一种二维色谱峰的检测方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种二维色谱峰的检测方法，该方法首先获取样品经过第一色谱仪后所分离得到的各组分在进入到第二色谱仪后所得到的第二维色谱图，以从中获取到各组分的各色谱峰。针对于获取到的各组分的各色谱峰，每次选择一个参比色谱峰，其中在选择一个参比色谱峰后，首先通过该参比色谱峰的位置以及预设的扫描宽度扫描到其他组分的各色谱峰，以获取到初始色谱峰簇；然后初始色谱峰簇依次进行色谱峰保留时间判定规则、双向色谱峰峰宽重叠判定方式、色谱峰簇中仅保存各组分的一个色谱峰原则、单峰性判定方法更新处理后最终得到二维色谱峰簇。本发明专利技术方法具有维色谱峰检测速度快并且检测简以及准确的优点。

A two-dimensional chromatographic peak detection method and its application

The invention discloses a method for detecting two-dimensional chromatographic peaks. The method firstly obtains the second-dimensional chromatogram of the components separated by the first chromatograph after entering the second chromatograph, from which the chromatographic peaks of each component can be obtained. For each chromatographic peak of each component obtained, a reference chromatographic peak is selected each time. After selecting a reference chromatographic peak, the reference chromatographic peak position and the preset scanning width are first scanned to each chromatographic peak of the other component to obtain the initial chromatographic peak cluster, and then the initial chromatographic peak cluster is successively advanced. The retention time of chromatographic peaks was determined, the overlap width of two-way chromatographic peaks was determined, only one chromatographic peak of each component was preserved in the chromatographic peaks cluster, and the determination method of unimodality was updated to obtain two-dimensional chromatographic peaks cluster. The method has the advantages of fast detection speed, simple and accurate detection of the chromatographic peaks.

【技术实现步骤摘要】
一种二维色谱峰的检测方法及其应用
本专利技术属于精密仪器分析领域，涉及一种色谱峰的检测方法，特别涉及一种二维色谱峰的检测方法及其应用。
技术介绍
一维色谱主要包括一维液相色谱和一维气相色谱，随着科学研究的不断发展，一维色谱已被广泛应用于蛋白质、肽、多酚、芳香物质、油脂等各类物质的分析和检测，然而随着对复杂样品分离分析需求的增长，仅通过一维色谱的分离常难以获得满意的分离效果，二维色谱由此应运而生。目前国内外已发展和报道了多种二维液相色谱和二维气相色谱，将其用于复杂样品的分析获得了极高的分辨率和峰容量。为了进一步完善二维色谱的检测和分析技术，国外学者目前发展了多种峰检测技术，其中主要有Bayesian两步检测法和Watershed图像法。Bayesian两步检测法主要以一维峰检测为第一步，借助于较为完善的一维峰检测技术，可获得较为准确的基础信息，再以此为基础，使用Bayesian定理对各种色谱峰组合形成峰簇的可能性进行计算，取其最大可能性的峰簇为处理结果，并以此为重复单元，直至所有一维色谱峰全部成功判定形成二维峰簇。