[发明专利]一种基于量子模拟的液体NMR-二维HSQC实验的定量检测方法

说明书

本发明涉及一种基于量子模拟的液体NMR‑二维HSQC实验的定量检测方法，包括：针对推导脉冲序列激发过程中自旋密度矩阵的演化过程进行数学建模，并将其封装为NMR模拟程序，对输入信号进行处理后得到NMR模拟频谱图；针对每个HSQC实验，读取相关数据写入NMR模拟程序或作为输入，运行NMR模拟程序得到HSQC实验对应的模拟谱图；将脉冲序列参数设置为理论值，即脉冲延迟写入NMR模拟程序，重复步骤2的模拟实验，得到HSQC实验对应的极化转移效率最高的模拟谱图；根据步骤2和步骤3得到模拟信号之间的强度比值，作为信号衰减系数，将该系数代入HSQC实验得到的谱图中反推被测物对应基团分子间的定量关系结果。与现有技术相比，本发明具有模拟结果可靠精确，实用性强等优点。

技术领域

本发明涉及一种定量检测方法，尤其是涉及一种基于量子模拟的液体NMR-二维HSQC实验的定量检测方法。

背景技术

核磁共振NMR(Nuclear Magnetic Resonance)波谱技术是分析物质分子结构的强大工具，它是用特定的脉冲序列激发处在强磁场中具有自旋的原子核，得到含有被测物质化学结构特征的波谱图，从而实现物质分子结构的解析。二维NMR的实现是核磁共振发展史上的重大飞跃，它克服了一维NMR谱峰重叠的局限性，可以将化学位移、耦合关系等参数在二维平面展开，降低谱线的重叠度，提高图谱分辨率，而且能提供更多的结构信息，适用于大分子化合物的波谱解析。

异核单量子相干(HSQC)实验具有良好的灵敏度和分辨率，是蛋白质核磁共振波谱分析中最重要的实验，蛋白质中氨基酸的氨基对(¹H-¹⁵N)可以在图谱中精确记录；碳氢对(¹H-¹³C)的HSQC实验对有机化学和生物分子核磁共振检测也有重要的意义。

异核单量子相干(HSQC)实验是利用特定脉冲序列对异核自旋IS体系(一般是H-C或H-N)进行激发，双核之间发生了极化转移现象，具体表现为I核能级上的磁化量子布居数倒转，从而引起S核的极化发生变化，将自然丰度高的I核的极化传递到稀核S核，增强了稀核的磁共振信号强度。极化转移虽然提高了NMR实验中自然丰度较低的自旋核信号强度，但是在极化转移过程中自旋核从最初的单量子态转移了一部分到多量子态，使得其信号强度不能准确表示定量关系，而信号强度还跟脉冲的强度、相位和作用时间相关，使得最后的NMR信号失去不同基团的定量信息。¹H的T1弛豫、质子与S核的T2弛豫效应、共振偏移效应也是HSQC实验的定量误差因素，随着研究的深入这些误差已经得到了一定程度的解决。由于极化转移依赖的是分子间的自旋耦合作用，而不同自旋体系间的耦合作用的不同导致实验中极化转移效率存在差异，因此极化转移现象引起的定量误差是无法直接定量的。为了解决这一问题，目前NMR领域常用的HSQC定量方法是通过设计更加复杂的脉冲序列，遍历实验条件(各个脉冲的强度、波形等)，对某一类已知的样品做定量实验。该类方法只能做到谱图中部分区域的信号的定量，而且这样做将牺牲谱图的信噪比，增加实验时间。因此，针对NMR-二维HSQC实验无法对被测基团进行定量的问题，需要一种通用且高效的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于量子模拟的液体NMR-二维HSQC实验的定量检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于量子模拟的液体NMR-二维HSQC实验的定量检测方法，该检测方法包括以下步骤：

步骤1：针对推导脉冲序列激发过程中自旋密度矩阵的演化过程进行数学建模，然后进行计算机编程并将其封装为NMR模拟程序，再利用该NMR模拟程序对输入信号进行处理后得到NMR模拟频谱图；

步骤2：针对每个在NMR谱仪上进行的HSQC实验，读取相关数据写入NMR模拟程序或作为输入，运行NMR模拟程序得到HSQC实验对应的模拟谱图，记录其特征峰信号强度最大值；