Anal. Chem. | 宁波大学黄少华课题组利用19F NMR溶剂效应优化各组分信号分辨率的策略实现复杂体系多组分鉴定

    多组分分析在代谢组学、药物化学等领域具有举足轻重的意义，如疾病标志物的发现与鉴定。一直以来，研究者们致力于发展各种高特异性、高灵敏的探针，并结合多种分析技术如核磁、荧光、质谱、拉曼等鉴定分析复杂体系中的各成分。NMR技术是物质成分分析、结构鉴定、手性分析最强有力的工具之一。近年来，¹⁹F NMR由于其无生物背景信号、宽泛的化学位移分布及其高灵敏度被广泛应用于分析化学、化学生物学等领域。

    2022年，宁波大学新药技术研究院（IDDT）黄少华课题组在利用¹⁹F探针分析鉴别氨基与羧基化合物及其手性方面取得了一系列成果：（1）以oTFMBA为衍生化试剂，与氨基酸进行席夫碱反应，其邻位的¹⁹F探针可以响应不同席夫碱而表现出不同的¹⁹F NMR信号；该方法相比于OPA方法，极大提高了多组分分析的分辨率及灵敏度，并应用于生物样品的分析；并且首次提出可以通过调节pH实现19种氨基酸在1D ¹⁹F NMR中同时区分的策略，为多组分同时分析提供一种新思路。该成果发表于Bioorganic Chemistry（https://doi.org/10.1016/j.bioorg.2022.105818）；（2）将oTFMBA邻位¹⁹F探针替换为手性¹⁹F探针，合成了新颖手性衍生化试剂CDApro。该试剂不仅可以实现38种手性氨基酸的鉴别，还可同时区分多达22种的有机胺类，甚至不同二肽。该成果发表于Analytical Chemistry（https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c04823）；（3）手性羧酸化合物不仅存在于自然界中，在化学合成、医药及食品加工等也广泛应用。利用手性衍生化试剂(R)-TFPA的氨基与手性羧酸的羧基在缩合剂DMTMM作用下形成酰胺，实现了20种不同手性羧酸的同时鉴别；此外，该方法成功应用于不同食品中羧酸的特异性鉴定。该成果发表于Analytica Chimica Acta（https://doi.org/10.1016/j.aca.2022.340402）。

    本工作以2-氟苯甲醛特异性衍生化氨基酸，并筛选多种NMR样品溶剂，如可与水互溶的MeOH、EtOH等，实现复杂体系中氨基酸的指认。相比于其他¹⁹F NMR方法（下图），本工作各组分信号可实现基线分离。在一定的溶剂条件下，各氨基酸的化学位移分布具有规律性，为该方法应用于其他复杂体系（如细胞培养基）中氨基酸的鉴定奠定了基础。此外，该完全反应的衍生化方法，可以进行定量分析。该工作提出的利用溶剂效应优化各组分信号分辨率的策略为基于¹⁹F NMR的多组分分析提供了新思路，于近日发表于Analytical Chemistry（https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c04949）。（点击文末“阅读原文”直达文章）。

    本工作由国家自然科学基金委和宁波市科技局资助完成，宁波大学新药技术研究院(IDDT)为第一单位，研究生徐丽华为第一作者，研究生侯志颍完成了该工作的质谱测定，赵玉芬院士、黄少华研究员和黄碧玲副研究员为共同通讯作者。