一種液相色譜梯度分離條件優(yōu)化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液相色譜梯度分離條件優(yōu)化的方法，具體地說(shuō)，是在基于非線性 溶劑強(qiáng)度以及考慮了流動(dòng)相組成變化對(duì)色譜柱理論塔板高度影響的前提下，優(yōu)化由3個(gè)或 3個(gè)以上與時(shí)間坐標(biāo)軸平行、垂直或斜相交的線段組合而成的梯度曲線的形狀。
【背景技術(shù)】
[0002] 液相色譜是一種重要的分析檢測(cè)技術(shù)。實(shí)踐中它有兩種操作模式。一種是等度洗 脫，即在分離的過(guò)程中流動(dòng)相的組成保持不變。另一種是梯度洗脫，即流動(dòng)相的組成會(huì)隨時(shí) 間的改變而發(fā)生變化。與等度洗脫相比，梯度洗脫的優(yōu)點(diǎn)是可以縮短分析的時(shí)間以及減少 色譜峰的寬度，因此有著很高的分離效率。目前，梯度液相色譜已成為復(fù)雜樣品如中藥和蛋 白等分離的一種重要手段（GrittiF,GuiochonG.JChromatogrA, 2009, 1216, 6124-6133 ; ChenX，KongL，SuX，etal.JChromatogrA，2005, 1089,87-100 ;馬巖，張萬(wàn)軍，衛(wèi)軍營(yíng)， 牛明，等?色譜，2011，29, 205-211;SchellingerAP,StollDR,CarrPW.JChromatogr A, 2005, 1064, 143-156)。
[0003] 與等度洗脫相比，梯度洗脫的另一個(gè)特點(diǎn)是分離機(jī)理要復(fù)雜許多。這是因?yàn)?，一?重要的物理參數(shù)，如溶質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)以及傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)系數(shù)等，都會(huì) 隨著流動(dòng)相組成的改變而發(fā)生變化。在許多研宄中，溶質(zhì)保留因子的對(duì)數(shù)值（Ink)與流動(dòng) 相組成（通常表示為強(qiáng)洗脫溶劑在流動(dòng)相中的體積比，的關(guān)系被假定符合線性關(guān)系，即 有
[0004]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種液相色譜梯度分離條件優(yōu)化的方法，包括以下步驟： a. 數(shù)學(xué)模型參數(shù)的測(cè)定： 測(cè)定樣品組分在不同條件下的保留時(shí)間和色譜峰寬，得到描述溶劑強(qiáng)度及理論塔板高 度隨流動(dòng)相組成變化的模型參數(shù)。 b. 梯度曲線的初始化： 設(shè)定梯度曲線中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，生成初始的梯度曲線，基于a中獲得的模型參數(shù)預(yù)測(cè)相 應(yīng)梯度條件下的保留時(shí)間和色譜峰寬，計(jì)算相鄰組分的分離度。 c. 梯度曲線的最優(yōu)化： 基于遺傳算法優(yōu)化梯度曲線的形狀。首先以梯度曲線中節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)編碼染色體。然后 以b中生成的初始梯度曲線作為父代，通過(guò)交叉和變異生成子代，計(jì)算子代所對(duì)應(yīng)的梯度 條件下的保留時(shí)間、色譜峰寬及分離度。對(duì)父代和子代所對(duì)應(yīng)的分離結(jié)果進(jìn)行排序，以最優(yōu) 子代替換父代，直至最優(yōu)子代未出現(xiàn)變化為止，得到最佳的梯度曲線形狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于溶劑強(qiáng)度及理論塔板高度隨流動(dòng)相組成的 變化分別通過(guò)如下數(shù)學(xué)方程進(jìn)行描述：
其中k為保留因子，H為理論塔板高度，供為流動(dòng)相組成（即強(qiáng)洗脫溶劑在流動(dòng)相中的 體積比），lnkQ、S2、a、b、c為常數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征梯度在于梯度曲線是由3個(gè)或3個(gè)以上的梯度 線段組合而成，該線段與時(shí)間坐標(biāo)軸的相對(duì)位置為平行、垂直或者斜相交中的任意一種形 式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于基于遺傳算法對(duì)梯度曲線的形狀進(jìn)行優(yōu) 化。在優(yōu)化過(guò)程中，以梯度曲線中節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)編碼染色體，評(píng)價(jià)分離效果的分?jǐn)?shù)格式定義為 XXXX XXXX 其中前4位數(shù)字為所關(guān)注的兩組分的分離度乘1000后取整（該值大于9999時(shí)則設(shè)為 9999)，后4位數(shù)字為規(guī)定的分析時(shí)間減去最后一個(gè)色譜峰的保留時(shí)間后乘10后取整（當(dāng) 該值為負(fù)數(shù)，即最后一個(gè)組分的出峰時(shí)間超過(guò)所規(guī)定的分析時(shí)間時(shí)，8位數(shù)字回歸為0,而 當(dāng)該值大于9999時(shí)則設(shè)為9999)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述梯度曲線形狀優(yōu)化的方法，其特征在于保留時(shí)間（t K)、色譜峰 寬（W)以及分離度（R)分別通過(guò)下式進(jìn)行計(jì)算：
R = 2(\「\2"(職） 其中h為死時(shí)間，tD為梯度延遲時(shí)間，@為初始流動(dòng)相組成，? (t)為在輸液系統(tǒng)中設(shè) 定的梯度曲線，I為積分變量，k和H中的下標(biāo)為該值所對(duì)應(yīng)的流動(dòng)相組成，t#P W中的下 標(biāo)1和2代表兩個(gè)相鄰的組分。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種液相色譜梯度分離條件優(yōu)化的方法，包括以下步驟：a.測(cè)定樣品組分在不同條件下的保留時(shí)間和色譜峰寬，得到描述溶劑強(qiáng)度及理論塔板高度隨流動(dòng)相組成變化的數(shù)學(xué)方程。b.設(shè)定初始的梯度曲線，計(jì)算相應(yīng)條件下各組分的保留時(shí)間、色譜峰寬及分離度。c.基于遺傳算法優(yōu)化梯度曲線的形狀。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.計(jì)算準(zhǔn)確，適用范圍廣。本發(fā)明以非線性數(shù)學(xué)方程描述溶劑強(qiáng)度及理論塔板高度隨流動(dòng)相組成的變化，克服了線性溶劑強(qiáng)度在實(shí)踐中的局限性。同時(shí)，梯度曲線為任意與時(shí)間軸平行、垂直或斜相交的線段組合而成，拓寬了梯度曲線形狀選擇的范圍。2.計(jì)算快速。
【IPC分類(lèi)】G01N30-86
【公開(kāi)號(hào)】CN104820048
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510126615
【發(fā)明人】郝衛(wèi)強(qiáng), 蔣錫煜, 莊韋, 岳邦毅, 陳強(qiáng)
【申請(qǐng)人】常州南京大學(xué)高新技術(shù)研究院
【公開(kāi)日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年3月20日