GSD (Global Spectral Deconvolution) |
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1H NMR 无疑是最强大的结构阐释技术，尤其是对小分子有机物而言。通常，有机化学家利用 1H-NMR 图谱中包含的化学位移、偶联常数和积分信息来验证或阐明未知化合物。当然，简单的 1H-NMR 图谱不足以明确确认结构的情况也很常见，因此需要使用其他 NMR 实验（如 13C-NMR、HSQC、COSY 等）来获取更多的结构信息。 然而，我们经常发现，许多有机化学家并不总能尽量利用 1H-NMR 图谱（这是最便宜的实验），尤其是当某些多重谱图难以解释（由于强耦合）或峰重叠导致无法在某些多重谱图中检测到有价值的信息时。 众所周知，有两个主要因素限制了波谱的分辨能力。首先是 T2（自旋-自旋弛豫）带来的自然线宽限制。例如，如果 T2 约为 1 秒，那么无论 NMR 仪器多么强大或磁场多么均匀，峰值半高线宽都不可能小于 0.32 Hz（请记住，半高线宽 = 1 / (pi * T2) = 1 / 3.1415 = 0.32）。另一方面，仪器也存在缺陷（如应用磁场的空间均匀性等）。 不过，还有一个限制因素，其重要性通常被低估，那就是 1H-NMR 图谱中的跃迁次数通常较多。简而言之，我们在 1H-NMR 中能观察到的峰值只是实际过渡共振的一小部分，由于数字分辨率有限，这些共振是无法观察到的。事实上，1H-NMR 图谱中的每个峰值基本上都是大量转变的包络，其形状受自旋系统耦合模式的支配。即使在大小适中的分子中，不同峰值的数量也比量子跃迁的峰值少几十到几千倍。 这些问题促使我们开发了一种全新的峰值分析算法，即所谓的 GSD（全局波谱解卷积），它能在几秒钟内自动对整个波谱进行解卷积，而且用户无需为拟合每个多重子集设置起点。 让我们来看看 GSD 的实际应用。打开一个 1H-NMR 波谱：
在选峰选项（Peak Picking Options）中选择 GSD 作为选峰方法，然后应用选峰方法对整个波谱进行解卷积。 另请参阅："使用 GSD 进行多重信号分析"。
自动多谱点解卷积将应用于整个波谱，无需用户选择多谱点、指定谱线数量及其大致位置等......一切都是自动的！ (理想情况下，数据填充为零，达到 64K 点，并且不使用线展宽函数）。
让我们扩展一个区域，看看算法是如何工作的：
要知道，GSD 的结果只是一个峰值列表，但每个峰值都有完整的特征（化学位移、峰宽、峰 高、相位、面积等），这一点非常重要。要查看 GSD 峰列表，只需按照菜单 "View/Tables/Peaks"（查看/表/峰）（或在任何工具栏上单击右键并选择 "Tables/Peaks"）即可：
该表包含化学位移、宽度、高度、面积、类型和标志的相关信息。 双击相应单元格（或"设置标记 "按钮）可手动编辑 "类型 "和 "标记 "表。要同时更改多个峰的标记，只需按住 Ctrl/Cmd 键并单击即可。
编辑完 GSD 频谱后，只需在 "选峰 "下拉菜单中选择 "新建频谱"，就可以用拟合峰生成新的频谱：
这将显示一个对话框，您可以在其中选择新波谱的模式（合成、棍棒、均匀线宽或比例线宽）。您还可以在此排除带有特定 "类型或标志 "的峰，并将频谱作为一个新项目或与原频谱堆叠。 我们将生成一个线宽比例为 0.3 的新波谱，其中只包括标记为化合物的峰值（不包括伪影、溶剂、杂质等）。
下面是 GSD 新波谱的结果：
您将在下图中看到原始波谱的扩展区域和 GSD 波谱的叠加区域。如您所见， 现在您可以更精确地测量耦合常数，因为只显示了复合峰，而且显示的分辨率被人为地提高了
按照菜单 "Tools/Export ASCII/GSD Spectra（工具/导出 ASCII/GSD 图谱）"将 GSD 峰导出为 ASCII 格式。
您可以使用 "所有峰"（默认视图）显示一维谱图，也可以将谱图分解为 3 个子谱图： 1.仅包含 "化合物峰"。 2.仅包含 "溶剂+杂质 "峰。 3.不同视图（全部、化合物和溶剂+杂质）的堆叠图：
下面是一个从 1H-NMR 波谱中获得的叠加子波谱视图示例：
通过 线拟合提高 GSD 在 GSD 挑峰之后，允许用户定义一个线拟合区域，并将该区域内的所有 GSD 峰作为起始峰。用户可以更改峰值，然后像往常一样重新拟合，直到满意为止。每次在线条拟合面板中修改峰值时，峰值表都会自动更新。 |
