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SmartDriveNMR: NMR分析を自動でカスタマイズ

SmartDriveNMRは、低分子有機化合物のNMR実験を効率よく行うために、データ取り込みを自動でカスタマイズするソフトウェアアプリケーションです。

どのような分析研究でも、取り組む課題に応じて最適なパラメータを設定できなければ、真に必要な種類のデータは収集できません。

 

 

このソフトウェアは直感的で使いやすく、ユーザーは基本的な実験パラメータを入力するだけです。この後の工程は、事前に指定された時間内に実行可能な、最も適切なNMR実験の組み合わせをSmartDriveNMRが判断して、実行します。

SmartDriveNMRはそれぞれのサンプルごとに、必要な実験を臨機応変に判断した上で、最良の実験パラメータ設定を決定します。分光計の性能を最大限に活用することで、高品質のデータを得ることができます。測定と合わせて、自動で構造確認を実行することも可能です。

 

 

主な特長:

  • SmartDriveNMRはIconNMRに完全に統合されています
  • 二次元解析にはNon Uniform Sampling(NUS)を使用
  • 定量と構造検証を自動で実行可能
  • 結果の調査と精緻化にCMC-assistを使用
  • NMRの専門知識が不要

ダウンロード

SmartDriveNMRは、TopSpinのインストールの一部となっています。ダウンロードは こちらから

SmartDriveNMRの利用

SmartDriveNMRはIconNMRの一部として、完全に統合されています。ソフトウェアの有効化は分光計の管理者が統括し、ユーザーグループごとに個別に使用を許可します。ユーザーはサンプルごとに、SmartDriveNMRを使うかどうかを決めることができます。ユーザーが入力する情報は、操作モードと、各サンプル測定全体に使用する時間の上限です。利用可能なモードの説明は、下表をご覧ください。

SmartDriveNMR mode behaviour table

OPTimeモードとMAXperimentモードの明確な違いがわかる例の一つは、エタノールを大量に含むNMRサンプルです。OPTimeモードでは、解析に十分なスペクトルが得られた時点でデータ測定を終了しますが、MAXperimentでは、時間内でなるべく多くの実験を行います。

SmartDriveNMR settings results table

SmartDriveNMRのワークフロー

  1. ユーザーはIconNMRを使用して測定ジョブを指定し、送信します。入力する情報には、必要に応じて構造情報(.molファイル)を含めることもできます。
  2. 高速一次元プロトンスペクトル測定および解析が実行されます。
  3. 課題の複雑さとシグナル強度に関わる解析結果の如何によっては、最適なパラメータを用いた追加実験を行うよう、判断されることがあります。
  4. 十分な時間がある場合、追加実験の設定と測定が全自動で行われます。測定を行う理由をレポートすることもできます。SmartDriveNMRには、測定の最後に帰属を行う自動構造確認(Automatic Structure Verification:ASV)機能も備わっていますが、必須ではありません。
SmartDriveNMR workflow
SmartDriveNMR workflow

確実な Non-Uniform Sampling (NUS)

NUSは、多次元NMR実験に使用するデータ取り込み法の一つです。間接観測軸におけるデータポイントを間引いてデータを測定し、測定後にスペクトルを再構成します。この手法を適切に利用することで、データの品質を犠牲にせずに時間を節約することができます。最適な設定は検討するサンプルによって異なり、設定はSmartDriveNMRが自動で行います。

SmartDriveNMR Fail-Safe NUS

最適化された一次元 13C 測定

一次元の13Cスペクトル測定を手動で実行する場合、無駄な時間をかけずに良好なシグナルノイズ比(S/N)を得るには、ある程度の経験が必要です。なぜなら、使用するNMRセンサーのプローブヘッドの設計によっては、13Cに対する感度と1Hに対する感度の比が著しく異なる可能性があるからです。SmartDriveNMRはこのような情報も踏まえて、各サンプルに適したスキャン数を推定することができます。

  1. 13C感度と1H感度の比に与える影響が考慮されます。この例のスキャン数の設定値は1024です。
  2. 分析時に、一部のスキャン(例では256回)を実施した後、S/Nを算出し、SmartDriveNMRが設定する望ましいS/Nと比較します。
  3. 望ましいS/Nに達していなかったときには、さらにスキャン数を増やして測定を続けた後、再びS/Nを算出します。
  4. この手順を繰り返して望ましいS/Nが達成されると、測定は終了します(例ではスキャン数=600)

SmartDriveNMRの結果

以下の例では、単に構造のみを考慮する方法では、いずれもHSQCが必要になる可能性がありますが、測定中に自動解析と決定を行うことにより、実験時間を短縮できます。

上の図 - SmartDriveNMR:多重線は十分に分離し、帰属は容易 → OPTimeモード:HSQCは収集しない

下の図 - SmartDriveNMR:多重線はCH/CH2領域で重なっているため、HSQCによって確実性が増す → OPTimeモード:HSQCを設定する

CMC SmartDriveNMR fig 1
SmartDriveNMR Optimized 1D 13C Acquisition

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