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【原创】色谱进阶-谱图的数据处理3:色谱峰的检出办法

气相色谱(GC)

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    工作站或者数据处理机如何检测色谱峰?

    山洪来了的时候,如何判断山洪经过水库?这个好办,只要查看水库水位记录,发现水位上涨到一定程度,比如高于55m,那么就说有山洪到来。

    早期的数据处理机也是这么干的。1977年,计算机开始出现之后,就被用来做色谱数据处理机了。这个时候,采用的峰检出办法就是“水平门限法”。什么叫“水平门限”?就是说来自检测器的电信号,数值超过一定值,就认为色谱峰开始了,低于这个值,就认为色谱峰已经结束了。

    这么做合适么?不太合适。有的色谱峰很低,因此这个门限值不能设置的太大。就算色谱峰挺高,设的高了积分面积也不合适。这时候万一基线波动超过了这个值,就会被认为色谱峰到来。那该怎么办?好办,用“统计门限法”,要求连续若干个数值超过门限,才算色谱峰开始,连续若干的低于门限,才算结束。这样就有效的避免了基线波动的影响。

    这样就合适了么?还是不太合适。色谱基线并不是总在0点,用久了经常偏离0点,这个门限不得已就要不停的换来换去的,好麻烦。考虑到这一点,现代色谱工作站和数据处理机广为采用的“一阶导数法”出现了。

    一阶导数和曲线的高低无关,只研究曲线的斜率变化情况。一阶导数就是曲线的斜率变化规律曲线。色谱峰来的时候,基线必然上升,一阶导数必然增加。当一阶导数值超过某一个设定值的时候,就判定为色谱峰开始了。随着色谱峰的升高,一阶导数自0点开始从增大到减小,到达色谱峰顶部变为0,然后开始下降到负值后慢慢上升,出峰结束后回到0点。结束的时候,一阶导数值的绝对值低于出峰的设定值,就认为已经结束。而且这个方法非常容易判断峰顶位置。

    看来这个方法比较合适。真的合适么?色谱峰形状良好当然挺合适,要是分离情况不好呢?事实上一阶导数法也是有缺陷的,它对肩峰、峰拖尾等情况很难处理。峰型拖尾的时候,起点和终点的判断标准应该是不一样的。肩峰的时候,色谱峰的斜率可能并不出现上升,就像“溜肩”了。

    这该如何处理?两种办法,一种,利用2阶或多阶导数。另一种,对一阶导数法进行适当的修正。

    目前主流都是采用修正的一阶导数法来做色谱峰检出,极少数采用2阶导数法。

    岛津、安捷伦、PE等公司,从老式的数据处理机到目前的工作站,都是一阶导数法。当然,他们出于各自不同的理由,对一阶导数法中的相同的各个参数给出了部分不同的名称,但应用都是一样的。

    因此,利用一个,就可以研究并了解所有这些主流的工作站或处理机的工作原理,并学会如何操作它们来得到合理的峰检出和面积积分。
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  • chengjingbao

    第1楼2009/04/23

    前段时间太忙,上论坛有点来去匆匆,今天看了两篇。不错!楼主不为别人,就当自己搞着玩玩也好,自成系列,希望坚持下去!给气相版的后来者多个看点。
    认真学习中!

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  • silley

    第2楼2009/04/24

    学习了,虽然什么“一阶导数”之类的已经差不多全部还给老师了。

    yuen72 发表:工作站或者数据处理机如何检测色谱峰?

    山洪来了的时候,如何判断山洪经过水库?这个好办,只要查看水库水位记录,发现水位上涨到一定程度,比如高于55m,那么就说有山洪到来。

    早期的数据处理机也是这么干的。1977年,计算机开始出现之后,就被用来做色谱数据处理机了。这个时候,采用的峰检出办法就是“水平门限法”。什么叫“水平门限”?就是说来自检测器的电信号,数值超过一定值,就认为色谱峰开始了,低于这个值,就认为色谱峰已经结束了。

    这么做合适么?不太合适。有的色谱峰很低,因此这个门限值不能设置的太大。就算色谱峰挺高,设的高了积分面积也不合适。这时候万一基线波动超过了这个值,就会被认为色谱峰到来。那该怎么办?好办,用“统计门限法”,要求连续若干个数值超过门限,才算色谱峰开始,连续若干的低于门限,才算结束。这样就有效的避免了基线波动的影响。

    这样就合适了么?还是不太合适。色谱基线并不是总在0点,用久了经常偏离0点,这个门限不得已就要不停的换来换去的,好麻烦。考虑到这一点,现代色谱工作站和数据处理机广为采用的“一阶导数法”出现了。

    一阶导数和曲线的高低无关,只研究曲线的斜率变化情况。一阶导数就是曲线的斜率变化规律曲线。色谱峰来的时候,基线必然上升,一阶导数必然增加。当一阶导数值超过某一个设定值的时候,就判定为色谱峰开始了。随着色谱峰的升高,一阶导数自0点开始从增大到减小,到达色谱峰顶部变为0,然后开始下降到负值后慢慢上升,出峰结束后回到0点。结束的时候,一阶导数值的绝对值低于出峰的设定值,就认为已经结束。而且这个方法非常容易判断峰顶位置。

    看来这个方法比较合适。真的合适么?色谱峰形状良好当然挺合适,要是分离情况不好呢?事实上一阶导数法也是有缺陷的,它对肩峰、峰拖尾等情况很难处理。峰型拖尾的时候,起点和终点的判断标准应该是不一样的。肩峰的时候,色谱峰的斜率可能并不出现上升,就像“溜肩”了。

    这该如何处理?两种办法,一种,利用2阶或多阶导数。另一种,对一阶导数法进行适当的修正。

    目前主流都是采用修正的一阶导数法来做色谱峰检出,极少数采用2阶导数法。

    岛津、安捷伦、PE等公司,从老式的数据处理机到目前的工作站,都是一阶导数法。当然,他们出于各自不同的理由,对一阶导数法中的相同的各个参数给出了部分不同的名称,但应用都是一样的。

    因此,利用一个,就可以研究并了解所有这些主流的工作站或处理机的工作原理,并学会如何操作它们来得到合理的峰检出和面积积分。

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  • seafling

    第3楼2009/04/25

    软件还是很傻,仍然有许多不尽人意的地方

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  • loaferfdu

    第4楼2009/04/26

    应助达人

    从我做老师的经历来看,你是一个好老师,听你讲课一定很精彩。
    由浅入深,简单形象,只有真正吃透了的人才会把复杂的东西讲得简单。

    再次怒赞~

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  • 东风恶

    第7楼2009/05/01

    在实际应用中,有些品牌的工作站加入了很多人工积分的处理方式,在一些国产的工作站中感觉这点需要改进。
    另外请教一个问题,在作一些项目的时候,使用了手动积分报告就会提示修改了方法,不知道检察官是否认可。
    主要是中药分析的时候常用到手动积分,这个问题一直困扰着我。

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  • anxilong

    第9楼2009/07/19

    你要是给我当老师就好了~~~
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