[發明專利]預測多階程序升溫條件下伸舌色譜峰形的方法有效
| 申請號: | 201110375216.2 | 申請日: | 2011-11-23 |
| 公開(公告)號: | CN102507817A | 公開(公告)日: | 2012-06-20 |
| 發明(設計)人: | 范國樑;李登科;龔彩榮 | 申請(專利權)人: | 天津大學 |
| 主分類號: | G01N30/86 | 分類號: | G01N30/86 |
| 代理公司: | 天津市杰盈專利代理有限公司 12207 | 代理人: | 王小靜 |
| 地址: | 300072*** | 國省代碼: | 天津;12 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 預測 程序 升溫 條件下 色譜 方法 | ||
1.一種預測多階程序升溫條件下伸舌色譜峰形的方法,該方法是以非線性塔板理論為基礎,針對HP6890氣相色譜儀及非極性的HP-5色譜柱,預測過程中采用任意恒定的虛擬死時間,其特征在于包括以下過程:
1)虛擬死時間τ的設定:色譜柱設定溫度變化范圍為30-250℃,測定待測化合物在T1=30℃、T2=50℃、T3=100℃、T4=150℃、T5=200℃和T6=250℃六個恒溫下的保留時間tR1、tR2、tR3、tR4、tR5和tR6,確定其中最小保留時間值,以小于該最小保留時間值的任意一個時間值均可作為虛擬的死時間;
2)恒溫條件下保留因子k的計算:根據步驟1)測定的六個恒溫下的保留時間tR1、tR2、tR3、tR4、tR5、tR6和已經確定的虛擬死時間τ,采用式1,計算六個恒溫下對應的保留因子:k1、k2、k3、k4、k5和k6,
k=(tR-τ)/τ?????????????????????????式1
式1中:k為保留因子,
???????τ為虛擬的死時間,
???????tR為對應各個溫度點的保留時間;
3)恒溫條件下峰形參數(peak?shape?parameter,psp)的計算:
峰形參數psp定義為基于非線性塔板理論建立的待測化合物在同一塊塔板上固定相與流動相中的濃度之間的函數關系中的系數,函數關系如下式:
CS+CM=Cn????????????????????????????式3
式2中:psp為峰形參數值;
???????CS、CM為待測化合物在同一塊塔板上固定相和流動相中的濃度;
式3中:Cn為待測化合物在同一塊塔板上固定相與流動相中濃度之和;
以下述計算機程序運行,計算不同溫度條件下的峰形參數值:
首先在程序中輸入已知參數:恒溫條件下色譜柱溫度T、待測化合物的初始濃度CM00、待測化合物在該溫度條件下的保留因子k、理論塔板數N以及跳躍次數l;再利用式2和式3,輸入三個不同的峰形參數值,分別對比計算機程序運行獲得的峰形與實驗峰形,得出峰形參數與峰形大小之間變化趨勢的關系;不斷調整輸入的峰形參數值的大小,直到獲得的該恒溫條件下的峰形與實驗峰形完全吻合時,該數值便為該待測化合物在該溫度條件下的實際峰形參數值;
利用第i次跳躍對應的保留因子ki,以及設定的峰形參數值psp,根據式4和式5,分別計算待測化合物在第1、2、3...n...N塊塔板中固定相和流動相的濃度:
CSni+CMni=Cni????????????????????????式5
式4中:CSni和CMni分別為跳躍次數為i時,待測化合物在第n塊塔板中固定相和流動相中的濃度;
式5中:Cni為跳躍次數為i時,待測化合物在第n塊塔板中的總濃度,它由式6確定:
Cni=CS(n-1)i+CM(n-1)(i-1)???????????式6
CM00=1μg/mL
式6中:CM00為待測化合物的起始濃度,
???????CS(n-1)i為跳躍次數為i時,待測化合物在第n-1塊塔板的固定相中的濃度,
???????CM(n-1)(i-1)為跳躍次數為i-1時,待測化合物在第n-1塊塔板的流動相中的濃度;
