用于液相色谱数据分析的方法
【专利说明】用于液相色谱数据分析的方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请权利要求于2015年1月8日提交的名称为"用于对液相色谱数据进行分析的 方法和系统"的美国非临时专利申请第14,592,308号的优先权，该专利申请要求于2014年1 月14日提交的名称为"用于对液相色谱数据进行分析的方法和系统"的美国临时专利申请 第61/927,206号的权益，该专利申请的全部公开内容以参考的方式并入本文中用于所有目 的。
【背景技术】
[0003] 液相色谱是基于各组分的具体特性使混合物中的各组分分离的色谱技术。液相色 谱被用于鉴定混合物中的各组分并且对各组分进行定量。一般来说，液相色谱涉及到利用 液体溶剂的流动而在填塞入柱中的固体吸附剂上方通过的液体样品。样品中的各组分(例 如，分析物)略微不同地与吸附剂相互作用，因此使分析物的流动减速。如果相互作用较弱 那么分析物在短时间内从柱中流出，如果相互作用较强那么分析物要用较长的时间从柱中 流出。
[0004] 被称为吸附剂的柱的活性成分通常是由固体颗粒(例如，二氧化硅、聚合物等)所 制成的粒料，并且粒径可以是在约2至50微米的范围内。利用与吸附剂颗粒的不同程度的相 互作用，而使样品混合物的各组分相互分离。加压溶剂通常是各溶剂的混合物(例如，水、乙 腈或甲醇）并且被称为"移动相"。移动相液体的组成和温度通过影响样品组分与吸附剂之 间的相互作用而在分离过程中发挥主要作用。这些相互作用在本质上是物理作用，例如疏 水性(分散的）、偶极-偶极之间作用和离子的、或者一些其组合。
[0005] 将要被分离和分析的样品混合物以连续的小体积(通常是微升）导入渗滤经过柱 的移动相的流。样品的各组分以不同的速率移动经过柱，该速率是与吸附剂（也称为固定 相）的特定的物理相互作用的函数。各组分的速率取决于其化学性质、固定相(柱）的性质、 和移动相的组成。将特定分析物从柱中流出的时间称为其"保留时间"。在特定条件下所测 量的保留时间被认为是给定分析物的鉴别特性。
[0006] 液相色谱系统通常包括进样器、栗、和检测器。进样器使样品混合物进入移动相 流，该移动相流将样品混合物传送进入柱。栗将具有期望的流速和组成的移动相液体输送 经过柱。检测器生成与从柱中流出的样品组分的量成正比的信号，因此能够对样品组分进 行定量分析。通用或专用数字计算机可以用于控制液相色谱系统并且提供数据分析。常用 的各种检测器包括:UV检测器、光电二极管阵列（"PDA"）、荧光检测器、或基于质谱的检测 器。也可使用外部检测器(例如，荧光、折射率等）。另外，可提供用不同粒径的吸附剂填充的 许多不同类型的柱。
[0007] 图1示出了根据现有技术的液相色谱系统的示例性图示。在图示说明的实施例中， 液相色谱单元100包括：（1)储溶剂器、（2)溶剂脱气器、（3)梯度阀、（4)用于输送移动相的混 合容器、（5)高压栗、（6)开关阀、（7)样品注入环、（8)预柱(保护柱）、（9)分析柱、（10)检测器 (例如IR或UV)、（ 11)数据处理装置、和（12)废液收集器。
【发明内容】
[0008] 本文中所描述的实施例总体上涉及液相色谱分析。更具体地，本文中所描述的实 施例总体上涉及用于对液相色谱数据进行分析从而优化在混合物中的一个或多个感兴趣 组分与杂质的分离的技术。
[0009] 例如，本发明的一个实施例涉及一种对液相色谱数据进行分析的方法。该方法包 括：从对混合物的液相色谱过程的第一次执行中，由数据处理系统从第一液相色谱柱 (column)中收集用于光λ?的第一吸收波长的第一体积分数(volume fraction)数据，其中 第一液相色谱柱筛选(screen for)混合物的第一特性。该方法还包括:对于第一吸收波长λ 1使混合物中感兴趣组分的第一体积的第一相对峰面积归一化，从而获得第一组纯度商值 PQ1;从对混合物的液相色谱过程的第二次执行中，从第二液相色谱柱中收集用于光λ2的第 二吸收波长的第二体积分数数据，其中第二液相色谱柱筛选混合物的第二特性;对于第二 吸收波长λ2使混合物中感兴趣组分的第二体积的第二相对峰面积归一化，从而获得第二组 纯度商值PQ2;将值PQ1和PQ2存储于储存器中；计算第一和第二体积的各体积分数位置的值 PQ1与PQ2之间的差，从而获得第一组纯度商差（"PQD"）值;将第一组PQD值显示于图形显示 中；和基于第一组PQD值的显示来确定将哪些体积分数汇集在一起(pool together)。
