[关键词]核磁共振技术；药物分析鉴定；应用；联用技术
中图分类号：R917；O657.2文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）22-0394-01
引言
核磁共振技术（NMR）在临床中普遍应用于疾病的检测，因为该种方法不会对人体造成损害，同时疾病的诊断和检测率较高。在药学领域中，核磁共振技术能够对药物进行准确的分析以及鉴定，这取决于它的结构解析能力。
1核磁共振技术在药物分析鉴定中的优势
样品制备方法简单，NMR样品预处理环节少，便于质控，因而制样成本低样品污染和丢失的风险小；鉴定和检测的同步性，在一些常规药物分析检测过程中物质的鉴定和定量检测是两个分立的环节，而NMR实验可以同时提供物质结构和含量信息，制备一个样品（甚至一个实验）即能完成对样品中物质的鉴别和含量的测定，因而核磁共振技术是一种高效快速的检测手段；有机物的普适性，核磁共振实验是一种无偏向性的测试方法，可以实现混合物中多个组分的同时鉴定分析，为定量分析中基准物的选择提供了较为宽松的空间；异构体分析能力强，核磁共振对异构体独特的识别能力是许多测试技术（如色谱和质谱）所不能比拟的。此外，作为一种“无损伤”和低消耗的检测技术，核磁共振测试过程中除了样品制备试剂之外，几乎不需要其它额外耗材，且样品可以无损回收，因而核磁共振属经济型和环境友好型检测技术。
2核磁共振技术在药物分析鉴定中的应用
2.1高聚物类药物
高聚物类药物的检测受到其高分子质量以及标准品难于获得的限制，常规色谱技术很难用于鉴定该类药物，而NMR法却完全不受其影响仍然可以用来定性、定量研究。肝素和硫酸软骨素都是动物来源的粘多糖类药物，其化学组成因动物种类的不同而有很大差异，NMR可以区分从猪、牛及鳖鱼中提取的硫酸软骨素，而且可以确定各组分的含量。对于肝素中混杂的多硫酸化硫酸软骨素杂质可以通过二维NMR来表征鉴定。肝素钠原料经不同工艺的制备流程所获得的最终产品在末端结构上仍然存在细微的差异，末端环化程度、乙酞化程度及含量等都是质量控制的标准。
2.2糖疫苗
纯多糖疫苗口前应用于多种疾病的预防，包括伤寒、脑膜炎及肺炎等，由于临床可能出现免疫耐受和低反应等问题，人们开始研制糖复合物类疫苗。将细菌病原体表面的糖链连接到载体蛋白表而激活人体免疫应答是口前糖疫苗应用的主要依据，然而其有效的生物检测手段还没有建立起来。疫苗的质量控制是确保所用多糖的结构、含量的准确性以及纯度，目前药典中使用的常规检测方法主要是多种比色法的联合应用，用来鉴定疫苗中糖醛酸、氨基糖等的存在及含量。但是该方法对多糖疫苗的活性及结构不能完全表征。目前国际卫生组织已经将核磁共振技术列入糖疫苗的检测的候选方案中，NMR是目前最为有效的提供糖疫苗鉴定和质量控制的手段之一。NMR通过提供的糖链指纹图谱可以精细到区分单一糖环组成的差异，对30多种CPS型糖疫苗的NMR检测表明，NMR谱图对单一血清型疫苗在O―乙酞化及取代度、取代位置的差异都尤为灵敏，而且NMR可以同时检测疫苗生产各环节中可能引入的所有可能的杂质，以及糖链与载体蛋白间的比例等。
2.3多肤类药物
欧洲药典中对合成的多肤类药物鉴定的常规分析方法主要包括薄层色谱、红外光谱、电泳及液相色谱。氨基酸分析（AAA）法也从起初的检验部分逐步转移到鉴定部分，AAA法可以确定氨基酸的组成及相对含量。EDQM已经开始尝试利用NMR方法作为另一种可选的鉴定技术来代替AAA法。NMR法不需要预先水解多肤，而且可以区分Glu/Gln、Asp/Asn的差异性，而且可以检测到易水解或氧化的Trp、Cys氨基酸的存在，而AAA法通常无法完成这些更加细微的结构信息。NMR谱图主要依赖于多肤的氨基酸序列，很少受溶剂、pH值、温度等的影响，通常只要在相同条件下采谱并与标准品对照即可。不同来源的胰岛素（人、猪、牛）的51个氨基酸中存在1-4个氨基酸的差异，这些都可以利用NMR来鉴定。
