一种液相色谱梯度分离条件优化的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液相色谱梯度分离条件优化的方法，具体地说，是在基于非线性 溶剂强度以及考虑了流动相组成变化对色谱柱理论塔板高度影响的前提下，优化由3个或 3个以上与时间坐标轴平行、垂直或斜相交的线段组合而成的梯度曲线的形状。
【背景技术】
[0002] 液相色谱是一种重要的分析检测技术。实践中它有两种操作模式。一种是等度洗 脱，即在分离的过程中流动相的组成保持不变。另一种是梯度洗脱，即流动相的组成会随时 间的改变而发生变化。与等度洗脱相比，梯度洗脱的优点是可以缩短分析的时间以及减少 色谱峰的宽度，因此有着很高的分离效率。目前，梯度液相色谱已成为复杂样品如中药和蛋 白等分离的一种重要手段（GrittiF,GuiochonG.JChromatogrA, 2009, 1216, 6124-6133 ; ChenX，KongL，SuX，etal.JChromatogrA，2005, 1089,87-100 ;马岩，张万军，卫军营， 牛明，等?色谱，2011，29, 205-211;SchellingerAP,StollDR,CarrPW.JChromatogr A, 2005, 1064, 143-156)。
[0003] 与等度洗脱相比，梯度洗脱的另一个特点是分离机理要复杂许多。这是因为，一些 重要的物理参数，如溶质在固定相和流动相之间的分配系数以及传质动力学系数等，都会 随着流动相组成的改变而发生变化。在许多研宄中，溶质保留因子的对数值（Ink)与流动 相组成（通常表示为强洗脱溶剂在流动相中的体积比，的关系被假定符合线性关系，即 有
[0004]
【主权项】
1. 一种液相色谱梯度分离条件优化的方法，包括以下步骤： a. 数学模型参数的测定： 测定样品组分在不同条件下的保留时间和色谱峰宽，得到描述溶剂强度及理论塔板高 度随流动相组成变化的模型参数。 b. 梯度曲线的初始化： 设定梯度曲线中节点的数目，生成初始的梯度曲线，基于a中获得的模型参数预测相 应梯度条件下的保留时间和色谱峰宽，计算相邻组分的分离度。 c. 梯度曲线的最优化： 基于遗传算法优化梯度曲线的形状。首先以梯度曲线中节点的坐标编码染色体。然后 以b中生成的初始梯度曲线作为父代，通过交叉和变异生成子代，计算子代所对应的梯度 条件下的保留时间、色谱峰宽及分离度。对父代和子代所对应的分离结果进行排序，以最优 子代替换父代，直至最优子代未出现变化为止，得到最佳的梯度曲线形状。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于溶剂强度及理论塔板高度随流动相组成的 变化分别通过如下数学方程进行描述：
其中k为保留因子，H为理论塔板高度，供为流动相组成（即强洗脱溶剂在流动相中的 体积比），lnkQ、S2、a、b、c为常数。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征梯度在于梯度曲线是由3个或3个以上的梯度 线段组合而成，该线段与时间坐标轴的相对位置为平行、垂直或者斜相交中的任意一种形 式。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于基于遗传算法对梯度曲线的形状进行优 化。在优化过程中，以梯度曲线中节点的坐标编码染色体，评价分离效果的分数格式定义为 XXXX XXXX 其中前4位数字为所关注的两组分的分离度乘1000后取整（该值大于9999时则设为 9999)，后4位数字为规定的分析时间减去最后一个色谱峰的保留时间后乘10后取整（当 该值为负数，即最后一个组分的出峰时间超过所规定的分析时间时，8位数字回归为0,而 当该值大于9999时则设为9999)。
5. 根据权利要求4所述梯度曲线形状优化的方法，其特征在于保留时间（t K)、色谱峰 宽（W)以及分离度（R)分别通过下式进行计算：
R = 2(\「\2"(職） 其中h为死时间，tD为梯度延迟时间，@为初始流动相组成，? (t)为在输液系统中设 定的梯度曲线，I为积分变量，k和H中的下标为该值所对应的流动相组成，t#P W中的下 标1和2代表两个相邻的组分。
【专利摘要】本发明涉及一种液相色谱梯度分离条件优化的方法，包括以下步骤：a.测定样品组分在不同条件下的保留时间和色谱峰宽，得到描述溶剂强度及理论塔板高度随流动相组成变化的数学方程。b.设定初始的梯度曲线，计算相应条件下各组分的保留时间、色谱峰宽及分离度。c.基于遗传算法优化梯度曲线的形状。本发明具有如下优点：1.计算准确，适用范围广。本发明以非线性数学方程描述溶剂强度及理论塔板高度随流动相组成的变化，克服了线性溶剂强度在实践中的局限性。同时，梯度曲线为任意与时间轴平行、垂直或斜相交的线段组合而成，拓宽了梯度曲线形状选择的范围。2.计算快速。
【IPC分类】G01N30-86
【公开号】CN104820048
【申请号】CN201510126615
【发明人】郝卫强, 蒋锡煜, 庄韦, 岳邦毅, 陈强
【申请人】常州南京大学高新技术研究院
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月20日