大咖研讨会 | Merck使用ACD/Labs的核磁技术建立数字化标准品质量分析平台

本文是系列讲座的第二篇，是关于数字化标准品的相关故事。德国Merck公司在收购了Sigma公司后，在美国的运营使用的是MilliporeSigma品牌。在以下的介绍中，我们都使用Merck公司指代原讲者者所处的单位。演讲内容出现的Supelco品牌属于Merck品牌下。其运营Supelco标准品业务。

Merck的科学家使用ACD/Labs的谱学软件平台建立了名为ChemisTwin的数字化标准品平台。建立ChemisTwin平台的目的是让Merck的用户借助这个平台的技术做更棒的质量控制工作。Merck的Coralie Leonard概述了ChemisTwin平台是如何工作的，以及它如何使用户质量控制更加高效和可持续。此项目开始于2022年，整个团队成员分布在7个不同国家，德国，瑞士，法国，挪威，加拿大，印度以及英国。ACD/Labs有4名科学家和3名开发和业务服务专家一起参与了此项目。

关于标准品，有以下不同的分类分级，而Supelco的标准物质库RM内约有25000个标准品。

ChemisTwin是Merck建立的数字化标准品（Digital Reference Material, dRM）NMR谱图平台。之所以选择NMR技术是因为NMR技术有以下优点：第一，NMR技术是广泛应用的最有效的结构定性和解析的技术手段之一；第二，NMR的信号强度跟结构以及采集的仪器无关，受采集仪器的磁场强度以及探头种类影响很小，不同仪器采集的谱图可以进行相互比较。即使是这样，单纯只做谱图数据库进行谱图的数字化比较，有时也会碰到很多问题，因此必须采取更高明的手段。

建立NMR数字化标准品的目的是什么? ChemisTwin平台的目标是用户在购买了Merck的标准品后，在做内部的基于核磁的结构确认时不需要去查阅该物质的参考文献，不需要对样品谱图进行人工归属解析确认，只需要点击几下鼠标就可以使用H谱确定样品的结构 。这就是当前ChemisTwin平台能够提供给用户的能力。

ChemisTwin具备在线的平台提供自动化NMR谱图解析功能。所提供的数字化标准品（dRM）数据可靠。数据质量均经过Merck确认，其数据来源可追溯，效力等同于经过确认的实体样品（ISO 17034）。

数字化标准品是如何产生的？其工作流程如上图所示，Merck为市场提供大量的实体标准品，其数量超过25000个。Merck使用自己的仪器采集这些标准品的NMR谱图（600MHz的谱图），再将结构和采集的谱图导入到ACD/Labs NMR Workbook Suite中，由NMR Workbook Suite预测当前结构的NMR谱图，然后Merck科学家仔细比对实验谱图和预测谱图甚至查阅文献和通过解析2D谱图从而准确归属实验H谱的每一个峰，将此归属好谱图加入到NMR Workbook Suite软件的谱图预测训练集谱图库内。提高软件对该样品的谱图和结构的认知和识别度。接下来Merck科学家对软件预测谱图质量进行评估，经过学习后NMR Workbook Suite软件提供的预测谱图和实验谱图高度匹配达到放行标准认为成功获得该物质的数字化标准品。Merck在服务后台部署了自动化的引擎，用户使用ChemisTwin平台时，用户提供自己的实验谱图（一般为氢谱）同时指定数字化标准品，平台将用户提供的样品实验谱图与实时数字化标准品数据进行比对。如果谱图比对结果实现匹配，用户将得到该样品谱图的全部解析结果。

目前ChemisTwin平台已经建设好并开始运营，以下为该平台的操作演示简明流程：

用户使用账号密码登录ChemisTwin平台，点击上传自己实验NMR谱图，格式为JCAMP这种独立的第三方数据格式。

 JCAMP谱图上传完成后，输入样品谱图的相关信息。其中Solvent信息为强制关键信息必须提供，其余信息为可选信息。

下一步选择需要比对的dRM,　可以通过化合物名称，CAS号和数字化标样编码等信息检索选择合适的数字化标准品。

一旦选择好合适的dRM , 可以点击右侧的view details查看该条的具体信息。点击页面右上角的Run Analysis，系统将进行谱图比对。

分析完成后，平台将反馈该样品谱图与数字化标准品数据比对的结果，此示例中比对结果为三颗星匹配度为100％，也就是说用户提供的谱图与数字化标准品的数据完全吻合，比对确认通过。

用户还可以看到样品的实验谱图与数字化标准品谱图的叠加图，紫色为数字化标准品谱图，黑色为用户实验谱图，注意在数字化标准品谱图中不存在样品的氘代溶剂峰。用户还可以局部放大仔细查看谱图比对情况。

表格化列出用户实验谱图的各个谱峰信息以及归属情况，其相应数字化标准品的数据列在右侧方便用户比对。

ChemisTwin平台还可以生成完整的验证分析报告。

ChemsiTwin目前平台已有846种数字化标准品，数目还在不断增长中。数字化标准品产生符合ISO9001标准，结果精准可靠。使用该平台验证样品速度快，大多数情况下验证时间少于1分钟，相比于传统验证流程使用真实标准品采集谱图再人工验证归属，效率准确度大大提升从而节省成本。

有兴趣的读者可以观看下方研讨会视频，或点击文末“阅读原文”到ACD/Labs官网观看视频。

关于ChemisTwin平台，可以复制以下链接可以访问其中文界面:

https://www.sigmaaldrich.cn/CN/zh/services/software-and-digital-platforms/digital-reference-materials

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