仪器信息网讯 根据布鲁克新闻，在 2025 年 ENC-ISMAR 联合会议上，核磁共振 波谱解决方案的供应商布鲁克公司宣布成功开发和测试了世界上台高分辨率 1.3 GHz 核磁共振 （NMR）波波谱仪，该波谱仪具有稳定的标准孔径 54 mm 超导磁体。
布鲁克首发高分辨超高场核磁共振波谱仪（UHF NMR）
布鲁克的 1.3 GHz 核磁共振波谱仪在其 1.0-1.2 GHz 系统的成功基础上，提供了前所未有的分辨率和灵敏度，使科学家能够更详细地研究复杂的生物分子系统和先进材料。这种首创的超导和持续式标准孔径 NMR 磁体具有 30.5 特斯拉 （T） 的场强，并采用了新型 ReBCO 高温超导体 （HTS） 嵌件，可产生更高的磁场。新型 1.3 GHz 磁体扩展了布鲁克创新的 LTS-HTS 混合磁体架构。尽管磁场更高，但 1.3 GHz 磁体保持与布鲁克 1.2 GHz 磁体相同的物理尺寸和制冷剂消耗，杂散磁场半径略有增加。这款首创的超高场磁体和波谱仪突破了 NMR 研究领域的可能性，并以更高的色散和分辨率开启了超高场 NMR 的新篇章。
五种探头展现生物分子、材料研究潜力
使用五种不同的 NMR 探头配置在 1.3 GHz 质子频率下进行应用测试：3 mm TXI 液体室温探头、5 mm TXO 液体低温探头、111 kHz （0.7 mm） HCN 固态魔角旋转 （MAS） 探头、42 kHz （1.9 mm） 固体 MAS 探头，以及新型超快速旋转 160 kHz （0.4 mm） HCN 固态 MAS 探头， 用于生物系统研究的固体核磁共振的创新。这些测试证实了 1.3 GHz NMR 首创波谱仪的适用性，可在 1.3 GHz 下产生高分辨率的液体和固体 NMR 波谱。结果表明分辨率和灵敏度有所提高，突出了开创性生物分子和材料研究的潜力。
磁场强度的增加特别有利于缺乏分散的生物大分子的光谱分析，例如碳水化合物、糖蛋白、RNA 和没有二级和三级结构的固有无序蛋白质 （IDP）。对 IDP 的直接13C 和15N 检测显示灵敏度提高了 1.3 GHz，为获得动力学和功能方面的原子分辨率提供了新的策略。在固态下，UHF NMR 对于研究四极原子核至关重要，由于四极图谱的宽度与场强之间的反比关系，增加的磁场会导致更窄的谱线。此外，化学位移相互作用与磁场呈线性增长，增强了使用 UHF 系统测量化学位移张量的能力。这些技术进步正在推动材料科学和生物科学领域取得激动人心的突破。
视角
布鲁克 BioSpin 集团总裁 Falko Busse 博士表示：“达到 1.3 GHz 是布鲁克对创新承诺的又证明。我们相信，我们的高分辨率GHz级核磁共振使研究人员能够推进他们对复杂生物分子系统的科学理解，也为先进的材料科学研究提供了巨大的好处，特别是在将化学元素与四极和低γ原子核结合在一起的分子和材料方面。”
作为首批使用1.3 GHz NMR 波谱仪进行实验的科学家之一，来自日本理化学研究所横滨研究所综合医学科学中心的 Takanori Kigawa 博士，专注于结构生物学研究，他表示：“我们很高兴成为首批使用 1.3 GHz NMR 波谱仪进行实验的科学家之一，分辨率和灵敏度的提高确实非常显着。我们在蛋白质和核酸样品中观察到的细节水平让我们大吃一惊，这为我们在生物系统方面的研究开辟了新的机会。”
法国奥尔良 CEMHTI-CNRS 的材料科学研究员 Pierre Florian 博士对固态样品进行了表征，他表示：“在 1.3 GHz 光谱仪上进行的首次实验给我留下了深刻的印象。这项技术极大地提高了我们解析复杂材料中不同类型原子环境的能力，并且还提供了前所未有的灵敏度。”