Watershed图像法则借鉴原有的图像检测方法，对二维色谱分离结果中的峰顶点(图像中的凸出点)进行检测，再以每一个最高点为重复处理单元，向四周进行数据点对比，将响应值较上一点低的全部划入该二维色谱峰簇。目前这两种峰检测方法已被广泛应用于二维色谱峰的检测，但这两种也存在其缺点，Bayesian两步检测法因其需要对各种可能的组合进行概率计算和对比，因而需要一个对比库，且进行概率计算会增加较多的计算量，加大计算机程序处理负担。Watershed图像法虽然借鉴前期图像法，处理技术较为成熟，但实际上这种方法的准确性较低，因为二维色谱的实际数据密度远远低于图像中所获取的数据密度，在二维色谱分析中，理论上每一个一维色谱峰的切割次数为3～4，但实际操作时，为了减少第二维色谱分析的循环次数和二维分析时间，每个一维色谱峰的切割次数常小于3，尤其在使用补集柱替代样品环的二维色谱分析中，其切割次数甚至小于1，此时使用图像法检测其二维峰簇出现误判的几率极高。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种简单、快速以及准确的二维色谱峰的检测方法。本专利技术的第二目的在于提供一种二维色谱峰的检测方法的应用。本专利技术的第一目的通过下述技术方案实现：一种二维色谱峰的检测方法，步骤如下：步骤S1、获取样品经过第一色谱仪后所分离得到的各组分在进入到第二色谱仪后所得到的第二维色谱；针对于上述获取到的各组分的第二维色谱，分别从中获取到每一组分的各色谱峰，并且获取到各色谱峰的保留时间、起始和结束时间以及各色谱峰的宽度；步骤S2、选择上述其中一个组分第二维色谱中的一个色谱峰，以该色谱峰作为检测起点，并且将该色谱峰作为参比色谱峰；进入步骤S3；步骤S3、根据参比色谱峰的位置以及预设的扫描宽度扫描到其他组分的各色谱峰，然后将参比色谱峰和上述扫描到的各组分的各色谱峰存储为初始色谱峰簇；步骤S4、针对于初始色谱峰簇中存储的每一组分的各色谱峰，首先计算该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率，然后将相对于参比色谱峰的保留时间偏移率大于偏移率阈值的该组分的色谱峰进行丢弃，其中若初始色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率均大于偏移率阈值，则将初始色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰以及该组分后续组分的各色谱峰全部予以丢弃，从而得到更新后的第二色谱峰簇；步骤S5、针对于第二色谱峰簇中存储的各组分对应的各色谱峰，从参比色谱峰开始，分别计算该色谱峰与下一色谱峰的重叠率，然后判断该色谱峰与下一色谱峰的重叠率是否小于重叠率阈值，若是，则将该色谱峰进行丢弃，其中若第二色谱峰簇中存储的某组分的各色谱峰均满足与下一色谱峰的重叠率小于重叠率阈值，则将第二色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰以及该组分后续组分的各色谱峰全部予以丢弃，从而得到更新后的第三色谱峰簇；步骤S6、检测第三色谱峰簇中每一组分的色谱峰个数，若第三色谱峰簇中存储的该组分的色谱峰个数大于1，则根据最近原则，保留该组分距离参比色谱峰最近的一个色谱峰，其他比色谱峰均丢弃，得到第四色谱峰簇；步骤S7、检测第四色谱峰簇中总共存储的各组分的色谱峰是否超过2个；若否，则直接保留这2个色谱峰，直接将第四色谱峰簇作为更新后的第五色谱峰簇；若是，则针对于第四色谱峰簇中存储的每一组分的色谱峰，获取该组分的色谱峰的峰值，并且获取到样品得到该组分时在第一色谱仪中的洗脱时间，然后根据上述获取到的各组分的色谱峰的峰值以及各组分的洗脱时间得到组分的色谱峰的峰值和组分洗脱时间之间的关系曲线，通过关系曲线判断第四色谱峰簇存储的各组分的色谱峰的峰值是否呈单调分布或单峰分布，若是单调分布或单峰分布，则直接将第四色谱峰簇作为更新后的第五色谱峰簇；若即不是单调分布，也不是单峰分布，则从中寻找到第一个单峰的结束点，将第一个单峰外的其他峰值对应的色谱峰从第四色谱峰簇中丢弃，得到更新后的第五色谱峰簇；步骤S8、将第五色谱峰簇存储为一个已识别的二维色谱峰簇；步骤S9、选择步骤S1中得到其中一组分的色谱峰，该色谱峰为未存储在当前已经获取到的二维色谱峰簇中的色谱峰，然后以该色谱峰作为下一个参比色谱峰，重复执行步骤S3至步骤S9，直到步骤S1中得到各组分的各色谱峰均存储在各二维色谱峰簇中。