文章来源于:2025 年度 ENC-ISMAR 联合大会上,BRUKER发布收款1.3GHz高分辨率核磁共振系统。
全球核磁共振(NMR)波谱解决方案领域的领军企业布鲁克,正式宣告成功研发并完成测试全球首台 1.3 GHz 高分辨率核磁共振波谱仪。这一突破性成果搭载标准孔径(54 毫米)且性能稳定的超导磁体,打破了现有 NMR 研究的技术瓶颈,为超高场 NMR 研究掀开了崭新篇章,实现了更高的分散度与分辨率。
继 1.0 - 1.2 GHz 系统成功推出后,布鲁克 1.3 GHz NMR 波谱仪在高分辨率和高灵敏度方面表现卓越,助力科学家深入探索复杂生物分子系统与先进材料。该系统采用持久标准孔径 NMR 超导磁体,场强可达 30.5 特斯拉(T),并集成新型 ReBCO 高温超导(HTS)插件,进一步提升磁场强度。其创新的 LTS - HTS 混合磁体架构,在增强磁场的同时,保持了与 1.2 GHz 磁体相同的物理尺寸和制冷剂消耗,仅杂散场半径略有增加。
在 1.3 GHz 质子频率下,布鲁克对该系统进行了多种探头的应用测试,涵盖以下 5 种配置:
- 3 mm TXI 液体常温探头;
- 5 mm TXO 液体低温探头;
- 111 kHz(0.7 mm)HCN 固体魔角旋转(MAS)探头;
- 42 kHz(1.9 mm)固体 MAS 材料研究探头;
- 新型 160 kHz(0.4 mm)HCN 超快速旋转固体 MAS 探头,这些探头均为固体 NMR 在生物系统研究领域的前沿创新成果。
测试结果显示,该系统在 1.3 GHz 频率下,能够获得高分辨率的液体和固体 NMR 谱,显著提升了分辨率和灵敏度,在生物分子和材料科学领域展现出实现突破性研究的巨大潜力。
更高的磁场强度对分散度较低的生物大分子波谱分析优势显著,例如碳水化合物、糖蛋白、RNA 以及固有无结构蛋白(IDP)等。在该系统中,通过直接检测 IDP 中的 13C 和 15N,可显著提升 1.3 GHz 频率的灵敏度,为研究生物大分子的动力学和功能机制提供了新的原子级策略。
在固体 NMR 研究中,UHF NMR 对四极矩核研究至关重要。由于四极矩谱线展宽与磁场强度呈反比,磁场增强会使谱线缩窄;同时,化学位移张量与磁场强度呈线性关系,使用 UHF 系统可显著提升对化学位移张量的测量能力。这些技术进步正推动材料科学和生物科学领域取得令人振奋的突破。
布鲁克 BioSpin 集团总裁 Falko Busse 博士表示:“1.3 GHz NMR 系统的成功研发再次印证了布鲁克对创新的承诺。我们相信,这款高分辨率 GHz 级核磁共振谱仪将助力研究人员深化对复杂生物分子系统的科学认知,同时为先进材料科学研究,特别是对含有四极矩和低核化学元素的分子与材料研究带来重大突破。”
日本理化学研究所(RIKEN)横滨研究中心整合医学科学部结构生物学领先研究员 Takanori Kigawa 博士作为首批使用该仪器进行实验的科学家之一,赞叹道:“其分辨率和灵敏度的提升令人惊艳。我们在对蛋白质和核酸样本的研究中,观察到了前所未有的细节,这为我们在生物系统领域的研究开启了全新可能。”
法国国家科学研究中心 - 高温化学和辐射研究所(CEMHTI - CNRS)材料科学研究员 Pierre Florian 博士对固体样品进行表征后评价:“我对这台 1.3 GHz 波谱仪的首次实验结果印象极为深刻。它大幅增强了我们解析复杂材料中不同原子环境的能力,并带来了前所未有的灵敏度。”
布鲁克 1.3 GHz 高分辨率核磁共振波谱仪的问世,无疑为全球科研人员提供了强大的研究工具,有望在生物医学、材料科学等众多领域引发一系列突破性研究成果,推动科学研究迈向新的高度。