КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Интенсивность сигнала в испытании ЯМР как правило представляет собой интегрированную площадь под кривой измеренного сигнала. Высота сигнала может быть мерой интенсивности только при одинаковом значении полной ширины на полувысоте и одинаковой мульти-плетности двух сигналов. В условиях практически полной релаксации между регистрируемыми сигналами интенсивность сигнала является истинной мерой количества ядер, ответственных за соответствующий сигнал:

I_A = K_S · N_A I_A = K_S · N_A, (6)

где: I_A - интенсивность сигнала;

N_A - количество ядер, ответственных за сигнал;

K_S - константа, включающая фундаментальные постоянные, свойства образца и параметры приемника; может не учитываться в случаях, когда интенсивности сигналов сопоставимы и можно получить прямую зависимость между количеством ядер в двух сравниваемых структурных группах A и B:

, (7)

где: N_i - количества ядер, принадлежащих различным структурным группам одной молекулы.

Количества ядер, принадлежащих различным структурным группам одной молекулы, представляют собой небольшие целые числа. Измеренные значения округляют до целых чисел. Однако правильное функционирование блока сбора и обработки данных легко проверяется путем сравнения точной интенсивности в пределах спектра любого подходящего органического соединения известной структуры.

Помимо того, что интенсивность сигналов, полученных от каждого компонента в смеси, связана друг с другом небольшими целыми числами, относительные молярные количества этих компонентов могут быть измерены сравнением нормализованных интенсивностей резонансов различных компонентов. Молярное отношение двух компонентов смеси вычисляют с помощью следующего уравнения:

. (8)

Результаты определения являются достоверными только в случаях, когда структуры молекул, для которых определены I_A и I_B, известны (или, по крайней мере, известны значения N для контролируемых групп). Определения проводят, используя метод внутреннего стандарта или метод нормализации пиков.

Метод внутреннего стандарта. Массу образца A можно определить, если к раствору в качестве стандарта интенсивности прибавляют известную массу вещества B с известным его процентным содержанием. Уравнение (8) может быть преобразовано в уравнение (9):

, (9)

где: M_i - молекулярные массы;

m_A - масса образца A;

m_B - известная масса образца B;

P_B - чистота образца B, выраженная в процентах.

Стандарт интенсивности должен быть тщательно выбран; он должен быть полностью растворим в растворителе, используемом для образца, должен производить лишь небольшое количество сигналов, и у "контролируемой группы" должен быть сигнал в пустой спектральной области. Для этих целей рекомендуется выбирать соединение с высокой чистотой и с относительно высокой молекулярной массой.

Метод внутренней нормализации. Относительное содержание компонентов в смеси, степень замещения в структурно-измененном полимере или количество примеси можно определить путем сравнения относительных интенсивностей полученных резонансов.

Методика должна быть валидирована в отношении отсутствия наложения соответствующих сигналов. Когда в образце присутствуют вещества с не четко установленной структурой или молекулярной массой (например, эмульгатор), прибавление известного количества этого материала в пробирку для ЯМР позволяет построить калибровочную кривую.