[发明专利]可用于计算机辅助梯度洗脱条件优化的色谱峰宽的计算方法

说明书

根据非线性溶剂强度模型和理论塔板数，或者根据非线性溶剂强度模型和等度洗脱条件下的峰宽变化模型，计算不同梯度洗脱条件下的色谱峰宽。所得峰宽用于分离度的计算，并以分离度为评价指标应用于计算机辅助梯度洗脱条件的优化之中。本发明具有如下优点：1.计算准确。非线性溶剂模型能够准确描述样品在色谱柱上的保留行为，从而有助于提高理论预测的精度。2.适用范围广。可用于任意形状梯度曲线下的色谱峰宽的计算。3.良好的实践操作性。最少仅需3次等度洗脱实验就可获得理论计算所需的参数值。将该方法应用于计算机辅助梯度洗脱条件的优化之中，可快速寻找到满足实践分离需求的最佳梯度洗脱条件。本发明公开了其方法。

技术领域

本发明涉及液相色谱中可用于梯度洗脱条件优化的色谱峰宽的计算方法。具体地说，是根据非线性溶剂强度模型和理论塔板数，或者根据非线性溶剂强度模型和等度洗脱条件下的峰宽变化模型，预测任意梯度洗脱条件下的色谱峰宽。所得峰宽可用于分离度的计算，并以分离度为评价指标应用于计算机辅助梯度洗脱条件的优化之中。

背景技术

梯度洗脱是液相色谱的一种重要操作模式。在该模式下，流动相组成会随时间的改变而发生变化。梯度洗脱的优点是可缩短分析的时间以及减少色谱峰的宽度，因此在实践中有着广泛的应用(Chen X,Kong L,Su X,et al.J Chromatogr A,2005,1089,87-100；马岩,张万军,卫军营,牛明,等.色谱,2011,29,205-211；沈丹红,路鑫,常玉玮,等.色谱,2014,32,40-46)。

与液相色谱的另一种操作模式等度洗脱相比，梯度洗脱的分离机理要复杂许多。这是因为在梯度洗脱中，溶质谱带将受到梯度洗脱条件造成的谱带“压缩效应”以及传质过程造成的谱带“展宽效应”的共同影响，而等度洗脱仅存在谱带“展宽效应”的影响。在梯度洗脱中，色谱峰的宽度将会受到溶剂强度，即样品保留因子(k)与流动相组成(表示为强洗脱溶剂在流动相中的体积比，)之间的关系，梯度曲线的形状，理论塔板高度(H)随流动相组成的变化以及梯度延迟时间(t_D)等因素的影响。在目前关于梯度洗脱的研究中，溶剂强度模型常常被设定为线性，即

其中lnk₀和S为溶剂强度参数，下标符号代表其所对应的流动相组成。同时梯度曲线被设定为单线性，即

其中为初始流动相组成，B为梯度的斜率，t为时间，Φ(t)为在输液系统中设定的梯度程序。在假定H不随流动相组成的改变而发生变化的前提下，Poppe提出了如下数学公式，以计算单线性梯度且溶剂强度为线性的谱带压缩因子(G)(Poppe H,Paanakker J,Bronckhorst M.J.Chromatogr.1981,204:77-84)

其中p的计算公式为

上式中为样品在初始流动相中的保留因子。将由(3)式计算得到的G值代入下面(5)式，可获得单线性梯度洗脱条件下的色谱峰宽W_G(Zhu P L,Snyder LR,Dolan J W,etal.J Chromatogr A,1996,756,21-39；Neue U D,Marchand D H；Snyder L R.JChromatogr A,2006,1111,32-39)，

上式中N为理论塔板数，J为经验参数，t₀为色谱柱的死时间，为溶质流出色谱柱时所对应的保留因子。