色谱

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第39卷第6期目次

2021, 39 (6): 558-558.

摘要 ( 70 )

PDF(4685KB) ( 73 )

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2020年毛细管电泳技术年度回顾

魏波, 马遥, 田文哲, 赵新颖, 屈锋

2021, 39 (6): 559-566. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.03024

摘要 ( 256 )

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该文为2020年毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)技术年度回顾。归纳总结了以“capillary electrophoresis-mass spectrometry”或“capillary isoelectric focusing”或“micellar electrokinetic chromatography”或“capillary electrophoresis”为关键词在ISI Web of Science数据库中进行主题检索得到的2020年CE技术相关研究论文222篇,以及中文期刊《分析化学》和《色谱》中CE技术相关的研究论文37篇。对2020年影响因子(IF)≥5.0的Analytical Chemistry, Food Chemistry, Analytica Chimica Acta和Talanta等13本期刊的38篇文章报道的科研工作作了逐一介绍;对IF<5.0的期刊中CE技术报道较为集中的Journal of Chromatography A和Electrophoresis两本分析化学类期刊发表40篇文章中的代表性内容作了综合介绍;对重要的中文期刊《分析化学》出版的“核酸适配体专刊”和《色谱》出版的2期CE技术专刊所收录的37篇文章中的工作作了总体介绍。总体来说,2020年CE技术发展趋势仍以毛细管电泳-质谱(CE-MS)的新方法和新应用最为突出,主要集中在CE-MS与电化学检测、固相萃取以及多种毛细管电泳模式的联用方面,CE-MS接口相关的报道较前几年有所减少;常规CE技术则以胶束电动毛细管色谱(MEKC)在复杂样本分析、浓缩富集应用为主,尤其在食品和药品等复杂基质样本分析方面的报道较为集中;此外,我国CE相关领域专家学者的科研成果涵盖了CE在生命科学、临床医学、医药研发、环境科学、天然产物、食品分析等领域的应用,代表了国内CE科研应用水平和现状。

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基于微流控技术的细胞水平高通量药物筛选系统的研究进展

梁怡萧, 潘建章, 方群

2021, 39 (6): 567-577. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.07014

摘要 ( 361 )

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PDF(6429KB) ( 171 )

药物筛选是新药研发的关键步骤,创新药物的发现需要采用适当的药物作用靶点对大量化合物样品进行筛选。高通量筛选系统能够实现数千个反应同时测试和分析,大大提高了药物筛选的实验规模和效率。其中基于细胞水平的高通量药物筛选系统因为更加接近人体生理条件,成为主要的筛选模式。而目前发展成熟的高通量细胞筛选系统主要基于多孔板,存在细胞培养条件单一、耗时费力、试剂消耗量大等问题,且较难实现复杂的组合药物筛选。微流控技术作为一种在微米尺度通道中操纵和控制微流体的技术,具有微量、高效、高通量和自动化的优点,能较好地克服多孔板筛选系统的不足,为构建细胞高通量药物筛选系统提供了一种高效、可靠的技术手段。微流控系统在细胞培养材料、芯片结构设计和流体控制方面均可灵活变化,能更好地实现对细胞生长微环境的调控和模拟。文章综述了基于微流控技术的细胞水平高通量药物筛选系统的研究进展,按照不同的微流体操控模式,对基于灌注流、液滴和微阵列的3种类型的微流控细胞筛选系统进行了分类介绍,并分别总结了它们的优缺点,最后展望了微流控细胞水平高通量药物筛选系统的发展前景,提出了该领域目前存在的问题以及解决问题的方向。

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质谱成像技术及其在乳腺癌研究中的应用

张梦婷, 张育露, 王浩江, 李宁, 李波, 肖虹, 卞伟, 蔡宗苇

2021, 39 (6): 578-587. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.10005

摘要 ( 262 )

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乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,其发病率在世界范围内呈现上升趋势,是威胁女性健康的重要疾病之一。随着现代医学技术的快速发展,早期有效的诊断和筛查方法能够改善乳腺癌患者生存率和提高其生活质量。由于乳腺癌肿瘤具有非常显著的异质性,这对于诊断和筛查带来了较大困难,亟须在肿瘤演进时间信息中,继续引入生物分子的空间信息,从而对其异质性、肿瘤微环境等进行准确的追踪。质谱成像技术,可在免标记的前提下利用离子质荷比的特性发现生物组织中的各种分子,并研究这些分子的时间和空间信息,对其进行准确的定性、定量和空间定位。目前,通过质谱成像技术可直接获取药物及其代谢物、内源性代谢物、脂质、多肽和蛋白质等在组织中的空间分布信息,为肿瘤分子分型诊断和确认以及相关抗肿瘤药物的筛选提供了新的思路和研究方向。该综述以乳腺癌相关的生物样品制备和研究进展为主要内容,从小分子样本、大分子样本、石蜡包埋样本、基质喷涂方式、常用离子源等方面阐述质谱成像中样本制备的重要性以及样品制备过程中存在的难点问题。同时,以细胞模型、动物模型和临床肿瘤标本为研究对象,汇总了质谱成像技术在乳腺癌方面的应用进展,并进行了展望,为开展癌症精准分型研究和药物药效的快速筛查提供了重要依据。

