计算药物分析药学与生物信息学第八章

第8章计算色谱分析法,色谱法已经成为现代分析实验中应用最广的分离分析技术。由于色谱的分离机制和影响因素复杂，色谱分析离不开数学、统计学和计算机科学作为强有力的工具。数学、统计学和计算机科学在色谱分析中已逐渐形成较成熟的理论和方法。计算色谱分析法,8.1色谱测试中的数据处理技术,人工测量（应用电位差式长图记录仪记录）微处理机控制的积分仪（20世纪70年代末）色谱数据工作站（20世纪80年代以后）,色谱工作站除承担仪器控制、数据采集和处理的传统功能外，具有强有力的谱图再处理功能，方便地进行谱图相加减、基线背景扣除、谱峰放大缩小、调整峰起点等工作，而且还增加了各种管理功能，实行人机对话、菜单管理，使用起来非常方便。自动化仪器参数设计操作数据处理,8.1.2常用定性定量方法和谱峰拟合技术,定性鉴别：根据组分保留值（保留时间、保留指数等)及和其它仪器(IR、MS、NMR等)联用技术对组分进行定性鉴别。定量分析：常用的计算方法有归一化法、内标法、外标法、比例因子法。,峰面积的测量,早期测量主要使用手工测量法：几何图解法、剪纸称重法和机械积分仪法。随着计算机技术的发展，峰面积测量已经基本实现了计算机化。可自动根据输出信号积分计算峰面积，有自动补偿基线漂移，变换图形，自动打印数据等功能，十分方便。重叠峰峰面积的计算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。,图8-1重叠峰解析示意图,8.2色谱选择性优化的方法和策略,色谱优化分选择性优化和系统优化系统优化主要指仪器硬件条件的优化选择性优化是控制各组分的洗出次序，在尽可能短的时间内实现各组分的最优分离色谱选择性优化的基本组成：优化因素的选择；优化指标的确定；试验设计及优化方法,8.2.1优化因素,影响选择性优化的色谱变量即优化因素与所选用的色谱技术有关。以反相离子对色谱法为例，可供选择的优化因素有：流动相的有机改良剂浓度、离子强度、pH值、离子对试剂的浓度和种类等。,8.2.2优化指标,优化指标是评价色谱分离效果的质量标准。根据色谱分析的特点，可把色谱优化指标分为基本指标和综合指标。基本指标评价相邻色谱峰的分离，综合指标评价欲分离混合物的全色谱，是基本指标的组合。色谱选择性的评价一般必须使用综合指标。,基本指标,分离度2.选择性峰谷比4.分离因子,综合指标,最小指标(minimumcriteria)最小分辨率Rsmin最小选择性min最小分离因子Smin,1、色谱响应函数（CRF）:2、色谱优化函数（COF）：3、谱系色谱响应色谱函数（HCRF）：4、分离度积(resolutionproduct)：,HCRF=106n+104Rmin+（100-tm）,色谱优化方法1、通用方法2、专用方法,窗口图解技术因子设计-迭加分辨率图法多指标决策判定法色谱谱图库和专家系统,8.2.3优化方法,窗口图解技术(windowdiagramtechnique)窗口图解技术从单因子扩展到多因子，而且为整体最优提供了一个有效的方法。该法以所有峰对的选择系数（）-优化因素（如GLC中固定液的浓度）作图。对应于每一个色谱参数最难分离对构成的图中阴影部分的最高点为优化点。两因子最小图可以用对两个色谱参数进行优化。,图8-2窗口图解技术应用实例样品：s东良菪素，u伞彤酮，TF反式阿魏酸，Tc反式香豆酸，CF顺式阿魏酸，CC顺式香豆酸(a)各组分的响应面曲线；(b)窗口图，阴影部分有最小,图8-3两因子最小图应用实例样品：9种有机酸，色谱参数是pH值和离子对试剂浓度响应值是最难分离对的分离系数(min),2.因子设计一叠加分辨率图,色谱优化中的因子设计实质是个回归问题，即用最小二乘法找出最适合的组分响应面多项式。因子设计一叠加分辨率图被推荐作为一种较好的色谱选择性优化方法。,8.3色谱分析方法的质量控制,色谱分析方法的质量控制研究主要包括如下三个方面：色谱定性的质量控制、色谱定量的质量控制和色谱质量的综合评价。8.3.1色谱峰纯度的定性色谱峰纯度的定性方法分为两类：一类是仪器方法、一类是化学计量学方法。仪器方法随着高效液相色谱光电二极管阵列检测器(DiodeArrayDetection，简称DAD)的应用，增加了洗脱组分信号值的数据维数，归一化比较光谱、吸收比法、光谱抑制法、导数技术等都曾被应用于峰纯度的鉴别。化学计量学方法（二维数据的处理）主成分分析法、各种因子方法,8.3.2色谱定量分析的质量控制,色谱分析方法的验证（validation）：包括准确度、精密度、选择性、灵敏度、线性和耐用性等。某些色谱数据工作站，如HP系列仪器的工作站都提供了自动方法认证软件，能自动测量重要的峰参数，审查系统性能状态