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峰处理及相关参数

作者:管理员 来源:未知 浏览: 发布时间:2013-04-23 09:41

目前流行的峰检出办法是“一阶导数法”。一阶导数法主要利用色谱流出曲线的一阶导数变化情况判定拖尾峰(tailing peak)。前者少见。>色谱峰的起点和终点。一般来说,当一阶导数的值大于某个设定值,就认为峰开始了;当一阶导数值的绝对值小于这个设定值,就认为峰结束了。

那么,这个设定值应该是多少呢?色谱数据处理中,这个值一般被称为“斜率”(Slope)或峰检出灵敏度。这个值,是峰处理中最关键的参数。一般由色谱工作人员自己根据不同情况来设定的。

除此之外,还有“峰宽”(Width),或者叫做取样频率。另外就是“漂移”(Drift)。

这三个参数,是决定色谱峰检出和面积积分的最关键参数。这里我们必须选用一个合适的实际例子来说明,由于我最早接触的是岛津的CR-6a数据处理机,因此这里用它来说明。其实这种数据处理机早就停产了,但它的参数少而精,代表性很强,因此用它来说明很有代表性。
首先来看参数“峰宽”Width。峰宽并不是设定谱图中色谱峰的宽度,而是按照色谱柱和检测器,所得到的信号-时间曲线,又称色谱流出曲线(elution profile)>色谱图中色谱峰的峰宽情况设定取样间隔。

我们说,模数转换就是每隔一段时间去看一次水库的水位。当这个间隔过大的时候,很可能会失去色谱峰,因此间隔越短越好。

在CR-6a数据处理机上,取样间隔的大小,就是用“峰宽”Width来确定的。按照说明,CR-6a的Width应设置为最窄峰峰宽的一半或更小,峰宽小于Width值的1/4的峰将不被检出。

问题来了,前面说模数转换的取样频率,这里说峰宽,他们之间是什么关系?在CR-6a上,峰宽的单位是秒。如果设定为0.2,则每0.2秒取一个数字,那么取样频率就是5了,就是这样。 在其他的工作站上呢?一些工作站本身可以设定模数转换的取样频率,还专门设置了一个Width参数。
对于没有单独width的工作站,取样频率和峰宽参数之间就是倒数的关系。
在有专门的width参数的工作站上,width必须设定为大于取样频率的值。此时,一些工作站简单的从数据中按照width设置间隔重新取样,另一些利用width和取样频率之间的倍数做窗口进行数字滤波。

总的来看,取样频率、峰宽这两个参数可以认为是一个参数,用于设定进行模数转换和转换后进行峰处理的时候,分析数据时的时间间隔大小。

这个数值越小(或者频率越大),那么数据处理量就越大,当然,积分面积就越准确。当然,width和取样频率之间的间隔不是整数倍的时候有时候会出现一些问题

下一个参数是“斜率”Slope。也就是峰检出灵敏度。这个设定前面已经说的很清楚了,让我再来看一张图:

其实斜率就是设定这个图中θ角的正切值。当我们设定了这个值后,从峰起点做斜率为设定值的直线,如果流出曲线在此之上,那么就认定峰已经开始。

Slope的设定值,应至少为基线波动的2.5倍。否则将会有大量的基线波动被认为是色谱峰,出现错误

似乎有了Width和Slope就已经能够正常进行峰检出了哦。那么“漂移”Drift参数是用来干什么的?

让我们来看一个特殊情况。

在这种峰没有完全分离的情况下,如何处理?两个峰之间的峰谷,是基线呢?还是不完全分离峰之间的峰谷呢?如何判定?
如果认为已经是基线了,那么峰面积应该如同图中右边的那样积分峰面积,如果不是基线,那么应该按照左边的情况来处理。可能大家会说,其实这2个图,都应该按照左边来处理!是这样的,但是有时候色谱基线会发生漂移,比如程序升温过程中,基线不断上升。这时候怎么区分?如果一个大的溶剂峰发生拖尾,一个小峰出现在拖尾上,如何区分?显然这时候左边这样垂直分割就不如右边进行直接连接了。

Drift参数,就是用来区分这个问题的。设定Drift值,就是设定基线漂移的最大可能值。简单说,就是从峰起点(按照Slope设定判断得到)做一个斜率为Drift值的直线,如果峰谷在此直线之下,那么这个峰谷就应该是基线;如果峰谷在此直线之上,那么就是不完全分离峰的峰谷。

为什么呢?因为既然设定了这个Drift值,说明我们认为基线最大可能漂移这么快。当峰谷在这条直线之下的时候,就是说从峰起点到峰谷这么长的时间里,可能的基线波动,比峰谷还高,那么这样峰谷当然就是基线了。如果在此之上,说明基线是不可能波动这么高的,因此就是不完全分离峰了。

理解了么?让我们看一个复杂的情况。

由于v3低于自起点s开始绘制的这条直线,因此v3被判断为基线,而v1、v2不被认为是基线。既然v3是基线,那么后面峰D的起点就是v3,因此应该从v3(峰D的起点)重新绘制斜率为Drift的直线,并用此来判断D、E两个色谱峰。



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