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基于石墨炔复合材料薄膜电极和定量氢谱的原位高分辨EC-NMR联用新方法及应用

批准号:
22102043
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张晓萍
依托单位:
学科分类:
电化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张晓萍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
原位高分辨EC-NMR技术可以从分子层面上对物质反应机理和反应动力学过程进行原位无损实时研究。本项目拟设计一种适用于芳香环类药物代谢机理分析的电化学装置并于核磁共振谱仪联用,一方面通过电化学装置中对磁场影响较小的石墨炔复合材料薄膜电极的可控制备研究,提高修饰电极对药物反应的催化性能;另一方面通过对定量氢谱脉冲序列及参数的优化,以及超快速二维谱等谱学方法的研究与开发,提高原位谱图的分辨率。通过这两方面的努力,建立一套切实可行的原位EC-NMR联用技术,最大限度降低EC装置与磁场的相互影响。从分子水平上对药物代谢机理进行实时探究,可实现从药物消失到反应中间体形成,再到反应产物累积等整个药代反应动力学过程的实时描述,发现非原位技术无法监测的短寿命中间体,揭示药物代谢机理和毒副作用相关信息。
英文摘要
In situ high-resolution EC–NMR technology can present an investigate mechanism of redox and kinetics by in situ nondestructive study at molecular level. This project proposes novel in situ EC-NMR probe design and testing technique which suitable for the analysis of the metabolic mechanism of aromatic ring drugs, on one hand, by studying the controllable preparation of graphdiyne composite film modified electrode which has a smaller effect on the magnetic field, to improve the catalytic performance of the modified electrode for drug reaction; on the other hand, by optimizing the impulse train and parameter of quantitative 1H NMR and exploiting new NMR method such as ultrafast two-dimensional spectrum, to improve the resolution of in situ spectrogram. Through these two efforts, we can obtain a set of feasible in situ EC-NMR technology which has less mutual interference of EC and NMR, the method can realize the real-time inquiry for drug reaction mechanism. It can be realized the real-time description of the whole reaction kinetics process from the disappearance of reactants to the formation of reaction intermediates, and finally to the accumulation of reaction products, to monitor some unstable intermediate processes which is impossible by ex situ NMR technique. The program can discover the pharmacology and toxicology.
原位EC-NMR技术可以从分子水平上对电化学吸附、催化的动态过程及物质氧化还原反应机理进行微观研究,但是由于EC与NMR之间的不兼容性,EC池的引入会降低NMR磁场的分辨率和灵敏度,造成磁场的不均匀性,磁场不均匀性反过来会降低EC池的电化学性能。因此,本项目针对EC与NMR相互干扰的关键性问题,主要进行了以下几个方面的研究:(1)构建了一系列高性能原位EC-NMR联用装置,最大限度降低了其对NMR的干扰;(2)优化谱学的各项采样参数,开发预饱和技术压制溶剂峰,最大限度提高了NMR的分辨率和信噪比;(3)采用原位EC-NMR技术对左旋多巴、对苯二酚和甲基苄肼等药物小分子电化学反应展开原位监测,并提出不同条件下其氧化反应机理,为化学家原位探究药物氧化还原机理提供理论依据;(4)优化石墨炔复合材料制备方法,构建高性能电极应用于传感器件,原位探究反应分子的微观反应机制,有望拓宽原位EC-NMR技术应用领域。项目已达成预期目标,目前已发表6篇SCI论文,1篇中文核心论文,另有2篇研究论文正在投稿中;申请国家发明专项2项。
基于超快速二维核磁共振谱的原位EC-NMR联用新技术及应用
  • 批准号:
    22462007
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    32.00万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    张晓萍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金