[发明专利]预测程序升温气相色谱保留时间的方法

说明书

技术领域

本发明涉及气相色谱技术领域，尤其涉及一种预测程序升温气相色谱保留时间的方法。

背景技术

在复杂混合物组分的分离分析中，气相色谱是一项分离、检测性能很高，分析时间相对较快的技术。而对于沸点范围很宽的复杂混合物，往往采用程序升温的方法进行分析，但需要进行反复多次的预实验来选择最佳温度条件以实现分离，比较耗费时间与精力。通过计算预测样品组分在任意程序升温条件下的保留时间，可以避免盲目凭经验改变分离条件，节省大量实验时间。

为了有效指导程序升温气相色谱的分离，用尽可能少的实验高精度地预测保留时间是程序升温气相色谱保留时间预测的终极目标。在构建保留方程预测气相色谱保留时间的过程中，要保证保留方程既能准确模拟容量因子与温度的关系，又不因为过多的参数来增加实验复杂性，是研究的重点。

在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：

现有技术中通常采用六点恒温数据构建保留方程，虽然预测精度得以提高，但用到的参数较多，计算相对繁琐；而死时间的计算需要计算载气流速，而载气流速与温度、压力和气体的粘度都有关系，测量复杂，难以保证精度。

发明内容

本发明提供了一种预测程序升温气相色谱保留时间的方法，本方法减少了计算的复杂度，降低了实验次数和实验误差，详见下文描述：

一种预测程序升温气相色谱保留时间的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）根据恒温实验保留时间值和恒定死时间值计算容量因子；

（2）通过所述容量因子和对应的温度构建三个保留方程；

（3）确定色谱柱在程序升温过程中任意时刻的温度值T_i；

（4）通过所述三种保留方程和所述任意时刻的温度值T_i获取保留因子k_i，通过所述保留因子k_i预测程序升温气相色谱保留时间。

构建的所述三种保留方程分别为：

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为系数，T为温度，k为容量因子。

所述确定色谱柱在程序升温过程中任意时刻的温度值T_i具体包括：

1）通过恒定死时间t_M和色谱柱固有的理论塔板数N确定每次跳跃需要的时间△t；

2）获取待测化合物在色谱柱内跳跃i次共需时间t_i；

3）通过起始温度的保持时间t_h1、单阶程序升温总时间t_total、单阶程序升温需要的时间t和跳跃i次共需时间t_i，确定色谱柱对应的温度T_i。

所述通过所述三种保留方程和所述任意时刻的温度值T_i获取保留因子k_i，通过所述保留因子k_i预测程序升温气相色谱保留时间具体包括：

1）根据塔板理论，利用第i次跳跃对应的保留因子k_i，分别计算待测化合物在第1、2、3…n…N块塔板中固定相和流动相的浓度，并求取塔板中的总浓度；

2）获取待测化合物第i-1次、第i次和第i+1次跳跃时，最后一块塔板即第N块塔板上，流动相的浓度分别为C_MN(i-1)、C_MNi和C_MN(i+1)；

3）判断是否满足C_MN(i-1)＜C_MNi，且C_MNi＞C_MN(i+1)，如果是，执行步骤4）；如果否，执行步骤5）；

4）确定跳跃次数i值，并计算跳跃次数为i时所需时间，该时间即为气相色谱保留时间，流程结束；