一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法技术

本发明专利技术公开了一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法，包括以下步骤：(1)初步设定

A Method for Calculating the First-Dimensional Chromatographic Peaks in Full-Two-Dimensional Chromatography from Two Modulation Peaks

The invention discloses a method for calculating the first dimension chromatographic peak in a full two-dimensional chromatographic method from two modulation peaks, which comprises the following steps: (1) preliminary setting

【技术实现步骤摘要】
一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法
本专利技术属于分析化学领域，涉及色谱，更具体地，涉及全二维色谱法中第一维色谱峰特别是色谱峰保留时间的推导方法，以辅助未知物的定性分析。
技术介绍
在色谱法中，为了提高对未知物进行定性分析的准确性，常需测定未知物的色谱的保留时间。对于全二维色谱，可以分别测定其第一维和第二维色谱保留时间。对于某化合物的在全二维色谱中第一维色谱的保留时间，可以从以下三个方法来得到：1、将全二维色谱法改为普通的一维色谱，通过一维色谱实验来测定目标化合物的保留时间。此方法虽然步骤简单，并不需要额外的计算来推导目标化合物的保留时间，但由于复杂的样品常常存在共流出峰的现象，因此鉴定哪个峰是目标化合物比较困难，不容易确定其保留时间。2、通过全二维色谱所得到的目标化合物的一组调制峰中面积最大的峰的保留时间，来近似代替第一维色谱峰的保留时间。此法虽简单易行，但其误差可达到一个调制周期的数量级，以其结果辅助化合物的定性鉴别，结果往往不可靠。3、通过全二维色谱所得到的目标化合物的一组调制峰来模拟计算其第一维色谱的保留时间。其基本原理在于：目标化合物的第一维色谱峰可以通过高斯公式(如下公式1)来近似的描述：公式1：其中S(t)检测器的响应值；t为分析时间；A、1tR和1σ分别为色谱峰的峰面积、保留时间和标准差。因此要确定一个色谱峰需知道其三个参数，即A、1tR和1σ。该一维色谱峰在全二维色谱法的调制器调制下，会分裂为数个调制峰。从以下定积分公式(公式2)可计算出某个理论调制峰的保留时间和峰面积：公式2：其中Arn某个调制峰的峰面积；xn为某次调整器的释放时间(releasetime)，xn+1为下一次调整器的释放时间。xn可通过xn＝(nPM)+x0来计算,其中PM为调制周期，x0为调制器工作的起始时间。按照相反的过程，也可以从调制峰的保留时间和峰面积推出公式1，也即推导出第一维色谱峰。由于公式1有三个未知数(A、1tR和1σ)，因此需要从全二维色谱实验得到3个以上的调制峰，方可通过解方程的方法结合公式1和2求出公式1中的A、1tR和1σ。通过三个以上的调制峰来推导第一维色谱峰，其准确度和精密度高，是目前色谱软件中最常用的方法。但此法需要三个以上的调制峰，有时并不能满足要求。其原因在于在用全二维色谱法来分析复杂化合物时，为了避免某强保留化合物在不能在一个调制周期内流出的现象(wraparoundeffect)，往往采用比较长的调制周期，从而导致调制峰的数目只有两个，也即所谓的欠采样(under-sampling)现象。因此，发展能用两个调制峰来准确推导第一维色谱峰的方法具有重要意义。该法可广泛应用于在欠采样条件下全二维色谱法中第一维色谱峰的计算，以辅助未知物的定性分析。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有建立全二维色谱中第一维色谱峰推导过程中需要三个以上的调制峰的限制，提供一种发展能用两个调制峰来准确推导第一维色谱峰的方法，以应用于全二维色谱法中第一维色谱峰特别是色谱峰保留时间和保留指数的计算，以辅助未知物的定性分析。为了达到上述目的，本专利技术根据一维色谱峰在全二维色谱法的调制器调制产生了且只产生两调制峰的现象或限制，建立了一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法。本专利技术提供的这种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法的工艺流程如图1所示，步骤如下：(1)设置1σ的初始值为PM/3。