引言
环境样品中总包含由溶剂峰和背景干扰形成的强峰，在NMR中会产生极强的信号，不仅可能掩盖待检测信号，还可能由于强峰和待测物之间的质子浓度相差太大，超出仪器检测的动态范围，根本无法检测出微克级待测物。特别是在核磁共振氢谱(1HNMR)中，这种强溶剂峰的问题尤为突出。若进行除溶剂处理，不仅费时费力，而且可能导致微量待测物的损失，甚至样品的性质也可能发生改变。随着NMR谱仪场强的不断提高和新型高灵敏度探头的不断出现，NMR检测限也在不断趋向更低浓度，对溶剂峰进行压制以实现微量化合物检测的需求显得更为迫切。此外，在环境样品和生物样品中，以1H为检测核的诸多二维实验中也经常会存在溶剂峰压制问题，如果能采用物理方法，不改变样品原貌，通过有效压制样品溶剂峰而获取有意义的NMR谱，则可以达到事半功倍的效果。预饱和法是目前最简单同时应用最广泛的溶剂峰压制方法之一，已用于环境样品中水峰、二氯甲烷等多种溶剂峰的压制，但它只能压制样品中单个溶剂峰，无法实现多种溶剂峰压制，因此，在多种强溶剂峰共存时，仍然很难直接对样品进行测试。本文在对WET(WatersuppressionenhancedthroughT1effects)脉冲序列进行分析的基础上，利用Pbox软件实现多频率选择激发的整形脉冲，对序列中的不同参数进行优化，建立适用于微量化学毒剂分析的多溶剂峰压制技术，并将该技术成功地用于强离子干扰水样中固相萃取研究的效果评价。
1实验部分
1.1试剂与仪器
VarianNMRSystem600M核磁共振波谱仪，AutoXBB探头，1H共振频率为599.778MHz，测试温度为298K，化学位移以DSS为外标。实验中所用的氘代试剂均为美国CIL公司产品，氘代率不小于99.8%。
1.2实验参数
1HNMR：脉冲序列为s2pul，采用30°脉冲角激发采集，采样时间为2.0s，弛豫延迟时间为1.0s，谱宽为6000Hz，采样点32k，谱图用指数窗函数进行加权(lb=1.0Hz)。
预饱和-1HNMR：脉冲序列为presat，预饱和功率为2db，预饱和延迟为1.5s，预饱和偏置由需压制溶剂峰所在的共振频率确定，其余参数同1HNMR。
WET-1HNMR：脉冲序列为WET，脉冲序列所需的多频率选择性激发整形脉冲的形状、偏置和功率根据样品中几种溶剂峰的共振频率、通过选择不同脉冲形状，由Varian公司的Pbox软件计算生成，其余参数同1HNMR。
1.3样品制备
样品a：将60μg硫二甘醇及17μgDSS溶解至0.2mL水中，转移到核磁管，继续加入0.4mL重水。样品b：为强离子干扰水样，其中Na+、Ca2+、Mg2+的浓度分别为200μg/mL、250μg/mL、100μg/mL。添加一系列背景干扰，其中聚乙二醇200的浓度为500μg/mL。在此基础上，以乙腈为溶剂，配制磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯溶液，加入水样中，使水样中三种化合物浓度分别为20μg/mL、100μg/mL、100μg/mL。待测化合物为甲基膦酸(MPA)、异丙基膦酸(IPA)、甲基膦酸频那酯(PMPA)，浓度分别为20μg/mL。
2结果与讨论
2.1脉冲序列分析
WET脉冲序列（见图1），序列主要由四个选择性脉冲（激发角分别为81.4°，101.4°，69.3°和161.0°）和四个脉冲梯度场组成（场强比为8∶4∶2∶1），选择性脉冲主要实现对溶剂峰的选择，不同的角度组合用于消除因不同溶剂峰的自旋晶格弛豫（T1）差异以及B1场不均匀造成的信号灵敏度下降，d1为弛豫延迟，在第四个梯度场和90°脉冲之间的延迟（dz）主要用于使反相信号最小化。
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2.2不同脉冲前延迟(dz)的比较
据文献报道，dz主要用于进一步消除残余的溶剂峰信号，分别将其设定为0.5ms，1.0ms，1.5ms，2.0ms，观察其对溶剂峰的消除情况，实验表明，很难找到优化的脉冲前延迟，为缩短总实验时间，将dz定为0ms。
2.3不同整形脉冲的比较
整形脉冲是由很多矩形脉冲拼接而成，每个小矩形脉冲的高度、宽度、相位甚至中心频率都可以改变，其中，脉冲宽度是决定整体测量精度的关键值，所需脉冲宽度的最小值由仪器中的波形发生器来确定，通常在几十纳秒到几微秒之间。显然，当功率值改变时，总脉冲宽度需要做相应改变以满足给定的总脉冲倾倒角。另外，脉冲的衰减因子和带宽因子是用来评价整形脉冲的两个重要参数。对于相同脉宽的整形脉冲来说，衰减因子越大，要求仪器施加的功率越高。对于给定的照射谱带宽度来说，带宽因子越大，脉冲的脉宽越大。几种常见整形脉冲的衰减因子和带宽因子(见表1)。
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脉冲形状不仅与激发的频率范围有关，而且与激发边带的强弱有关，通常在溶剂峰压制实验中，最理想的状态是有效压制溶剂峰的同时，选择的频率范围最窄，对溶剂峰周围其它组分的信号影响越小。基于这种考虑，通过测试一系列相同带宽、不同形状下的1H谱，控制带宽形成不同的脉冲宽度，考察脉冲形状对激发范围的影响。实验使用四种整形脉冲进行选择性激发，分别比较在相同的脉冲宽度下，不同整形脉冲以及每种整形脉冲在不同脉冲宽度下的压制效果。在相同的带宽下，采用的整形脉冲分别为：EBURP2，Seduce90，UBURP，Gaussian。用Pbox软件对准溶剂峰进行计算，各种整形脉冲所需的脉冲功率(tpwr)和脉冲宽度(pw)(见表2)。
