第四章均匀试验设计法3.ppt

1、示例10 :肾上腺激素手性中心拉力赛电泳分离中的多指标云同步最优化问题。 手性化合物最好的分离手段是CE。 现有肾上腺激素的CE手性分离报告显示，实验优化中选择了Tris浓度(X1 )、缓冲溶液pH值(X2 )、手性药物DM-CD浓度(X3 )、分离电压(X4 )作为残奥计。 为了安排分离优化实验，必须选择适当的试验设定修正方法。选择均匀的设定修正方法安排实验的情况。 X1在10.0到50.0 mmol/L之间变化，X2在2.5到4.5之间，X3在5.0到45.0 mmol/L之间，X4在12.0到24.0 kV之间。 各实验残奥仪表取6个水平的变化。 考察指标包括峰值分离度(r )、第二峰值

2、的转变时间(t2 )、第二峰值的峰值高度(h2 )。 那么，如何用均匀设置修正法配置这个试验案呢，首先分析题意。 U7(76 )，考察4个要素，各要素的6个等级，采用均一设定修正法时，首先考虑怎样的均一表？ 但是，有一个小问题。 这样的话，当然考试次数少6次就可以了，但是考试次数少的话得到的数据有代表性的变差。 此外，这也不利于建立模型。 我们使用的试剂也不太高，测试时间也不长，另外，考虑到毛细拉力赛阳离子电泳的试剂消耗量少，将测试次数设为各残奥仪表贝尔数的2倍，将各因素的每种水平的测试次数延长至2次，需要进行12次补正的测试。 根据以上分析，第一步，试验目的：肾上腺素在手性毛细管电泳分离中多

3、指标的云同步优化第二步，试验指标：1)峰分离度(r )大于2.5，优选2.5-3.0左右。 2 )第二峰值的转变时间(t2)越小则越好；3 )第二峰值的峰值高度(h2)越大则越好。 在第三步中，创建元素级表。 然后，在步骤4中，由于记录贝尔数扩大为2倍，相当于修订12级，因此选择U13(1312 )均一表。 实际的要素数比统一表的要素数少，所以在U13(1312 )统一表的使用表中实际安排的列数字也需要选择。 可见，四个元素X1、X2、X3和X4分别排列在第1、6、8和10列中。 也删除统一表的第13行。 实际的统一设置修正的安排如下：各试验的原始结果已经不在这里了，但可以采用多阶段线性回归预

4、测，分别考察实验要素对各响应指标的影响得到的几个回归公式分别是r=2. 02052.9805 x 10.9010 x2-。 r=0.987； t2=3. 93485.0856 x 13.3894 x 26.6514 x3-1. 6191 x4-1. 6979 x1x4-2. 9000 x2x3-4. 8277 x2x4-3. 0186 x3x 4。 r=0.999； h2=12.17241.8619 x1-3. 0343 x2-5. 2179 x3-3. 7419 x4-2. 5705 x1. 4392 x1. 7037 x2x3. 3728 x3x 4。 r=0.991。 为了便于观察和选择

5、优化的测试条件，可以使用响应曲面模式直观表现测试指标和要素。 但是，两个要素以上的实验只能用三次元以上的抽象空间来表现，因此可以用主成分分析法等方法进行维简并修正，用三度空间来记述。 在本实验中，通过将2个因子(pH、电压)分别固定为3.5和18kV，可以实现仅考虑Tris和CD浓度2个因子的影响的可视响应曲面。 从上面的分别与Tris浓度(x1 )和DM-CD浓度的三次元相关系谱图相对应的三维曲面响应图可以看出，第(a )分离度(r )、(b )第二映射整体的移动时间(t2 )、(c )第二映射整体的峰值高度(h2 )为分离度、峰值转变时间和峰值高度这三个空间的最大值。 现在，Derring

6、er功效函数法一般用于毛皮拉力赛阳离子电泳的多指标优化。 什么是功效函数法？ 概率和数学统一校正对不同的指标进行统一维或无量纲化处理，分别得到一个有效系数函数(或部分有效函数，范围： 01 )，求出总有效函数(即各部分有效函数的乘积)的最佳解。具体来说，对于峰值分离度和灵敏度这样的应最大化的指标，如果响应值低于最小允许值Y-、di取0、大于所希望的目标价值y、di取1、Yi处于Y-和y之间，则di用下式进行校正：对于应最小化的例如分离度，如果R-=2.5、 一旦已经获得每个响应指示符的部分功能函数，就可以纠正总功能函数D:D=(d1d2d3)1/3。 求总功能函数后，可以重新建构模型，用求极端

7、值的方法得到最佳的试验条件。 此外，还可以用更高级的化学计算方法寻找最佳的试验点。 用求极端值的方法得到的最佳试验方案是13mmol/LDM- cdin 34mm tris-h3po 4缓冲器ph2. 9、应用卷16.8 kv。 在我们的工作中采用的遗传算法(Genetic Algorithm )，对上面制作了模型的Dmax进行搜索、修正计算，当然这是通过修正计算机计程仪程序进行的，通过重复，最终得到收敛的Dmax，此时有3个最佳的实验条件： Tris浓度为48.7mmmm (2) Tris浓度为42.7 mmol/L，pH=3.23，DM-CD浓度为12.3 mmol/L，d为0.9375。

8、 (3) Tris浓度为42.2 mmol/L，pH=2.5，DM-CD浓度为5.0 mmol/L，d为0.9370。 三者的分离电压均为24 kV，是试验设定修正中允许的最大值。 (a ) 336015.1 mmol/LDM- cdintris-h3po 4缓冲器ph3. 91、应用电压24.0 kv、测量值=0. 910 . (b ) 336013毫摩尔/LDM- cdin 34毫米三级- h3po 4缓冲器ph2. 9、应用电压16.8 kv、测量值=0. 824 . 均一设定订正法的概念特征均一设定订正表的特征、设定订正规则、均一设定订正表使用表的使用方法Un(tq )； 水平数不同时的均匀设定修正表的配置(模拟水平法)