技術領域

本發明涉及氣相色譜技術領域，尤其涉及一種預測程序升溫氣相色譜保留時間的方法。

背景技術

在復雜混合物組分的分離分析中，氣相色譜是一項分離、檢測性能很高，分析時間相對較快的技術。而對于沸點范圍很寬的復雜混合物，往往采用程序升溫的方法進行分析，但需要進行反復多次的預實驗來選擇最佳溫度條件以實現分離，比較耗費時間與精力。通過計算預測樣品組分在任意程序升溫條件下的保留時間，可以避免盲目憑經驗改變分離條件，節省大量實驗時間。

為了有效指導程序升溫氣相色譜的分離，用盡可能少的實驗高精度地預測保留時間是程序升溫氣相色譜保留時間預測的終極目標。在構建保留方程預測氣相色譜保留時間的過程中，要保證保留方程既能準確模擬容量因子與溫度的關系，又不因為過多的參數來增加實驗復雜性，是研究的重點。

在實現本發明的過程中，發現現有技術中至少存在以下缺點和不足：

現有技術中通常采用六點恒溫數據構建保留方程，雖然預測精度得以提高，但用到的參數較多，計算相對繁瑣；而死時間的計算需要計算載氣流速，而載氣流速與溫度、壓力和氣體的粘度都有關系，測量復雜，難以保證精度。

發明內容

本發明提供了一種預測程序升溫氣相色譜保留時間的方法，本方法減少了計算的復雜度，降低了實驗次數和實驗誤差，詳見下文描述：

一種預測程序升溫氣相色譜保留時間的方法，所述方法包括以下步驟：

（1）根據恒溫實驗保留時間值和恒定死時間值計算容量因子；

（2）通過所述容量因子和對應的溫度構建三個保留方程；

（3）確定色譜柱在程序升溫過程中任意時刻的溫度值T_i；

（4）通過所述三種保留方程和所述任意時刻的溫度值T_i獲取保留因子k_i，通過所述保留因子k_i預測程序升溫氣相色譜保留時間。

構建的所述三種保留方程分別為：

lnk＝a₀+a₁/T²+a₂lnT

lnk＝a₃+a₄/T²+a₅T

lnk＝a₆+a₇/T²+a₈T²

其中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆、a₇和a₈為系數，T為溫度，k為容量因子。

所述確定色譜柱在程序升溫過程中任意時刻的溫度值T_i具體包括：

1）通過恒定死時間t_M和色譜柱固有的理論塔板數N確定每次跳躍需要的時間△t；

2）獲取待測化合物在色譜柱內跳躍i次共需時間t_i；

3）通過起始溫度的保持時間t_h1、單階程序升溫總時間t_total、單階程序升溫需要的時間t和跳躍i次共需時間t_i，確定色譜柱對應的溫度T_i。

所述通過所述三種保留方程和所述任意時刻的溫度值T_i獲取保留因子k_i，通過所述保留因子k_i預測程序升溫氣相色譜保留時間具體包括：

1）根據塔板理論，利用第i次跳躍對應的保留因子k_i，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，并求取塔板中的總濃度；

2）獲取待測化合物第i-1次、第i次和第i+1次跳躍時，最后一塊塔板即第N塊塔板上，流動相的濃度分別為C_MN(i-1)、C_MNi和C_MN(i+1)；

3）判斷是否滿足C_MN(i-1)＜C_MNi，且C_MNi＞C_MN(i+1)，如果是，執行步驟4）；如果否，執行步驟5）；

4）確定跳躍次數i值，并計算跳躍次數為i時所需時間，該時間即為氣相色譜保留時間，流程結束；