2.4药剂品质的评价检测
NMR通常用于纯度很高的单一组分的结构解析，但是其中某些技术手段（如DOSY）同样适用于混合物的分析，这一技术的应用为直接检测各种剂型的药物以及鉴定药剂品质、是否存在劣质产品提供了有效的手段。药剂本身多为有效活性成分附加多种辅料配制而成，DOSY不需要预先分离提纯活性成分而直接对其进行品质的检测。
3核磁共振联用技术发展
随着现代药学、生化技术及其他相关技术的飞速发展，对药物分析技术提出越来越高的要求。这就要求现代分析技术能连续化、自动化、快速而高效地客观分析药物，从单一的分析手段到联用技术更成为一种发展趋势液相色谱一核磁共振（LC-NMR）联用技术自1978年出现，已经成为快速分离、确定结构的强有力的药物分析手段。典型的LC-NMR联用装置是由白动进样器、泵、色谱柱和紫外检测器组成LC系统，洗脱液从检测器进入用于中问存储LC峰的聚四氟乙烯管环路的LC-NMR接口，从接口出来引至带流通池的NMR探头或废液收集器。LC-NMR联用技术包括连续流动（on-line）和停止流动（off-line）两种模式。随着对药品分析要求的提高，LC-NMR又与质谱（MS）等技术联合，发展成了LC-SPE-NMR联用、LC-MS-NMR联用等，而且各具优点。现已广泛应用于药物分析的领域有：有机小分了药物的鉴别、定量，生物大分了类生化药物的结构研究；对药物的体外评价与研究、对体内药物的监控与研究等。
结语
核磁共振技术不断发展，具有灵活的定量分析功能，，试方法多种多样，使用核磁共振技术对药品进行分析以及鉴定，具有较高的准确性，同时鉴定时间很短，可以判断药物是否按照规定生产，因此要加大对其研发与应用，还要强化与其它技术进行联合应用，为药物以及食品安全提供更多的保障。
参考文献
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[关键词]磁共振波谱；前列腺癌；诊断价值
[中图分类号]R737.25[文献标识码]A[文章编号]1674-0742（2013）08（b）-0181-03
磁共振波谱分析（MagneticResonanceSpectroscopy，MRS）技术是近年来随着磁共振仪器设备的更新发展而迅速发展起来的新兴技术，磁共振波谱分析技术是目前唯一能无损伤探测活体组织生物化学和代谢特性的方法，是临床获取疾病病理形态改变之前早期代谢变化的手段；磁共振波谱对前列腺癌的早期诊断、空间定位、侵袭性判断及疗效评估有至关重要的作用，该院采用飞利浦3.0T磁共振仪，采用并行采集腹部线圈，对2010年7月份后前列腺增生、前列腺癌可疑患者进行波谱分析，结合病理结果，进行统计学分析，以探讨磁共振波谱在临床前列腺癌诊断中的价值，现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料
选择该院就诊前列腺疾病患者62例，正常无疾病对照组8例，年龄35～75岁，平均年龄54.2岁。根据超声、以及PSA结果，将患者分为前列腺正常组、前列腺增生组、前列腺癌高危可疑组、前列腺癌普通可疑组。分组标准：A组（前列腺正常组）：正常人群，经腹超声测量前列腺体积正常，回声正常，化验PSA值正常；B组（前列腺增生组）：排尿不畅患者，经腹超声测量前列腺体积增大，回声正常，化验PSA值正常；C组（前列腺癌高危可疑组）：排尿不畅患者，经腹超声示前列腺结节，化验PSA结果≥50ng/mL；D组（前列腺癌普通可疑组）：排尿不畅患者，经腹超声示未见结节，化验PSA结果20ng/mL≤PSA