优选的，所述步骤S2中，选择样品经过第一色谱仪后所分离得到的第一个组分第二维色谱中的第一个色谱峰或最后一个色谱峰为参比色谱峰；或者选择样品经过第一色谱仪后所分离得到的最后一个组分第二维色谱中的第一个色谱峰或最后一个色谱峰为参比色谱峰；所述步骤S9中，根据当前参比色谱峰选择下一个参比色谱峰，具体过程如下：寻找与当前参比色谱峰属于同一组分、距离当前参比色谱峰最近并且未存储在当前已经获取到的二维色谱峰簇中的色谱峰作为下一个参比色谱峰；若与当前参比色谱峰属于同一组分的所有色谱峰均已存储在当前已经获取到的二维色谱峰簇中，则针对于当前参比色谱峰所属组分的后面的各组分，依次检测各组分的色谱峰，直到寻找到某组分中与参比色谱峰距离最近且未存储在当前已经获取到的二维色谱峰簇中的色谱峰，则将该色谱峰作为下一个参比色谱峰。优选的，所述步骤S3中根据参比色谱峰的位置以及预设的扫描宽度扫描到其他组分的各色谱峰的具体过程如下：从参比色谱峰开始，沿着从参比色谱峰到检测起点到的相反方向以预设的扫描宽度进行扫描，得到预设的扫描宽度范围内的其他组分的各色谱峰。优选的，所述步骤S4中，针对于初始色谱峰簇中存储的每一组分的各色谱峰，计算该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率d为：其中t′为该组分的色谱峰的保留时间，t为参比色谱峰的保留时间。优选的，所述步骤S4中偏移率阈值为0～0.04％。优选的，所述步骤S5中，针对于第二色谱峰簇中存储的各组分对应的各色谱峰，从参比色谱峰开始，计算该色谱峰与下一色谱峰的重叠率，具体为：首先获取该色谱峰与下一色谱峰重叠部分的峰宽，将该峰宽作为分子；同时比较该色谱峰的峰宽和下一色谱峰的峰宽，选择小的峰宽作为分母；然后将上述分子和分母的比值作为该色谱峰与下一色谱峰的重叠率。优选的，所述步骤S5中重叠率阈值为20～100％。优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维色谱峰的检测方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1、获取样品经过第一色谱仪后所分离得到的各组分在进入到第二色谱仪后所得到的第二维色谱；针对于上述获取到的各组分的第二维色谱，分别从中获取到每一组分的各色谱峰，并且获取到各色谱峰的保留时间、起始和结束时间以及各色谱峰的宽度；步骤S2、选择上述其中一个组分第二维色谱中的一个色谱峰，以该色谱峰作为检测起点，并且将该色谱峰作为参比色谱峰；进入步骤S3；步骤S3、根据参比色谱峰的位置以及预设的扫描宽度扫描到其他组分的各色谱峰，然后将参比色谱峰和上述扫描到的各组分的各色谱峰存储为初始色谱峰簇；步骤S4、针对于初始色谱峰簇中存储的每一组分的各色谱峰，首先计算该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率，然后将相对于参比色谱峰的保留时间偏移率大于偏移率阈值的该组分的色谱峰进行丢弃，其中若初始色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率均大于偏移率阈值，则将初始色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰以及该组分后续组分的各色谱峰全部予以丢弃，从而得到更新后的第二色谱峰簇；步骤S5、针对于第二色谱峰簇中存储的各组分对应的各色谱峰，从参比色谱峰开始，分别计算该色谱峰与下一色谱峰的重叠率，然后判断该色谱峰与下一色谱峰的重叠率是否小于重叠率阈值，若是，则将该色谱峰进行丢弃，其中若第二色谱峰簇中存储的某组分的各色谱峰均满足与下一色谱峰的重叠率小于重叠率阈值，则将第二色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰以及该组分后续组分的各色谱峰全部予以丢弃，从而得到更新后的第三色谱峰簇；步骤S6、检测第三色谱峰簇中每一组分的色谱峰个数，若第三色谱峰簇中存储的该组分的色谱峰个数大于1，则根据最近原则，保留该组分距离参比色谱峰最近的一个色谱峰，其他比色谱峰均丢弃，得到第四色谱峰簇；步骤S7、检测第四色谱峰簇中总共存储的各组分的色谱峰是否超过2个；若否，则直接保留这2个色谱峰，直接将第四色谱峰簇作为更新后的第五色谱峰簇；若是，则针对于第四色谱峰簇中存储的每一组分的色谱峰，获取该组分的色谱峰的峰值，并且获取到样品得到该组分时在第一色谱仪中的洗脱时间，然后根据上述获取到的各组分的色谱峰的峰值以及各组分的洗脱时间得到组分的色谱峰的峰值和组分洗脱时间之间的关系曲线，通过关系曲线判断第四色谱峰簇存储的各组分的色谱峰的峰值是否呈单调分布或单峰分布，若是单调分布或单峰分布，则直接将第四色谱峰簇作为更新后的第五色谱峰簇；若即不是单调分布，也不是单峰分布，则从中寻找到第一个单峰的结束点，将第一个单峰外的其他峰值对应的色谱峰从第四色谱峰簇中丢弃，得到更新后的第五色谱峰簇；步骤S8、将第五色谱峰簇存储为一个已识别的二维色谱峰簇；步骤S9、选择步骤S1中得到其中一组分的色谱峰，该色谱峰为未存储在当前已经获取到的二维色谱峰簇中的色谱峰，然后以该色谱峰作为下一个参比色谱峰，重复执行步骤S3至步骤S9，直到步骤S1中得到各组分的各色谱峰均存储在各二维色谱峰簇中。...