當待測化合物跳躍至最后一塊塔板時,待測化合物仍按照式4、式5關系進行分配,當進行下一次跳躍時,最后一塊塔板上流動相中的待測化合物流出,記錄該時刻流出的濃度值,固定相中的待測化合物與上一塔板流動相帶入的待測化合物重新進行分配,如此,直至達到設定的跳躍次數,保證待測化合物全部流出色譜柱,由此得到待測化合物在每一次跳躍時對應流出濃度值的數據點,并由這些數據點構成的圖形即為預測的伸舌色譜峰形;
在上述計算機程序中分別設定T1、T2、T3、T4、T5和T6六種溫度數值,并由此得到相應的峰形參數值psp1、psp2、psp3、psp4、psp5和psp6;
4)確定待測化合物在程序升溫條件下色譜柱內任意一次跳躍時,對應的溫度Ti:
(1)以式6確定每次跳躍需要的時間Δτ,
Δτ=τ/(N-1)????????????????????????式6
式6中:τ為虛擬的死時間,由步驟1)已確定,
????????N為色譜柱固有的理論塔板數;
(2)待測化合物在色譜柱內跳躍i次,共需時間ti,由式7計算,
ti=i×Δτ???????????????????????????式7
式7中,i是跳躍次數;
(3)在多階程序升溫中,計算多階程序升溫的總時間t:
t=th1+t1+th2+t2????????????????????????式8
式8中:th1為起始溫度的保持時間,經驗數值為:1-5min,
???????th2為第一階段程序升溫的終止溫度的保持時間,經驗數值為:1-5min,
???????t1為第一階段程序升溫的需要時間,
???????t2為第二階段程序升溫的需要時間,
???????t1和t2分別由式6和式7計算得到:
t1=(Tm-T0)/r1?????????????????????????式9
t2=(Tf-Tm)/r2?????????????????????????式10
式9中:Tm為第一階段程序升溫的終止溫度,
???????T0為起始溫度,
???????r1為第一階段程序升溫的升溫速率;
式10中:Tf為第二階段程序升溫的終止溫度,
????????r2為第二階段程序升溫的升溫速率,
其中,r1和r2的經驗取值范圍為5-30℃/min;
(4)確定待測化合物第i次跳躍時,此時色譜柱對應的溫度Ti:
當ti<th1,則柱溫Ti=T0,
當th1<ti<(th1+t1),則柱溫Ti=r1×(ti-th1)+T0,
當(th1+t1)≤ti≤(th1+t1+th2),則柱溫Ti=Tm,
當(th1+t1+th2)<ti<t,則柱溫Ti=r2×(ti-t1-th1-th2)+Tm,
當ti>t,則柱溫Ti=Tf;
5)多階程序升溫條件下保留因子k及峰形參數psp與溫度關系的確定:
(1)利用六個恒溫溫度值T1、T2、T3、T4、T5和T6以及步驟2)中求得的相應的保留因子k1、k2、k3、k4、k5和k6,通過回歸分析,得到保留因子k與溫度T之間的函數關系式為式11:
ln?k=aT3+bT2+cT+d???????????式11
其中參數a、b、c和d均為定值;
由此計算出程序升溫中任意溫度點Ti對應的保留因子ki;
(2)利用六個恒溫溫度值T1、T2、T3、T4、T5和T6以及步驟3)中獲得的相應的峰形參數值psp1、psp2、psp3、psp4、psp5和psp6,通過回歸分析,得到峰形參數psp與溫度T之間的函數關系式為式12:
ln?psp=a′T3+b′T2+c′T+d′????????????式12
式12中,參數a′、b′、c′和d′均為定值;
由此計算出程序升溫中任意溫度點T1對應的峰形參數psp;
6)多階程序升溫條件下待測化合物預測峰形的獲得:
在計算機程序中輸入以下數據:柱相比β、待測化合物起始濃度CM00、理論塔板數N、跳躍次數n、六個恒溫溫度值、虛擬的死時間τ、保留因子和峰形參數與溫度關系式中的各參數、多階程序升溫的初始溫度、第一階段終止的溫度、第二階段終止的溫度、第一階段的升溫速率、第二階段的升溫速率、初始溫度下保持的時間和第一階段程序升溫終止溫度下保持的時間;通過步驟3)中所述的計算機運行程序,得到待測化合物在該程序升溫條件下的預測的伸舌色譜峰形。
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