1.2方法
所有样本在影像检查前2个月内，均未行前列腺指诊、导尿、经直肠超声检查、粒子植入、外放射以及内分泌治疗，患者于检查前1d口服适量泻剂，检查前排空大便，适量充盈膀胱。
1.2.1对于C、D2组，首先行前列腺核磁平扫、波谱分析，核磁检查中根据MRI平扫情况，选取感兴趣区检测前列腺组织MRS代谢物化学信息的共振峰：前列腺分泌液中含量极高浓度的枸橼酸盐（Cit）峰；反映细胞膜的合成和代谢变化的胆碱类物质（Cho）峰；参与磷酸转运及能量储备，可作为内参照物的肌酸（Cr）峰，计算Cho+Cre/Cit（CC/C）的比值，再行前列腺指诊，进步于超声定位下行前列腺活检穿刺，病理检查；
1.2.2对于A、B2组，行前列腺核磁平扫、前列腺核磁波谱分析，核磁检查中根据超声情况，选取感兴趣区检测前列腺组织MRS代谢物化学信息的共振峰，包括枸橼酸盐（Cit）峰，胆碱类物质（Cho）峰；参与磷酸转运及能量储备，肌酸（Cr）峰，计算Cho+Cre/Cit（CC/C）的比值；
1.2.3穿刺对于C、D2组，选择核磁检查与活检穿刺时间间隔
1.2.4波谱扫描使用飞利浦3.0T核磁共振仪，并行采集腹部线圈，使用前列腺三维波谱扫描序列行波谱检查：TR：1000ms，TE：130ms，平均次数为6，带宽1300HZ，FA为90度，扫描方向以横断面，矢、冠、轴基础上三维定位，感兴趣区面积30mm×30mm×30mm，矩形范围包括全部前列腺组织，力争减少直肠内气体和前列腺周围脂肪的影响，采集波谱数据前常规进行自动预扫描，线宽
1.3统计方法
应用SPSS13.0软件对CC/C值，行方差齐性检验；χ2不齐时，两样本选择t检验，检验水准选择α=0.05。
2结果
在所有感兴趣区，波谱谱线上得出各峰位置，进行比较，测量计算出CC/C值，结合患者穿刺病理结果、PSA值、Gleason评分，分析结果如下：
①A组8例前列腺正常组患者中，8例波谱符合标准，8例患者波谱呈现正常曲线变化，作为对照组，胆碱（Cho）的峰值位于3.220.12ppm处，枸橼酸盐（Cit）共振峰位于2.620.21ppm处，肌酸（Cr）的峰值位于3.030.25ppm处。
②B组14例前列腺增生组患者中，14例波谱均符合标准，患者均行手术治疗，术后病理回报均示前列腺结节性增生。与对照组比较，波谱体素以Cit峰为主峰，明显高于正常组织，Cho峰大部分出现正常或略高，有部分Cho峰明显升高，但Cit峰无明显降低。
③C组21例前列腺癌高危可疑组中，21例波谱符合标准，入选患者指诊前列腺均触及硬节，病理穿刺示低分化腺癌9例，中分化腺癌6例，高分化腺癌5例，1例示活检结果阴性，手术病理证实中分化腺癌。Glerson评分：≥7分为9例，
④D组27例前列腺癌普通可疑组中，27例波谱均符合标准；入选患者指诊前列腺3例触及硬节，27例均行前列腺穿刺，低分化腺癌5例，中分化腺癌6例，高分化腺癌8例，8例示活检结果阴性。8例示活检结果阴性患者，4例行二次活检穿刺，4例行前列腺电切术，病理证实前列腺中分化腺癌2例，高分化腺癌3例，前列腺增生3例。24例前列腺癌患者中，结合病理穿刺阳性位置，23例前列腺癌区Cit峰出现不同程度的降低，Cho峰显示不同程度的升高，1例前列腺癌患者曲线变化接近于B组前列腺增生波谱曲线。3例病理诊断前列腺增生患者波峰曲线接近于B组前列腺增生患者曲线变化。
3统计学结果
计算各组CC/C值进行分析，A与B组差异无统计学意义，A与C、A与D、B与C、B与D、经方差齐性检验，提示具有统计学意义，C与D经方差齐性检验，F=1.89，P>0.1，方差不齐，采用Cox近似t检验，t=9.05，P
