高效液相色谱重叠色谱峰的检测与分辨

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yufengdong
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色谱分离的实质性原因是两组分在流动相、固定相间分配系数有差异。如果化合物(如同系物、同分异构体、化合物及其衍生物等)结构、性质相似,使得这些物质分配系数差异不大,从而会使色谱峰发生重叠。当前分析化学的主要特点是分析复杂体系、多组分体系,而具有分离和分析双重功能的色谱技术对于解决多组分复杂样品的分析起着特别重要的作用,因此色谱法也就在分析中占有特别重要的地位。由于多组分复杂样品千变万化,杂质干扰十分复杂,重叠峰也就普遍存在,所以色谱重叠峰的解析也就成为近年来色谱分析的重大研究课题。 对于复杂的色谱峰重叠的多组分样品,仅依靠提高柱效或提高柱选择性等常规色谱分析方法都难以得到满意的分析结果。因此分析者选择采用优化实验条件,如更换固定相、流动相、色谱柱,或采用梯度淋洗(在 HPLc)、程序升温(在气相色谱)、多通道检测等分析方法来分辨重叠峰,所有这些都是基于仪器硬件的事先处理方法。但这种仪器硬件条件的优化容易受到设备条件限制。而目前出现的分辨率较一般一维液相色谱高十倍的全二维高效液相色谱仪,由于刚刚起步,受到其操作复杂性及实验时间长等原因限制,目前还没有大规模推广应用。 色谱的定性和定量都需首先准确测定峰高或峰面积,但对于重叠峰而言,峰面积的测量比较复杂。在重叠峰峰面积的计算方法上,过去大量使用色谱峰垂直切割、水平切割及切线分割等方法切割后用积分法测定色谱峰面积的方法。但这类方法对大量存在的重叠峰的计算误差较大。为此,有些数据处理机采用解谱或用高斯模型对重叠峰进行面积校正,应用全谱图拟合技术拟合谱图后计算峰面积。但是由于不对称峰的普遍存在,实际色谱峰大多是拖尾峰,应用高斯模型拟合误差仍然较大。而采用修正高斯模型,即EMG模型对实际样品进行拟合效果较好,本文正是在这一基础上展开的研究工作。 在本论文中,采用EMG曲线拟合对高效液相色谱频繁出现的重叠色谱峰进行了分析,论文主要工作包括以下几个方面:1)系统而全面地考查了EMG曲线拟合的准确性,包括单峰、两峰位置及面积比不同的情况以及三个峰重叠的情况;2)初步考查了分离度以及重叠峰面积比对EMG曲线拟合定量计算准确度的影响;3)结合二极管阵列检测器对特别复杂的色谱重叠峰进行解析。并得出以下结论: 1.全面考察了自动峰拟合方法的解析准确性和应用范围。对于峰数不超过三个的重叠峰,峰形参数的拟合值与给定值基本相同,表明该方法具有非常高的拟合精度。 通过比较三组二重峰以及一组三组分重叠的色谱峰对,采用自动曲线拟合法和垂线法的定量结果发现:重叠峰峰面积相近时两种方法的定量精度相当,而对于非等面积重叠峰自动曲线拟合法的定量精度优于垂线法。由此可见,色谱峰重叠越严重,采用垂线法定量误差越大。 2.讨论了分离度以及两峰面积比对EMG曲线拟合定量结果的影响,通过分析我们得到以下结果:当分离度R≥1时,通过EMG曲线拟合得出的峰参数结果与实际值基本一致,并且当两峰面积相差越大时,通过EMG曲线拟合所得到的误差越大:当分离度0.7≤R≤1,采用EMG曲线拟合结果与真值十分接近,当两组分峰面积相差较大时,面积大的色谱峰所受影响不大,而峰面积相对较小的拟合结果则有较大的偏差特别是当两组分峰面积比在10:1左右时,两峰的拟合结果相对标准偏差均有所增大;当分离度R≤0.7时,两色谱峰重叠程度已经非常严重,与前两组结果对比,当两组分峰面积比在10:1左右时,两峰的拟合结果相对标准偏差对于面积较小的峰来说非常大,已经达到12.79%。 由上述分析可以看到,当峰面积比为1:1和4:1时,分离度对EMG曲线拟合定量结果影响不大,而当峰面积比增大到10:1时,则对于峰面积较小色谱峰出现较大偏差。由此可以推断,影响曲线拟合定量结果准确性的关键因素为两重叠色谱峰的面积比,而不是一直认为的分离度。 3.用双波长法对两组分色谱重叠峰各组分含量测定,可以在波长下用混合物质吸光度值(或峰面积)进行解析,并不依赖于色谱峰的重叠程度,对于两种纯物质的混合物,可以不经过色谱分离,应用二极管阵列检测色谱峰的双波长方法,直接定量各组分含量,简化实验过程。因此,在解决液相色谱混合组分定量测定方面,除了使组分分离后进行定量外,应用二极管阵列检测色谱峰的双波长方法可直接定量各组分含量,且方法简单,但它只能应用于双组分混合物以及色谱重叠峰的精确测定。 而如果采用曲线拟合的方式,根据不同波长下的物质的吸收不同,则可以解析多种重叠情况以及用于未知组分重叠峰的分析。这一点对于分析复杂生物样品以及中药样品有着重要的意义。 本论文的创新之处主要体现在以下两点: 1.首次初步地考查了分离度和峰重叠面积比对EMG曲线拟合定量计算的影响。经过分析得出影响EMG拟合计算定量结果较大的是重叠峰面积比,而不是分离度的结论。 2.采用二极管阵列检测器与EMG曲线拟合结合的方法,对色谱重叠峰进行解析,利用EMG曲线拟合高精度的优点,取得良好效果,特别是对于未知组分峰重叠严重的解析,此项研究在国内还未见报道。
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