DNP-NMR的生物和小分子应用

在固体NMR波谱中，DNP能在较大的频率范围内促进更高的信号强度，从而进一步了解生物和小分子化合物的解剖学结构。

DNP具有一系列的广泛应用，包括研究蛋白质、膜蛋白和原纤维的生物结构。固体DNP-NMR的另一个常见应用是有关小有机分子，这是一项特别适用于制药工业的应用。纳米粒子、催化剂、生物材料、官能化二氧化硅、介孔样品，以及天然和合成聚合物等材料也可采用DNP- NMR波谱研究。

DNP-NMR在生物样品中的应用

DNP-NMR可用于研究并表征通道蛋白，包括KcsA钾通道和M2质子通道。具体来说，它可以用于高度复杂环境中的结构生物学表征。

其它应用包括：

• 淀粉样原纤维
• 膜蛋白：细菌视紫红质、光视紫红质
• 肽：疫苗，自组装肽
• 细胞壁：细菌、植物

研究人员可能需要使用固体NMR以研究并鉴定蛋白质纤维的解剖结构。在这种情况下，为帮助提高NMR的灵敏度，可以采用DNP。DNP还可以增强对完整细胞（如细菌细胞）中所包含的细胞壁聚合物的研究。

在一项研究中，研究人员采用布鲁克波谱仪，应用DNP增强NMR来检查淀粉样纤维的链内结构。其结论是，DNP增强产生了有关玻尔兹曼极化附加因子3，同时改善了分子间相关性的检测，且未显著减弱波谱分辨率。

另一项研究是利用DNP以增强NMR对生物膜静态样品的研究。与室温样品相比，DNP的应用使NMR得到了40倍的增强，其结果是比无DNP增强的NMR节省了1600倍的时间。

DNP与小有机物分子

DNP应用的一个新发展领域是药物化合物的表征。DNP-NMR波谱仪可以帮助研究人员快速辨别药物配方中的成分，有助于提高药物开发和上市速度，而不会有损于其安全性或有效性。

对于商用药物制剂，DNP还可以提供快速准确的2D 1H-15N相关波谱数据采集，并可以探测药物基质与药物分子之间的相互作用。

布鲁克 DNP-NMR 波谱仪已广泛应用于药物化合物的分析。以9.4 Tesla的磁感应强度水平，使用布鲁克波谱仪对固体NMR波谱进行DNP增强，特别有助于在解剖学水平上提供药物剂型的详细表征。

药物片剂通常被粉碎并注入二元极化剂，以防止实验对制剂造成显著改变。DNP实验能以同位素丰度快速采集药物的一维和二维固体NMR波谱。

布鲁克 DNP-NMR 波谱仪

布鲁克波谱仪被设计用于增强固体NMR实验中的灵敏度，同时可实现更短的信号持续时间和更长的实验。它们通过高功率回旋管系统传输极化，通过频率分别为263GHz、395GHz和527GHz的微波辐射将信号从20增强到200倍。

该系统可用于研究范围广泛的生物材料和小分子，有助于在制药、生物和材料科学中对复杂化合物进行观测。

参考文献：

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