4讨论
前列腺癌是发生于男性前列腺组织中的恶性肿瘤，是前列腺细胞异常无序生长的结果。前列腺癌的发病率具有明显的地理和种族差异。在欧美等发达国家和地区，它是男性最常见的恶性肿瘤，其死亡率居各种癌症的第2位；在亚洲，其发病率低于西方国家，但近年来呈迅速上升趋势。目前，临床诊断前列腺癌的检查主要包括前列腺指诊、PSA、超声、以及CT、MR、前列腺活检。受各种因素影响，PSA检查敏感性高、而特异性却低，前列腺癌经正常超声可漏诊8%～30%的癌灶，其假阳性率也较高，前列腺活检病理结果为诊断前列腺癌的“金标准”，但却受穿刺技术、出血等很多因素影响，存在一定的假阴性率，具有一定的漏诊率。而且，活检为有创检查，对于穿刺得到阳性结果，患者尚可接受，对于活检阴性的患者，往往带来较大的痛苦和精神负担。CT对前列腺癌诊断意义也不大，由于较多癌灶与正常前列腺组织无明显密度差异，即使增强CT检查也不能奏效。前列腺癌发生于中央带、移行带、外周带的比率分别为10%、20%、70%，核磁T2W1上前列腺一般呈现高信号，而癌组织一般呈现相对低信号结节，但也有相当一部分患者在MRI上癌组织与正常增生腺体信号差异不大，或仅显示为不匀质改变[1]。在临床上确切研究发现一种既无创，又具有较高敏感性与特异性的前列腺癌检查方法，具有非常重要的意义。磁共振波谱（MRS）是目前唯一能无创伤地探测活体组织化学特性的方法。在许多疾病中，代谢改变先于病理形态改变，而MRS对这种代谢改变的潜在敏感性很高，故能提供信息以帮助早期检测病变。而目前国际上MRS研究应用最广的人体疾病为前列腺癌。国内外前列腺癌磁共振波谱分析目前尚无统一权威标准，目前国际上认可、应用最广泛的是Kurhanewicz标准[2-3]提出所有前列腺癌患者CC/C值均大于正常前列腺外周带，较正常值升高2倍标准差，可能为癌，即CC/C值>0.75可能为癌，大于正常比值3倍标准差，即CC/C值>0.86肯定为癌[4]。该法较简单，作为前列腺波谱检查的主流标准，被广大学者广泛应用。Jung等将Kurhanewicz标准进步细化，分为MRS五分法，更为详细[5]。MRS出现，为前列腺癌无创检查诊断提供新的生机，为临床诊断前列腺癌提供无创的生化代谢信息。国内关于前列腺波谱与前列腺癌的关系研究，均采用直肠线圈。直肠线圈检查不仅不方便影像医务人员操作，而且直肠线圈检查给患者带来巨大痛苦，同时，由于线圈对前列腺组织的挤压，前列腺解剖形态改变、以及受直肠环境的干扰，严重影响波谱数据采集的准确性。研究采用飞利浦3.0T磁共振仪并行采集腹部线圈，不仅方便影像医务人员操作，而且减轻患者痛苦，实现真正意义上的无创检查。同时，并行采集腹部线圈将大大减少外界因素对数据采集的干扰，磁场均匀性高，使得到的采集信息更加可靠、准确。据报道[6-7]，正常胆碱（Cho）的峰值位于3.22ppm处，枸橼酸盐（Cit）共振峰位于2.62ppm处，肌酸（Cr）的峰值位于3.03ppm处，前列腺癌患者在波谱上呈现Cho峰升高，Cit峰降低，这与该研究结论基本一致。该实验设计4组前列腺疾病患者进行波谱分析，其CC/C值：C组>D组>B组，差异具有统计学意义，A、B两组差异无统计学意义。研究得出，对于前列腺癌患者病灶区域波谱将出现Cit峰出现不同程度的降低，Cho峰显示不同程度的升高，进而导致CC/C值升高，其峰值变化范围与前列腺肿瘤恶性程度成正比，而前列腺癌Cr峰的浓度与前列腺增生患者Cr峰差异无统计学意义。该研究证实前列腺癌患者波谱CC/C值为正常前列腺组织的4～10倍，CC/C值越大，其肿瘤恶性程度也越高。