显然，在对相同溶剂峰进行压制时，Seduce-90所需的脉冲宽度和脉冲功率最小。采用VNMRJ的Bloch模拟器对样品a产生的溶剂峰激发效果进行模拟，模拟结果表明，四种整形脉冲都准确无误地对准谱图中的水峰。
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2.4WET技术压制前后的1H谱
图2为样品a在WET技术压制前后的1H谱，不难看出，强大的水峰占据采样计算机的主要动态范围，只能在增益最小时得到1H谱(见图2)，在1H谱中，真正的化合物信号几乎全部湮没。经过WET压制后，水峰得到压制，在相同采样次数条件下，化学位移分别为3.74ppm及2.74ppm处裸露出三重峰(上图，耦合常数均为6.6Hz和6.6Hz，2.91ppm的谱峰为内标峰)，可以直接指认为硫二甘醇的两个亚甲基。
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2.5WET技术与预饱和技术的比较
图3是强离子干扰样品b经固相萃取后采集的氢谱，经200次累加后，在1.00~1.25ppm处未检出可用于评价固相萃取效果的信号。图4是样品b
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是经预饱和压制后的氢谱，虽然水峰被很好的压制，可以裸露出待测信号，其中，化学位移为1.23ppm的双峰(耦合常数为16.8Hz)为MPA的甲基峰，化学位移为1.21ppm的双峰(耦合常数为16.8Hz)为PMPA的甲基峰，而化学位移为1.03ppm的双二重峰(3JP-H=16.8Hz，3JH-H=7.2Hz)为IPA异丙基上的甲基峰，可以作为评价三种化合物固相萃取效果的目标峰。但由于预饱和方法无法实现多种溶剂峰的同时压制，谱图中乙腈峰强度还很强，直接影响目标化合物的检测效果。图5是经WET压制的氢谱，水峰和乙腈溶剂峰得到同时压制，结果相当理想。从实验参数也可以发现，WET压制所耗时间比预饱和要短的多，这也是WET技术的一大优点。另外，从待测化合物的谱图效果上看，采用WET技术的采样次数为32次，MPA的S/N为44.6，若其他采样参数不变，采用预饱和技术进行溶剂峰压制，当采样次数为172次时，MPA的S/N仅为4.9。也就是说，对此类样品来说，虽然预饱和技术的采样次数是WET技术的近6倍，信噪比只有后者的1/9。因此，对多溶剂峰共存的样品来说，采用WET技术将极大地提高检测效率。
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2.6WET技术用于固相萃取效果评价
在固相萃取研究中，每个萃取柱的容量根据萃取柱的种类而有不同，正相或反相交换柱的容量为固定相重量的1%~3%。而离子交换固定相的样品容量要小得多，因为其容量取决于硅胶颗粒上离子交换基团数目，当样品中分析物有强保留和/或极少样品干扰时，可以确保萃取柱的高容量，但是由于基质的不确定性和复杂性，很难用样品中待测物质的量来确定柱容量，目前主要通过适当的方法检测萃取后流出液中是否含有目标化合物的方法来确定萃取柱的交换容量，从而确定最终洗脱效果，可是对于离子交换样品来说，如果采用GC/MS进行检测，需要对样品进行衍生，由于强离子对衍生效率的影响，不仅无法体现流出液中化合物的实际浓度，也无法因此确定萃取柱容量，我们对各待测化合物浓度为20μg/mL的强离子干扰水样，以1.3mL/min的流速，每次上样1mL，通过EVII离子交换柱进行萃取，收集每次上样的流出液WET-1HNMR技术进行测定(见图6)，从下至上分别为上样2mL、3mL、4mL后的WET-1HNMR图，结果表明：当上样至2mL时，在流出液中即能检测到目标化合物，而且随着上样体积的增加，流出液
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由表1看出，随着温度的升高，辣椒红色素的气味逐渐减少，但色价降低愈来愈大。综合两者变化，认为，辣椒红色素在160℃，13Pa条件下进行分子蒸馏去味较为合适。为此，在此条件下处理1吨辣椒红色素原料，得到960kg产品，20kg蒸出物，损失约20kg，得率为96%。所得产品在感官品质上有较大幅度的提高。
另外，在120℃、133Pa下，用真空蒸馏的方法处理200g样品以兹比较。实验发现，色价为150的样品分别经1h、2h真空蒸馏处理，其色价分别下降到120、100。样品气味虽有所降低，但色价大幅度降低。
2结论
用分子蒸馏的方法能有效地去除辣椒红色素中的异味及降低辣度。无需有机溶剂，节省原料成本，减少污染;高真空度可尽可能地保持色价。所以，我们认为用分子蒸馏的方法精制辣椒红色素是可行的。可对辣椒红色素的工业化生产提供帮助。
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