如所用的PM＝6秒，则设定1σ的初始值为2秒；(2)以实验所得的两个调制峰峰面积之和计算得到第一维色谱峰的峰面积A；(3)以设定的1σ以及所计算得到的A，结合公式1-2，通过非线性规划法工具(如excel的SOLVER)求出在所设定的1σ值条件下的最优1tR值，也即推导出在所设定的1σ值条件下的最优第一维色谱峰。此最优的1tR所对应的色谱峰所产生的理论调制峰与实验所得的调制峰的峰面积差之和，在所设定的1σ值条件下具有最小值；(4)判断步骤(3)所推导的结果是否正确以及根据判断结果所采取的后续步骤：判断的标准为：若步骤3所推导出的在所设定的1σ值条件下的最优第一维色谱峰，通过公式2的计算，能产生大于两个的理论调制峰，则与实验结果(即两个调制峰)不符合从而说明步骤3说得到的第一维色谱峰不正确；若只能产生两个的理论调制峰，则正确。根据判断结果所采取的后续步骤：若结果不正确，重新赋予1σ一个比步骤3所用1σ值稍小的数值(如原步骤3所用1σ值-0.1，或原步骤3所用1σ值-0.01，等)，并回到步骤3，重新推导出在所设定的1σ值条件下的最优第一维色谱峰；若结果正确，则停止计算，采用步骤3所得的结果。公式1：公式2：在上述步骤(1)-步骤(4)以及公式1和公式2中：S(t)为检测器的响应值；t为分析时间；A、1tR和1σ分别为色谱峰的峰面积、保留时间和标准差；Arn为某个调制峰的峰面积；xn为某次调整器的释放时间；xn+1为下一次调整器的释放时间；xn可通过xn＝(nPM)+x0来计算，其中PM为调制周期，x0为调制器工作的起始时间。本专利技术所述的方法的基本原理如下：推导全二维色谱法中第一维色谱峰，需求出公式1中的三个未知数(A、1tR和1σ)。若已知公式1里面三个未知数中1σ的数值，则可以通过两个调制色谱峰的保留时间和峰面积来推导公式1中的另外两个未知数(A和1tR)。若一维色谱峰在全二维色谱法的调制器调制产生了且只产生2调制峰，则要求一维色谱峰的峰底宽必须小于两倍的调制时间(PM)。如果用六倍的1σ来计算峰底宽，则要求1σ≤PM/3。因此，可设定1σ的初始值为允许的最大值即PM/3，并通过两个调制色谱峰的保留时间和峰面积来推导公式1中的另外两个未知数(A和1tR)，即初步推导出全二维色谱法中第一维色谱峰。若此色谱峰在所用的调制条件下，通过公式1和2模拟分析，产生了大于两个的调制峰，则可采用逐步逼近法进一步减小1σ的数值，重新通过两个调制色谱峰的保留时间和峰面积来推导公式1中的另外两个未知数(A和1tR)，直至所推导得到的第一维色谱峰在所用的调制条件下，通过公式1和2模拟分析只产生两个的调制峰。此时所用的1σ和所计算得到的A和1tR，即为本专利技术所推导出的第一维色谱峰的特征参数。根据本专利技术法提供的这种方法，以下提供一个假设说明例，详细说明推导第一维色谱峰的过程与结果：假设某个原始的第一维色谱峰(如图2A宽峰所示)具有如下参数：1σ＝1秒、A＝1000和1tR＝30秒。当全二维色谱法使用PM＝5秒，在调制相(modulationphase)为60度时可将该第一维色谱峰调制为两个调制峰(如图2A中的两个尖峰所示)。调制峰1的保留时间和峰面积分别为28.33333秒和48；调制峰2的保留时间和峰面积分别为33.33333秒和952。现使用本专利技术的一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法来推导该第一维色谱峰，以和该原始的第一维色谱峰进行对比分析来说明本方法的可靠性。步骤如下：(1)初步设定1σ＝PM/3＝5/3＝1.667秒；(2)设定第一维色谱峰的峰面积A＝48+952＝1000；(3)以设定的1σ以及所计算得到的A，结合公式1-2，通过Excel的SOLVER插件功能求出在所设定的1σ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过算式

【技术特征摘要】
1.一种由两个调制峰求全二维色谱法中第一维色谱峰的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过算式1σ≤PM/3，计算1σ的最大值，为初步设定1σ的值，即初步设定1σ＝PM/3；(2)以实验所得的两个调制峰峰面积之和计算得到第一维色谱峰的峰面积A；(3)以设定的1σ以及所计算得到的A，结合公式1和公式2，通过非线性规划法求出在所设定的1σ值条件下的最优1tR值；(4)判断步骤(3)所推导的结果是否正确以及根据判断结果所采取的后续步骤：判断步骤(3)所推导的结果是否正确：若步骤(3)所求出在所设定的1σ值条件下的最优1tR值，代入公式2，通过公式2的计算，产生大于两个的理论调制峰，则表明步骤(3)得到的第一维色谱峰不正确；若只能产生两个的理论调制峰，则正确；根据判断结果所采取的后续步骤：若结果不正确，重新赋予1σ一个比步骤(3)所用1σ值小的数值，并回到步骤(3)，重新推导出在所设定的1σ值...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42