该研究同时证实，CC/C值与Gleason评分有相关性，MRS可能无创地评价前列腺癌的恶性程度，评估病理分级，但该研究中没有发现二者之间存在回归方程，无法为之建立对应关系。研究证实波谱对前列腺癌的诊断具有较高的特异性，磁共振波谱分析在前列腺癌诊断中具有非常重要的价值。该研究中发现，磁共振波谱受外界干扰因素较多，周围水分、脂肪将使得波谱产生难以解释的高大畸形波形，磁场的均匀性、呼吸也对波谱有一定的影响。Scheidler[8]等报道发现小的低分级前列腺癌受代谢变化程度以及侵袭，波谱可能无法显现、或变化不明显，而对于Gleason评分7～8分的高分级肿瘤波谱变化明显，出现明显升高的Cho峰，该研究发现与以上不一致观点，该研究得出对于小的低分级的前列腺癌患者，波谱曲线变化虽没有高分级的前列腺癌患者变化明显，但却明显不同于前列腺增生患者波谱曲线，且其CC/C值较前列腺增生组明显升高。该研究得出，前列腺叶增生的患者Cit水平与正常前列腺外周带相似；前列腺中央叶增生的患者Cit水平与前列腺癌相似，均较低，因此，研究结果中，中央叶组织增生的前列腺增生患者其CC/C值与前列腺癌的CC/C值出现重叠现象。文献报道，中央叶前列腺癌患者其波谱仅可以见到较高的Cho峰，这是正常增生的前列腺组织所不具备的，可以作为诊断中央叶前列腺癌的可靠依据[9]。在该研究中，未发现以上现象，原因可能由于中央叶前列腺癌患者发病率少有关。目前，国内许多学者开始进行针对前列腺的MRI、MRS、MRI增强、DW1的综合研究，然而面对庞大的数据处理，仍是难题，需要结合病理的结果对照研究[10]。综上，该研究方法的出现，为前列腺癌的临床诊断提供更广阔的应用前景，磁共振波谱分析检出代谢物的变化，通过观察波谱变化，以及计算CC/C值，对于前列腺癌的临床早期诊断具有非常重要的意义。同时结合前列腺指诊、PSA、MRI增强等，可更加提高临床前列腺癌诊断的特异性、准确性，对于波谱呈现前列腺癌特征变化的患者，必要时需要反复进行病理穿刺。
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[关键词]核磁共振测井；孔隙度；流体识别
doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2016.04.055
[中图分类号]P631.81[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2016）04-00-01
1核磁共振测井孔隙度
孔隙度指被测层孔隙流体的含氢指数和孔隙度自身的整体反映，该指数取决于以下因素：CPMG回波串采集参数、孔隙流体含氢指数、刻度、钻井液矿化度、回波串信噪比、采集的具体模式以及操作方式。
通常在实际工作中，工作人员能对多种因素进行准确地控制，除了含氢指数及流体孔隙体积，因为这两个因素会造成最终测定的孔隙度比实际值更小。同时，下面几种情况会造成测得值高于实际值：①一些孔隙度很小的地层，所测到回波串信噪比也极小；②探井中液体矿化度较大，将减小回波串信噪比；③探井中液体拥有较多的Na+，造成了检测信号的改变，从而影响孔隙度的检测。
另外，如果采用相同或不同的仪器进行检测，所得到的结果在不同的处理方式下会导致最终的结果有变化，相对实际值较大或较小。由此得出以下结论：①对于有气的储层，所测值会较小；②轻质油与水储层，所测到的值相对较为准确；③在稠油储层，所测得值会较小；④扩径井段，所测值相对实际值较高；⑤如果探井中泥浆Na+含量高，则导致测得值较高；⑥当信噪比非常低时，会导致测量值较高；⑦如果泥质多而杂，不得不使用多种方法进行处理时，所得值容易不准确，对此也可以采用一定的方式进行消除。