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共价有机骨架功能材料及其在糖肽选择性富集中的应用

盛骞莹, 周扬, 赵治全, 王耀慧, 李伟诚, 柯燕雄, 蓝闽波, 卿光焱, 梁鑫淼

2021, 39 (6): 588-598. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2021.02001

摘要 ( 208 )

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蛋白质糖基化是生物体中最重要的翻译后修饰手段之一,糖蛋白/糖肽的有效分离和富集成为目前糖蛋白组学研究的首要问题。对于复杂的生物样本,糖蛋白的数量较少,酶解后大量高丰度非糖基化修饰肽的存在,使得低丰度糖肽的检测更加困难。因此,需要一些手段来有效地富集糖肽以提高其检测丰度,发展高选择性的糖肽富集材料及方法就成为在分子水平上有效地监测糖蛋白或糖肽的重要途径。相对于传统的糖肽富集材料,共价有机骨架材料具有比表面积大和可修饰位点丰富的优点,在糖肽富集领域具有很大的应用潜力。该文制备了一种新型的共价有机骨架材料(O-T-D-COFs),利用1,3,5-三(4-氨苯基)苯和2,5-二甲氧基苯-1,4-二甲醛作为反应单体通过共聚缩合反应生成的席夫碱构成了材料的框架,对合成后的中间体材料进行氧化处理,从而提高材料的富集性能。利用扫描电镜、透射电镜、红外光谱和固体核磁等表征技术对材料的结构进行了表征,并将其应用于糖肽的选择性富集。分别对富集过程的上样条件、淋洗条件、洗脱条件进行了优化,结合质谱检测技术,从人血清免疫球蛋白G酶解液中观察到32个明显的糖肽信号峰。通过模拟复杂样本体系验证材料富集选择性,在人血清免疫球蛋白G和牛血清白蛋白的酶解液混合物摩尔比达到1∶50时,该材料仍然保持了良好的选择性。此外,还考察了材料的检测限、富集容量、回收率等富集性能,及在实际样品中的应用潜力。以人血清免疫球蛋白G为评价对象,O-T-D-COFs具有较低的检测限(2.5 fmol/μL)、较高的富集容量(120 mg/g),及较好的富集回收率(103.5%±6.6%、101.5%±10.4%)。在血清样品中富集到来自53个N-糖蛋白中的86个N-糖肽序列,并鉴定到了94个N-糖基化位点。这些结果都表明,该材料在糖肽富集领域有较好的应用前景。

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支链聚乙烯亚胺辅助硼酸功能化磁性纳米粒子的制备及其用于人参皂苷的特异性富集

李雪, 晏志凤, 李龙珠, 马涛, 陈阳

2021, 39 (6): 599-606. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.11005

摘要 ( 120 )

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为了实现更高效的人参皂苷富集,以硼亲和色谱为核心,结合支链聚乙烯亚胺放大硼酸配基数量,合成了支链聚乙烯亚胺辅助硼酸功能化磁性纳米粒(PEI-BA-MNPs),用于实际样品中人参皂苷的选择性富集,结合高效液相色谱,建立了一种分析实际样品中的人参皂苷的方法。以人参皂苷Re为代表,在优化的磁性固相萃取的条件下,该方法在50~800 μg/L的范围内呈现良好的线性,线性相关系数(R²)为0.9681。添加水平在0.1~10 mg/L时,回收率为91.5%~117.3%,相对标准偏差为7.2%~13.4%。由于所得材料对于人参皂苷的高亲和力,经所建立的方法富集过后,人参皂苷Re的灵敏度提高了约50倍。同时,所得材料重复使用5次以后还可以保持至少72%的原始吸附量。最后,将该方法用于启脾口服液中人参皂苷Re的含量分析,并与2015版《中国药典》的标准方法做对比。结果显示,所建立的方法检测出的人参皂苷Re含量为0.27%,虽然与标准方法测得的含量(0.31%)有些微差距,但该法极大地节约了实际操作中样品前处理的步骤和时间。结果表明,所制得的PEI-BA-MNPs可以用作磁性固相萃取吸附剂实现实际样品中人参皂苷的选择性富集。该方法亲和力强,选择性好,灵敏度高,操作快速简便且准确度高,具有很大的应用价值和发展前景。

