項目意義（科研工作中的作用、與國內外同類(lèi)儀器的對比等）1.1、擬進(jìn)行功能開(kāi)發(fā)的儀器設備現狀描述（包括儀器設備工作原理、現狀、主要應用領(lǐng)域、主要缺陷）液體核磁共振譜儀是檢測有機分子結構、研究分子反應動(dòng)力學(xué)和反應機理的有效手段，它不僅僅適用于駐流檢測---即對置于核磁磁體中的液體樣品進(jìn)行測試，它也能以停止-流動(dòng)和連續流動(dòng)的模式來(lái)檢測有機分子的相關(guān)動(dòng)態(tài)過(guò)程。商品化的核磁共振流動(dòng)池探頭在天然產(chǎn)物的分離鑒定、代謝組學(xué)等復雜體系研究等方面有著(zhù)廣泛的用途。

大連化物所裝備數臺液體核磁共振譜儀，我們已經(jīng)先后引進(jìn)了Varian 公司生產(chǎn)的400 兆液體核磁共振譜儀一臺，瑞士Bruker 公司生產(chǎn)的400 兆和500 兆液體核磁共振譜儀各一臺，以及近期引進(jìn)的瑞士Bruker 公司生產(chǎn)的700 兆液體核磁共振譜儀一臺。目前400 兆和500 兆液體核磁共振譜儀主要用于有機分子等的表征，700 兆液體核磁共振譜儀主要用于生物分子、天然產(chǎn)物、材料合成等的研究，都沒(méi)有配置流動(dòng)池探頭。盡管大連化物所在催化反應動(dòng)力學(xué)和反應機理的研究等方面對流動(dòng)池探頭具有明確的需求，這些功能開(kāi)發(fā)儀器的以下缺陷或實(shí)際困難限制了我們對流動(dòng)池探頭的采購/應用：

（1）400 兆和500 兆液體核磁共振譜儀由于靈敏度和分辨率相對偏低，只適合于樣品濃度高的體系; 而700 兆液體核磁共振譜儀由于超低溫探頭為主要工作探頭，其頻繁更換成本高、設備損壞風(fēng)險較大。因此，大連化物所的現有液體核磁共振譜儀直接配備流動(dòng)池探頭將有比較大的局限性;（2）商品化流動(dòng)池探頭的購置成本較高，而且只能用于單臺液體核磁共振譜儀。

本項目的研究，旨在解決以上缺陷或困難。通過(guò)研制用于復雜體系的液體核磁共振流動(dòng)池系統，能在不改變現有核磁共振譜儀硬件的情況下，利用現有的探頭實(shí)現對研究體系的停止-流動(dòng)和連續流動(dòng)的檢測，拓展現有液體核磁共振譜儀的研究功能，方便天然產(chǎn)物的鑒定和催化反應等的研究。1.2、功能開(kāi)發(fā)完成后能夠解決的具體科研問(wèn)題及其意義本系統研制完成后，可以利用液體核磁共振譜儀開(kāi)展復雜體系的檢測和研究工作。其意義在于：

（1）能夠使用現有各種探頭按停止-流動(dòng)或連續流動(dòng)的模式檢測，適用于不同核磁儀器公司不同場(chǎng)強的液體核磁共振譜儀，具有普遍適用性;（2）本系統能在分辨率、線(xiàn)型和靈敏度等方面均接近現有探頭的檢測指標;與商用流動(dòng)池探頭比，能在更大溫度范圍、對更多的核實(shí)現檢測;（3）能夠充分利用現有超低溫探頭的高靈敏度特性，可對反應混合物中的低含量物質(zhì)進(jìn)行停止-流動(dòng)或連續流動(dòng)模式的檢測;（4）與商用流動(dòng)池探頭相比成本低，適于推廣使用。

1.3、預期成果及應用領(lǐng)域研制用于復雜體系的液體核磁共振流動(dòng)池系統一套，投入所級公共平臺實(shí)際使用中。

該系統可以與各家儀器公司的進(jìn)口或國產(chǎn)的液體核磁共振譜儀配套使用?？梢詮V泛用于液體狀態(tài)下的分子反應動(dòng)力學(xué)和反應機理研究、天然產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物的分離鑒定，在科研院所和化工、制藥等行業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)中得到推廣應用。

1.4、國內外儀器現狀及發(fā)展趨勢，項目完成前后儀器設備功能的技術(shù)指標對比國內重要研究單位配備的液體核磁共振譜儀大多是進(jìn)口儀器。500 兆或500兆以下的較低場(chǎng)液體核磁共振譜儀由于受靈敏度和分辨率的限制，配置流動(dòng)池探頭的單位較少。商用流動(dòng)池探頭的有效樣品體積較小，一般為30-120 微升（常規探頭的有效樣品檢測體積約為350 毫升），相應的核磁信號靈敏度比常規探頭要低; 同時(shí)，商用流動(dòng)池探頭的檢測溫度和檢測核都有比較大的限制。而國內研究單位引進(jìn)的600 兆或600 兆以上高場(chǎng)液體核磁共振譜儀普遍配備了超低溫探頭。與常規探頭比較，超低溫探頭具有高檢測靈敏度的優(yōu)勢，能將核磁信號的檢測靈敏度提高2-4 倍（節省檢測時(shí)間3-15 倍）或更高。但同時(shí)，超低溫探頭由于其系統配置復雜、使用條件比較苛刻，其頻繁更換成本高、設備損壞風(fēng)險較大。

因此，國內研究單位配備了超低溫探頭系統的液體核磁共振譜儀很少同時(shí)配置流動(dòng)池探頭。

本項目旨在研制具廣泛適用性的復雜體系的液體核磁共振流動(dòng)池系統。系統研制成功后，可以用于不同儀器公司的液體核磁共振譜儀的不同探頭，開(kāi)展多種液體狀態(tài)下的分子反應動(dòng)力學(xué)和反應機理等研究。項目完成后可以在停止-流動(dòng)或連續流動(dòng)模式下，在較大溫度范圍內（針對寬帶探頭）對低溫和高溫催化反應進(jìn)行核磁共振研究; 流動(dòng)速度可達到4 毫升/分鐘。

在本項目申請備案啟動(dòng)后的2016 年，核磁共振譜儀廠(chǎng)家布魯克（Bruker）在國際上和在中國大力推出了與本項目目標完全一致的流動(dòng)池系統產(chǎn)品InsightMR 和相應的實(shí)時(shí)分析軟件，為本項目的執行施加了很大難度。一方面，由于有自己的專(zhuān)有技術(shù)和巨大的成本優(yōu)勢，我們堅持了原有的設計理念；另一方面，在參考比較了我們的前期產(chǎn)品和公司的商品化成品后我們做了比較大的改動(dòng)，最終優(yōu)化后的系統不僅維持了性?xún)r(jià)比高的制造成本方面的優(yōu)勢、使用性能好，而且與公司產(chǎn)品相比，在維護的便利性上具有明顯優(yōu)勢。