ—ｍａｉｌ：ｐｃｄｅｎｇ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ １１００ 化学研究与应用 第２４卷 方法样品前处理比较简单、快速，所需试剂较少， 相对低毒，准确度较高，对同一样品重复性好。本 工作将固体尿素粉末溶于重水制成内标，在固定 体积的ＤＭＳＯ中加入不同量的内标物，发现尿素 和ＤＭＳＯ溶剂峰的 Ｈ共振峰面积比与它们之问 摩尔比之间有很强的线性关系，从而为定量检测 ＤＭＳＯ－ｄ６的氘代率提供了依据。 １ 实验部分 １．１仪器与ＮＭＲ实验参数 本实验在瑞士Ｂｒｕｋｅｒ公司ＡＶ ＩＩ一６００ ＭＨｚ核 磁共振波普仪（配备５ ｍｍ ＴＸＩ反相三共振探头， ＢＣＵ０５控温单元）上完成，脉冲序列：ｚｇ３０， Ｈ的 观察频率为６００．１３ＭＨｚ，谱宽６０１０ Ｈｚ，单次采样 时间５．４５ Ｓ，采样次数１６，弛豫时间１００ ｓ，控温 ３００．０ Ｋ。 １．２试剂 本实验所用重水（标定氘代率为９９．９６％）和 ＤＭＳＯ—ｄ６（标定氘代率为９９．９％，另加０．０３％体 积的ＴＭＳ校准化学位移零点）均来自Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｉ— ｓｏｔｏｐｅ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（英国）；尿素（分析纯，含量不低 于９９．０％）从国药集团化学试剂有限公司（中国） 购买。 １．３样品的配制及实验过程 称取９１．１ ｍｇ的尿素溶入２００ 的重水作为 内标物质以便准确控制每次实验的加入量。向核 磁管中注入５００ Ｉ，ｚＬ ＤＭＳＯ—ｄ６，再加入新鲜制备的 １０ 尿素溶液，检测‘Ｈ谱；之后每次再向核磁管 中加入１Ｏ 尿素内标物，分别测定尿素与ＤＭ— ＳＯ—ｄ６残留溶剂峰的相对积分面积比值。总计得 到５组数据。 ２结果与讨论 ２．１ 定量 Ｈ ＮＭＲ谱 在一定的实验条件下，ＮＭＲ信号强度与产生 该共振信号的原子核数目成正比。这些条件包 括：准确校准该谱仪当前的９０。脉冲和各个化合物 的纵向弛豫时间Ｔ１。本实验选择ＤＭＳＯ．ｄ６残留 的溶剂峰作为研究对象，测定 Ｈ谱的９Ｏ。脉冲为 ７．６ ｓ（脉冲功率１６．７６ ｗ）。采用反转恢复法检 测体系中各个化合物的Ｔ１分别是：尿素２．５ Ｓ，水 ５．５ Ｓ，ＤＭＳＯ １３．５ Ｓ，ＴＭＳ ５．９ Ｓ。通常来说，当核 磁共振谱仪的弛豫时间Ｄ１值大于某个化合物Ｔ１ 值的五倍时，该化合物中９９．３％的处于激发态的 原子核都能够在Ｄ１内回到基态ｌ５ Ｊ。本实验以四 种化合物中最长的Ｔｌ值（１３．５ ｓ）为标准，将Ｄ１ 设为１００ Ｓ。图１是在５００ ＩｘＬ ＤＭＳＯ—ｄ６试剂中加 人１０ 尿素溶液后的ＮＭＲ Ｈ谱。尿素的质子 共振峰化学位移８＝５．４ ｐｐｍ；ＤＭＳＯ的质子残留 峰６＝２．５ ｐｐｍ。每个定量实验重复五次取算术平 均值以减少误差（表１）。 、§ 量 图１ ５００ ＤＭＳＯ—ｄ６试剂中加入１０ 尿素溶液后的ＮＭＲ Ｈ谱 Ｆｉｇ．１ ＮＭＲ Ｈ ｓｐｅｃｔｒｕｍ（５００ ＬＬＬ ＤＭＳＯ—ｄ６ ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ ｌ０ Ｌ ｕｒｅａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ） 表１定量 Ｈ ＮＭＲ谱 Ｔａｂｌｅｌ Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｈ ＮＭＲ ｓｅｐｃｔｒａ 由表１中的数据可以得出标准曲线方程为：Ｙ ＝０．１０３６ｘ－０．１４０１，Ｒ ＝０．９９９。其中 代表尿素的 重水溶液体积，Ｙ代表尿素与ＤＭＳＯ溶剂残留 Ｈ 峰面积之比。 ２．２ ＤＭＳＯ－ｄ６溶剂氘代率的理论计算 在定量ＮＭＲ’Ｈ谱中，尿素和ＤＭＳＯ残留信 号的 Ｈ谱峰面积 之比与其所含‘Ｈ的量Ⅳ之比 第７期 杨琪等：氘代ＤＭＳＯ试剂中残留 Ｈ的检测 １１０１ 相等 ，即： Ａ ／Ａ…＝Ⅳ ／＾ｒ…＝ ｍｖ￣ ／６０ ｘ ４ ———— 广—一 。 其中，尿素的分子量为６０，每个分子中含有４ 个 Ｈ原子；ＤＭＳＯ—ｄ６加人量为０．５ ｍＬ，密度为 Ｐ。 。（１．１９０克／ｍＬ），分子量为８４，未氘代部分的 每个分子中含有６个 Ｈ原子（为了方便，假定 ＤＭＳＯ非氘代残留全部以ｃ Ｈ ｓＯ的形式存在）。 