[0010] 本发明的其它实施例涉及在本文中更详细描述的方法、系统和计算机装置。
【附图说明】
[0011] 图1示出了根据现有技术的液相色谱系统的示例性图示；
[0012] 图2示出了根据一个实施例的在两个不同吸收波长处所执行的液相色谱过程的输 出的示例性图形显示；
[0013] 图3示出了根据一个实施例的显示用于在两个不同吸收波长处所执行的液相色谱 过程的示例性纯度商差计算的表格；
[0014] 图4示出了根据一个实施例的在两个不同吸收波长处的液相色谱过程的一组纯度 商差值的示例图；
[0015] 图5示出了根据一个实施例的用于在两个不同吸收波长处三次单独执行液相色谱 过程的相互叠加的三组纯度商差值的示例图；
[0016] 图6A示出了根据一个实施例的用于对液相色谱数据进行分析的过程的示例性流 程图；
[0017] 图6B示出了根据一个实施例的用于对液相色谱数据进行分析的另一个过程的示 例性流程图；
[0018] 图7示出了可用于实施所公开实施例的数据处理系统的示例性方框图。
【具体实施方式】
[0019] 在整个的本说明中，为了说明的目的陈述了许多具体细节从而提供对本发明的详 尽理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可在没有部分的这些具体细节的 情况下实施。在其它情况下，众所周知的结构和装置是以方框图显示而示出，以避免使所描 述实施例的基本原理变得难以理解。
[0020] 图2示出了根据一个实施例的在两个不同吸收波长处所执行的液相色谱过程的输 出的示例性图形显示。该图示说明的实施例示出了液相色谱系统的一个示例性输出显示 200,例如图1中所示的数据处理装置11。在附图中，使用液相色谱柱并且在使用用于光230 的两个不同吸收波长的柱的液相色谱过程的执行期间从该色谱柱中收集体积分数数据。在 此具体实例中，将在280纳米(nm)处的吸收波长λ3及波长λ4和525nm已用于液相色谱过程的 执行。本文中使用的"体积分数(v〇lume fraction)"被定义为将混合物中感兴趣组分的体 积除以组合物中所有组分的体积。虽然"分数"可以由被收集在作为色谱仪输出的各种容器 中的量所定义，但"分数"（例如，执行时间或体积输出的）也可以任意地指定或者基于其它 标准。亦即，为了本文中所描述技术的目的，"分数"可以是可以用于计算吸收的相对面积的 液体的任何任意或可变体积。根据需要，分数可以具有相同或不同的大小。SI-单位是m 3/m3。
[0021] 在图2中，吸收波长λ3的图是用线225表示并且吸收波长λ4的图是用线215表示。然 后，可以由液相色谱系统基于显示器200上的输出对体积分数数据进行处理。显示器200显 示每个吸收波长230的体积分数数据的图。具体地，显示器200显示柱的各体积分数的在两 个吸收波长230处被混合物所吸收光的量的图。图中的y-轴265代表在特定吸收波长处有多 少光被吸收，图中的X-轴代表以毫升为单位的体积分数位置。显示器200还显示在液相色谱 过程的这次具体执行中所使用的变量240的图。
[0022]在图示中，所显示的吸收波长λ3和λ4的各种峰表示混合物的各组分何时在各种体 积分数中从柱中流出。例如，在波长λ3处吸收光的组分显示在3.39ml、27.19ml和46.98ml处 的峰，在λ4处吸收光的组分显示在27.91处的峰。正如可以看到的，波长λ3和λ4具有在 27.19ml处一致的峰，这是由附图中的参考指示符号225所表示。在柱中的大约24ml和30ml 之间的体积处，最高浓度的感兴趣组分从柱中流出。
[0023]本文中所公开的系统和方法适合于对来自液相色谱系统的该数据输出进行分析 从而有助于确定将哪组条件和变量应用于过程以便获得最佳结果。具体地，本文中所公开 的系统和方法适合于对液相色谱数据进行分析从而有助于确定将哪个体积分数汇集到一 起以便获得混合物中感兴趣组分与杂质的最佳分离。这可以通过实施两次或更多次液相色 谱过程的执行而完成，同时改变各执行之间的一个变量以确定哪个执行提供更有利的结 果。
[0024]所述方法和系统也适合于对两组的纯度商（"PQ"）值进行比较。通过使吸收波长的 相