MestReNova 9.0.1 综合教程

本教程将分为以下几个部分：

1. 简介与准备工作
2. 界面初识
3. 基本操作流程（从零开始处理一张谱图）
4. 高级功能与技巧
5. 实用技巧与注意事项

第一部分：简介与准备工作

什么是 MestReNova (MN)?

MestReNova 是由 Mestrelab Research 开发的一款功能强大的化学软件，主要用于核磁共振波谱的处理、分析、模拟和绘图，它是化学、药学、生命科学等领域研究人员进行NMR数据分析的行业标准工具之一。

安装与激活

• 安装：通常从 Mestrelab 官网下载安装包，按照向导进行安装。
• 激活：安装后需要使用许可证文件进行激活，请确保你拥有有效的 .lic 许可证文件，并在启动软件时正确指定路径，对于9.0.1版本，请确保许可证与之匹配。

准备工作

• 获取NMR数据：你的NMR仪器（如Bruker, Varian, JEOL等）会生成原始数据文件，常见的格式有：
  • Bruker: fid (原始数据), ser (多数据集), jdx (处理后的谱图)
  • Varian (Agilent): fid, ft, par
  • JEOL: fid
  • 通用格式: asc, txt
• 启动软件：双击桌面图标或从开始菜单启动 MestReNova。

第二部分：界面初识

启动MN后,你会看到一个多窗口的界面，熟悉这些窗口是高效工作的第一步。

1. 菜单栏：位于顶部，包含所有软件命令（文件、编辑、视图、处理、分析、绘图等）。
2. 工具栏：位于菜单栏下方，是常用命令的快捷按钮图标（如新建、打开、处理、积分、标注等）。
3. 谱图窗口：中间最大的区域，用于显示和操作NMR谱图，可以同时打开多个谱图窗口。
4. 处理面板：通常位于右侧，是谱图处理的核心控制区，它包含多个标签页：
   • Processing：处理参数设置（零填充、线宽、窗函数等）。
   • Integration：积分设置。
   • Peak Picking：峰 picking 设置。
   • Assignment：化学位移归属。
   • 等...
5. 项目浏览器：通常位于左侧，以树状结构管理你打开的所有文件和谱图，方便在多个数据集之间切换。
6. 信息栏：位于底部，显示当前鼠标位置、谱图信息等。

第三部分：基本操作流程（从零开始处理一张谱图）

假设你有一个Bruker的 fid 文件，需要得到一张标准的1H谱图。

步骤1：导入数据

• 方法一：直接将 fid 文件（或包含 fid 文件的文件夹）拖拽到MN的谱图窗口或项目浏览器中。
• 方法二：点击菜单栏 File -> Open，找到并选择你的数据文件。

MN会自动识别数据格式,并加载原始数据。

步骤2：傅里叶变换

原始数据是时域信号（FID），需要通过傅里叶变换转换为频域谱图。

1. 在谱图窗口中,确保你的FID数据被选中。
2. 点击右侧 Processing 面板。
3. 勾选 Apply Fourier Transform 复选框。
4. 你会立即看到一张未经优化的谱图,相位可能很差，基线也不平。

步骤3：相位校正

相位校正的目的是让谱图的吸收模式（峰向上）与基线重合。

1. 手动校正（推荐初学者）：
   • 点击工具栏上的 相位校正工具 (一个圆形箭头图标)。
   • 在谱图上点击并拖动,会出现一个十字线。
   • 水平拖动：调整 零阶相位 (P0)，使所有峰的顶点移动到基线上。
   • 垂直拖动：调整 一阶相位 (P1)，使峰的倾斜度减小，变得更“直立”。
   • 通常从孤立、尖锐的单峰开始调整效果最好。
2. 自动校正：
   • 点击菜单栏 Process -> Automatic Phase Correction。
   • MN会尝试自动校正,但有时效果不佳，仍需手动微调。

步骤4：基线校正

基线校正是为了消除谱图中的倾斜或弯曲,使其变为一条平坦的直线。

1. 点击工具栏上的 基线校正工具 (一个波浪线图标)。
2. 在谱图上,在需要拉平的区域之外点击，对于1H谱，你可以在谱图两端（如化学位移10 ppm和0 ppm处）各点一下。
3. MN会自动连接你点击的点,并将该点之间的区域拉平，如果效果不理想，多点击几个点进行修正。

步骤5：化学轴参照

将谱图的化学位移对齐到标准的参考值（如TMS在0 ppm）。

1. 找到一个已知化学位移的单峰作为参考，溶剂峰（CDCl₃中的CHCl₃在7.26 ppm）。
2. 点击菜单栏 Process -> Reference -> Set Reference。
3. 在弹出的对话框中,输入该峰的真实化学位移值（7.26），然后点击 OK。
4. 整个谱图会水平移动,使该峰精确地位于你设定的位置。