ｗ即为ＤＭＳＯ的氘代率。由以上推导，只需在 ０．５ ｍＬ ＤＭＳＯ—ｄ６溶剂中加入一定质量ｍ尿素的尿 素，同时检测出尿素与ＤＭＳＯ残留 Ｈ谱峰面积比 值即可完成ＤＭＳＯ的氘代率 的测定。 ２．３ ＤＭＳＯ．ｄ６试剂氘代率的检测 取新鲜制备的尿素的重水标准溶液１０ ，对 实验室刚购进的一批ＤＭＳＯ—ｄ６试剂抽取三支进 行采样，测定氘的相对含量，结果见表２。测试结 果与产品包装上的标定值（９９．９％）基本吻合。 ＤＭＳＯ是强吸水性试剂，如果操作不熟练、配样时 间过长，可能会导致实际加入的尿素量偏小，造成 尿素与ＤＭＳＯ残留 Ｈ谱峰面积比值偏小，从而导 参考文献： ［１］Ｂｌｏｃｈ Ｆ，Ｈａｎｓｏｎ Ｗ，Ｐａｃｋａｒｄ Ｍ．Ｎｕｃｌｅａｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］． ，，Ｒｅｖ，１９４６，６９：１２７—１２８． ［２］Ｐｕｒｃｅｌｌ Ｅ，Ｔｏｒｒｅｙ Ｈ，Ｐｏｕｎｄ Ｒ．Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｙ ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍｏｍｅｎｔｓ ｉｎ ａ ｓｏｌｉｄ［Ｊ］．Ｐ Ｒｅｖ，１９４６， ６９：３７—３８． ［３］Ｇｒａｍ Ｒ，Ｂｅｈａｒ Ｋ．Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｈ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｏｆ ｂｌｏｏｄ ｐｌａｓｍａ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ［Ｊ］．Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ，２００３，７５：２１００－２１０４． 致ＤＭＳＯ的氘代率测量值偏小。 表２定量 Ｈ ＮＭＲ谱测定ＤＭＳＯ—ｄ６试剂氘代率 Ｔａｂｌｅ ２ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｕｔｅｒｉｕｍ ｒａｔｉｏ ｏｆ ＤＭＳＯ—ｄ６ ｒｅａｇｅｎｔ ｂｙ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｈ ＮＭＲ Ｓｐｅｃｔｒａ ３ 小 结 本实验确定了 Ｈ ＮＭＲ谱中尿素和ＤＭＳＯ溶 剂残留的峰面积比与它们之间摩尔比存在简单线 性关系，由此设计出一种定量计算ＤＭＳＯ—ｄ６试剂 氘代率的实验方法。该方法简单、快速，所需试剂 较少、低毒，可在实验室准确测试ＤＭＳＯ－ｄ６试剂 的氘代率，也可以将此方法推广到其他氘代试剂 的检测。 致谢：本项目得到四川大学分析测试中心“优 秀本科生创新能力培养计划”资助（２０１０年度）。 ［４］Ｄｅｎｇ Ｄ，Ｄｅｎｇ Ｐ，Ｗａｎｇ Ｘ，ｅｔ ａ１．Ｄｉｒｅｃｔ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｆｌｕｏｒｉｄｅ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｍｏｎｏｆｌｕｏｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｉｎ ｔｏｏｔｈ— ｐａｓｔｅ ｂｙ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ Ｆ－ＮＭＲ：ａ ｇｒｅｅｎ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ［Ｊ］．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００９，４２：３３４－３４Ｏ． ［５］Ｈｏｌｚｇｒａｂｅ Ｕ，Ｄｅｕｂｎｅｒ Ｒ，Ｓｃｈｏｌｌｍａｙｅｒ Ｃ，ｅｔ ａ１．Ｑｕａｎｔｉｔａ－ ｔｉｖｅ ＮＭＲ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｄｒｕｇ ａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．Ｊ Ｐｈａｒｍ Ｂｉｏｍｅｄ Ａｎａｌ。２００５，３８：８０６．８１２． （责任编辑李方）
