高效液相色谱仪中色谱分离条件的优化之重叠分离度图法

发布日期:2018-11-10 09:04 字号:

 当进行色谱分离条件优化时,首先确定需要优化的可变因素(其可为双因素、三因素或多因素)。再选择好由上述可变因素构成的色谱响应函数,可采用文献上已提供的形式或自行重新组成相应的色谱响应函数,并确定判别优化的标准,如CDF=0,或CDF趋向最小值(或最大值)。最后就可采用顺序优化法(如单纯形法、混合物设计实验法、重叠分离度图法)或并行优化法(如窗图法)来进行分离条件的优化,此时应使用各种优化法对应的计算机运行程序,不断从计算出的CDF数值与优化目标进行比较,去判定最终优化分离条件的实现。
重叠分高度图法(Overlapping Resodution Msps)是1234中优化流动相溶剂组成的最有效方
法,也是一种顺序优化方法。
    重叠分离度图法(ORM)也利用溶剂选择性三角形坐标,在确定了三角形三个顶点的溶剂组成及选用的色谱优化函数后,使用混合液设计实验法,分别对样品中各个峰对的分离度随溶剂组成的变化,绘出分离度等高图。图中超过理想分离度的区域,即为分离该峰对的优化区域。将所有峰对的分离度等高图进行叠加,最后可找到能对所有峰对都超过理想分高离的共同区域,将此区域内所对应的多种溶剂混合液组成流动相,就能实现对样品中所有峰对的完全分离。
    如,欲分析含1,2,3,4,5,6 六个组分的样品,用 ORM 法进行分离条件优化的步骤如下:
    ①首先确定具有等溶剂强度的溶剂选择性三角形的三个顶点A、B、C 溶剂的体积百分组成。
式中    Ri——实测 i 峰对的分离度;
        Rd——期望达到的分离度Rd =1.5;
        tM、tL——最后洗脱峰对期望的保留时间和实测的保留时间;
        A、B——权重因子,设Ai = 1,B = 0 ,使得 COF 易于计算。
        ③利用混合液设计实验法,以单纯形晶格设计程序分步搜索如图6-3-12, 中的1-7实验点,获得表6-3-2, 的数据;表明样品中六个组分不能实现完全分离。
 
表6-3-2  六组分混合物的混合液设计实验数据(http://www.chemalink.net/books/C/605/0.html)
 
    ④由表6-3-2 , 获得的 COF 值,可用下式确定单纯形晶格设计所取各点对应的色谱响应表面(chromatographic response surface):
    上述式中Y值即为 COF 值,系数* 是由实验确定的。
    ⑤利用混合液单纯形晶格设计计算程序与 COF 组合进行逐步搜索,并用图示法找到最优的流动相组成。
    在含有六个组分的样品中构成五个峰对,由上述计算程序和图示方法,可获得每个峰对的分离图,如图6-3-17 所示。
    由上述五个单独的峰对分离图中可看到,仅有 2-3 两个组分可在溶剂选择性三角形的全部组成范围内,获得 R > 1.5 的完全分离。如将其余四个单独峰对的分离图进行叠加,可以看到其不能重叠的 A 区和 B 区,可实现分离度R > 1.5 ,如图6-3-8 所示,此即为六个组分的重叠分离度图。
    在此图中A、B 区域内的任何一点,对应的流动相溶剂组成,都可实现样品中六个组分的完全分离。
            
    重叠分离度图法直接考虑了被分离组分峰对的分离度和峰位,在处理交叉峰和掩盖峰时优于前述优化方法,本法获得溶剂优化组成的是一个区域而不仅是溶剂选择性三角形上的一个点。
    本法的不足之处,是需在每种溶剂组成下进行峰对峰位和分离度的测定,还需绘出分离度等高图,操作冗长。但本法获得的数据可用计算机处理并可绘出重叠分离度图。

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