步骤6：积分

积分用于计算不同区域峰的面积,从而确定质子的相对数量。

1. 点击工具栏上的 积分工具 (一个带A的积分符号图标)。
2. 在谱图上,从积分区域的起点点击一下，然后拖动到终点再点击一下，一条积分曲线就会出现在你选择的区域上方。
3. 可以对多个峰进行积分,积分值会显示在峰的上方。
4. 调整积分起点：如果积分基线不平，可以拖动积分曲线的起点和终点，使其与基线对齐。

步骤7：标注

给重要的峰添加标签,表明其归属。

1. 点击工具栏上的 标注工具 (一个T图标)。
2. 双击你想要标注的峰,会弹出一个对话框。
3. 在 Text 框中输入归属信息，"CH₃", "H-2", "芳香H" 等。
4. 你可以设置字体、大小和颜色，点击 OK，标签就会出现在峰的旁边。

步骤8：保存与导出

1. 保存项目：点击 File -> Save Project (.mnp 文件)，这会保存你所有的处理参数和标注，方便以后重新打开编辑。
2. 导出谱图：
   • 导出为图片：点击 File -> Export -> Image，可以选择格式（PNG, JPG, TIFF等），并设置分辨率（建议300 dpi以上用于发表）。
   • 导出为数据：点击 File -> Export -> Data，可以将谱图数据导出为文本文件。

第四部分：高级功能与技巧

多谱叠加

当你需要比较不同样品或不同条件的谱图时,这是一个非常有用的功能。

1. 打开多个谱图窗口。
2. 在项目浏览器中,按住 Ctrl 键，选中你想要叠加的多个谱图。
3. 右键点击选中的谱图,选择 Overlay Selected Spectra。
4. 所有谱图会叠加在一个窗口中,你可以通过修改每个谱图的颜色、线宽和透明度来区分它们。

1D/2D谱图处理

MN同样擅长处理2D谱图（如COSY, HSQC, HMBC）。

• 导入：方法与1D谱相同。
• 处理：2D谱通常只需要进行相位校正和基线校正（有时对F1和F2维度分别进行），傅里叶变换通常是自动完成的。
• 等高线图：2D谱默认显示为堆叠图，切换到等高线图更直观，在谱图窗口右键，选择 View -> Contour Plot。
• 峰归属：使用 Cross Peak Table 功能，可以列出所有的交叉峰，方便进行结构解析。

峰表与归属

• 生成峰表：对于1D谱，右键谱图 -> Peak Table -> Create Peak Table，软件会自动识别峰并生成一个列表，包含化学位移、积分值等。
• 化学位移归属：在 Assignment 面板中，你可以将分子结构（.mol 文件）导入，然后将谱图上的峰与结构上的氢原子进行关联，实现可视化归属。

模拟与预测

MN可以预测简单分子的1H和13C谱图,帮助你验证归属。

1. 点击菜单栏 Structure -> Predict NMR。
2. 输入分子结构（或从文件导入）。 3 选择要预测的核（1H, 13C等），软件会给出预测的化学位移和偶合常数。

第五部分：实用技巧与注意事项

1. 使用快捷键：熟练使用快捷键可以极大提高效率。
   • Ctrl+O: 打开文件
   • Ctrl+S: 保存项目
   • Ctrl+Z: 撤销
   • Ctrl+Y: 重做
   • Ctrl+D: 复制选中的谱图
   • F2: 重命名项目浏览器中的文件
2. 处理面板是核心：不要只依赖工具栏，右侧的 Processing 面板包含了所有处理参数的精细控制，在这里你可以调整窗函数、零填充数、线宽等，获得最优的谱图质量。
3. 养成保存项目的习惯：.mnp 文件包含了你的所有工作，比只保存图片更有价值，如果处理出错，可以随时恢复。
4. 注意数据格式：确保你的许可证支持你仪器生成的数据格式，有时需要转换工具将 proprietary 格式转换为通用格式。
5. 善用右键菜单：在谱图、项目浏览器的任何地方点击右键，通常都能找到与当前操作相关的命令。

MestReNova 功能非常强大，本教程仅涵盖了最基础和最常用的部分，最好的学习方式就是多练习，找一些你自己的NMR数据，跟着这个流程走一遍，然后尝试探索菜单栏和面板里的其他选项，随着使用的深入，你会逐渐掌握更多高级技巧，让NMR数据分析变得更加高效和精确。