【技术特征摘要】
1.一种二维色谱峰的检测方法，其特征在于，步骤如下：步骤S1、获取样品经过第一色谱仪后所分离得到的各组分在进入到第二色谱仪后所得到的第二维色谱；针对于上述获取到的各组分的第二维色谱，分别从中获取到每一组分的各色谱峰，并且获取到各色谱峰的保留时间、起始和结束时间以及各色谱峰的宽度；步骤S2、选择上述其中一个组分第二维色谱中的一个色谱峰，以该色谱峰作为检测起点，并且将该色谱峰作为参比色谱峰；进入步骤S3；步骤S3、根据参比色谱峰的位置以及预设的扫描宽度扫描到其他组分的各色谱峰，然后将参比色谱峰和上述扫描到的各组分的各色谱峰存储为初始色谱峰簇；步骤S4、针对于初始色谱峰簇中存储的每一组分的各色谱峰，首先计算该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率，然后将相对于参比色谱峰的保留时间偏移率大于偏移率阈值的该组分的色谱峰进行丢弃，其中若初始色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰相对于参比色谱峰的保留时间偏移率均大于偏移率阈值，则将初始色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰以及该组分后续组分的各色谱峰全部予以丢弃，从而得到更新后的第二色谱峰簇；步骤S5、针对于第二色谱峰簇中存储的各组分对应的各色谱峰，从参比色谱峰开始，分别计算该色谱峰与下一色谱峰的重叠率，然后判断该色谱峰与下一色谱峰的重叠率是否小于重叠率阈值，若是，则将该色谱峰进行丢弃，其中若第二色谱峰簇中存储的某组分的各色谱峰均满足与下一色谱峰的重叠率小于重叠率阈值，则将第二色谱峰簇中存储的该组分的各色谱峰以及该组分后续组分的各色谱峰全部予以丢弃，从而得到更新后的第三色谱峰簇；步骤S6、检测第三色谱峰簇中每一组分的色谱峰个数，若第三色谱峰簇中存储的该组分的色谱峰个数大于1，则根据最近原则，保留该组分距离参比色谱峰最近的一个色谱峰，其他比色谱峰均丢弃，得到第四色谱峰簇；步骤S7、检测第四色谱峰簇中总共存储的各组分的色谱峰是否超过2个；若否，则直接保留这2个色谱峰，直接将第四色谱峰簇作为更新后的第五色谱峰簇；若是，则针对于第四色谱峰簇中存储的每一组分的色谱峰，获取该组分的色谱峰的峰值，并且获取到样品得到该组分时在第一色谱仪中的洗脱时间，然后根据上述获取到的各组分的色谱峰的峰值以及各组分的洗脱时间得到组分的色谱峰的峰值和组分洗脱时间之间的关系曲线，通过关系曲线判断第四色谱峰簇存储的各组分的色谱峰的峰值是否呈单调分布或单峰分布，若是单调分布或单峰分布，则直接将第四色谱峰簇作为更新后的第五色谱峰簇；若即不是单调分布，也不是单峰分布，则从中寻找到第一个单峰的结束点，将第一个单峰外的其他峰值对应的色谱峰从第四色谱峰簇中丢弃，得到更新后的第五色谱峰簇；步骤S8、将第五色谱峰簇存储为一个已识别的二维色谱峰簇；步骤S9、选择步骤S1中得到其中一组分的色谱峰，该色谱峰为未存储在当前已经获取到的二维色谱峰簇中的色谱峰，然后以该色谱峰作为下一个参比色谱峰，重复执行步骤S3至步骤S9，直到步骤S1中得到各组分的各色谱峰均存储在各二维色谱峰簇中。2.根据权利要求1所述的二维色谱峰的检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，选择样品经过第一色谱仪后所分离得到的第一个组分第二维色谱中的第一个色谱峰或最后一个色谱峰为参比色谱峰；或者选择样品经过第一色谱仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵谋明，徐巨才，郑淋，林恋竹，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44