2核磁共振测井流体识别
核磁共振测井也具有对流体进行有效识别的作用。但一开始业界并没有将之付诸行动，先后有学者对流体的识别提出差谱法与移谱法、时间域方法、扩散分析、扩散增强方法，此类处理方式需要满足一定的条件才具备相应的实用性。比如：对信噪比的要求，对底层物质湿度的要求等。对不同的流体，采用核磁共振测井进行识别的效果是不同的：①如果能对温度、磁场、压力、回波情况进行了解，则可以将天然气核磁共振特性进行相对准确地计算；②如果确定轻质油处于亲水储层孔隙中，同时黏度不大，则可以采用差谱法进行处理，但如果该条件不满足甚至相反，则测得的误差较大；③因为T1、T2和原油黏度关系较为密切，利用核磁共振测井对其进行识别较难；④对于稠油来说，一定程度上也可以利用核磁共振进行识别，但因为流动性较差，识别难度较轻质油更大；⑤对于水淹层、残余油来说，目前核磁共振测井尚未形成有效的测试方法。
另外，二维核磁共振测井在一些领域也拥有了更广阔的应用前景，比如：（T2，D）以及（T1，T2）两种二维测井法，就能准确地分析油-水体系。然而如果遇到信噪比低、探测深度浅、流体不饱和导致信号弱等，就会造成检测的不准确。
3核磁共振测井束缚水与渗透率
在核磁共振测井技术提出之前，业界甚至都没有有效探测束缚水与渗透率的方式。核磁共振则拥有丰富的理论体系，但鉴于两者均需要从T2分布进行间接导出，需要设置准确的模型以及模型的刻度值。现阶段，业界常见束缚水模型包括截止值与谱系数两种模型。其中截止值模型具有概念简单但实用性差的特点，因此需要解决所计算的束缚水的含义以及截止值受何影响两个问题。前者的答案是：假设采集回波串所生成的T2分布是地层岩石总孔隙内流体，则束缚水为整体束缚水；假如T2分布是地层岩石有效孔隙内流体，则束缚水为毛管束缚水。且两种假设均受制于天然气与稠油的影响。后者的答案是：截止值取决于求取的算法以及样品的特性。
4核磁共振测井仪器的适应性
现阶段，业界常见的核磁共振测井仪器包括MRILPrime、MR-Scanner、MREx及CMR-Plus，虽然属于不同的品牌，却在孔隙度、渗透率、流体识别和判断性能上基本一致，操作手法也基本一致。在使用上，比较严重的问题是信噪比带来的。在实践中，信噪比受制于地层孔隙度、样品体积、磁场强度3个方面。前两者都是无法随意改变的，而后者则能通过各种手段进行改变，比如对切片直径与高度进行改变等。其中MRILPrime因为其样品体积较大，能够拥有更大的信噪比。
同样仪器的使用效果还受到井眼的影响。基于理论探讨可以认定，由于观测对象位于井眼之外，核磁共振测井与井眼无关。但事实上，因为泥浆的存在，会消耗一定的射频脉冲，将减弱电信号，减小信噪比。由此可见，其影响的程度与泥浆的导电能力有极大的关系，其电阻率小，所造成的信号损耗就大。因此，可以让仪器的天线和井壁紧贴着，以减小损耗。
为更好地解决适应性问题，工作人员需要重视设计与质控，类似于医疗中的磁共振成像。因为存在复杂多样的成像脉冲序列，工作人员需要基于实际情况来选择其中合适的序列。另外，也需要对采集参数进行一定的优化，对观测值给予一定的预测。
5结语
核磁共振测井是一种先进的石油探测技术，但在实际贯彻中依然存在很多的问题并亟待解决。对理论假设有效核定，建立合理的区域模型，能有效提升核磁共振应用效果。为了促进该技术在我国应用方面的发展，首先，需要完善刻度与校正机制以提升对孔隙度的测定；其次，需采用二维核磁共振测井进行流体的识别和判断；最后，需要合理标定以对束缚水、渗透率、原油黏度、毛管压力曲线等进行测定。
主要参考文献
