如何判断小分子有没有标记成功

在小分子药物靶点筛选中，我们常需对小分子进行标记（如引入生物素），以进行靶点垂钓等后续研究。然而，这些研究的可靠性完全取决于一个关键前提：所使用的标记小分子必须是严格验证的产物——即标记物确实按设计成功连接，且小分子的核心结构及结合活性未受破坏。为此，我们通常需要借助质谱（MS）和核磁氢谱（NMR）这两项关键技术进行验证。

质谱 (MS)——“装上没？装对了没？纯不纯？”

质谱像一台极其精密的“分子秤”。它能精确测量整个分子的质量/电荷比 (m/z)，从而得出精确的分子量。 标记物（比如一个特定的原子基团）本身有质量。标记成功后，目标分子的分子量应该精确地增加这个标记物的质量（或非常接近，考虑同位素等因素）。

为什么做质谱：

主产物分子量是否正确？ 是否达到了标记后预期的分子量？这是标记成功的最直接证据。

有无未标记的原料残留？ 是否有信号对应于原始未标记分子的分子量？

有无副产物？ 是否有其他分子量的信号出现？这反映了产物的纯度以及反应是否产生了不想要的副产物（比如过度标记、分解产物等）。

核磁氢谱（NMR）——“装哪了？结构坏没坏？”

核磁氢谱不是“秤”，而是分子的“原子级结构探测器”。它探测的是分子中氢原子 (¹H) 所处的化学环境。不同化学环境（比如连接在碳、氧、氮上，或在芳环、烷基链的不同位置）的氢原子会产生不同位置的信号（化学位移），并且相邻氢原子之间会相互影响（耦合裂分）。

为什么做核磁氢谱（NMR）：

定位标记位点： 如果标记物连接在分子上，它必然会改变其连接点附近氢原子的化学环境。通过对比标记前、后的谱图，观察哪些氢原子的信号发生了位移、消失或峰形改变，就能精确定位标记发生在分子的哪个原子或基团上。这是确认标记位置的金标准。

验证结构完整性： 标记反应有时可能意外地破坏分子骨架或改变其他官能团。核磁氢谱能清晰地显示分子中所有氢原子的信号模式。如果除了标记点附近的变化，其他信号基本保持不变，就说明分子的主体结构在标记过程中是完整的，没有发生意外的分解或副反应。

确认产物纯度/均一性： 谱图中如果出现杂质峰，也能反映纯度问题（虽然MS更擅长发现微量杂质）。

所以，一般来说，标记完小分子后，两者都需要做，质谱告诉你：“标记物成功连上去了吗？分子量变对了吗？产物够纯吗？”（确认反应宏观结果）。核磁氢谱告诉你：“标记物具体连在分子哪个位置了？标记过程中分子其他部分的结构有没有被破坏？”（确认反应微观细节和结构完整性）。缺了MS，你不知道标记是否真的成功（分子量变了没）；缺了NMR，你不知道标记在哪以及结构是否完好。两者信息互相印证、互为补充，构成完整证据链。

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