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基于L-谷氨酸的手性硅胶球的制备及其应用

熊婉淇, 彭博, 段爱红, 袁黎明

2021, 39 (6): 607-613. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.07034

摘要 ( 162 )

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无机介孔硅球因其具有足够的机械强度、热稳定性,以及适应多种流动相的优点,成为高效液相色谱(HPLC)柱填料中使用最广泛和最重要的材料。但在此研究领域中,并未见球形的全无机手性硅胶用作HPLC手性固定相。该文以无机球形介孔硅胶作为研究对象,通过堆砌硅珠法,以硅溶胶为原料,L-谷氨酸(L-Glu)为手性源,在手性环境中制造出脲醛树脂与胶体二氧化硅混合的小球,在550 ℃高温下煅烧除去树脂部分,制备基于L-Glu的无机介孔硅胶球。通过元素分析、红外光谱、扫描电镜、透射电镜和氮气吸附等表征证明这是一种具有规则球形的手性硅胶球,其手性来源于硅胶球自身的骨架和孔结构。将L-Glu手性硅胶球作为固定相制备了HPLC色谱柱,以正己烷-异丙醇(9∶1, v/v)作为流动相,流速为0.1 mL/min,考察了该手性柱对一系列外消旋化合物的拆分性能。实验表明,该手性柱拆分了15种外消旋化合物,其中特罗格尔碱、吡喹酮、3-苄氧基-1,2-丙二醇、1,2-环氧己烷、3-羟基-2-丁酮、2-甲基四氢呋喃-3-酮、异丙基缩水甘油醚达到基线分离;还分离了10种苯系位置异构体,o,m,p-氨基苯酚、o,p-氯苯酚、o,m,p-碘苯胺、o,m,p-甲苯胺、o,m,p-二硝基苯、o,m,p-氯苯胺、o,m,p-硝基苯酚、o,m,p-溴苯胺达到基线分离。实验表明,L-Glu手性硅胶球在手性分离方面具有良好的可行性,与普通硅胶相比不需要进一步修饰就可以有较好的手性分离效果,是一种低成本、制备便捷的手性无机硅胶固定相。

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基于通过型固相萃取-超高效液相色谱-高分辨质谱同时测定杨梅中29种农药残留

潘胜东, 郭延波, 王立, 张丹丹

2021, 39 (6): 614-623. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.11011

摘要 ( 278 )

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PDF(2499KB) ( 208 )

建立了基于PRiME HLB通过型固相萃取净化-超高效液相色谱-高分辨质谱法(UPLC-HRMS)快速准确测定杨梅中29种常见农药残留的检测方法。杨梅样品经乙腈涡旋提取、盐析和PRiME HLB固相萃取净化后,以5 mmol/L乙酸铵水溶液和乙腈溶液作为流动相在Waters ACQUITY UPLC HSS T₃色谱柱(100 mm×2.1 mm, 1.8 μm)上进行色谱分离,采用正离子电喷雾离子化模式(ESI⁺)和一级全扫描-数据依赖二级质谱扫描模式(Full mass-ddMS²),基质匹配外标法定量分析。该研究首先优化了液相色谱条件,重点考察了Waters ACQUITY UPLC HSS T₃色谱柱和Waters ACQUITY UPLC BEH C₁₈色谱柱对29种农药色谱行为的影响,结果表明Waters ACQUITY UPLC HSS T₃色谱柱相比后者具有更强的色谱保留能力;流动相优化结果显示,相比于乙腈-甲酸水溶液体系和乙腈-甲酸-乙酸铵水溶液体系,乙腈-乙酸铵水溶液体系作为流动相时29种农药普遍具有更佳的色谱保留,部分农药的质谱响应有了显著的提高。此外,该研究通过考察3种不同净化方法的基质效应以优化杨梅中29种农药残留检测,实验结果表明,相比于GCB SPE和QuEChERS法两种净化方式,PRiME HLB法对于杨梅提取液具有较好的基质净化能力。在最佳实验条件下,29种农药在1.0~200.0 μg/L范围内呈现良好的线性关系(线性相关系数R²>0.999),方法检出限为2.0 μg/kg;低(6 μg/kg)、中(200 μg/kg)、高(400 μg/kg)3个加标水平下,29种农药的加标回收率为69.2%~135.6%,相对标准偏差为0.7%~14.6%。该方法具有快速、简便、灵敏和准确等优点,适用于理化实验室大批量样品的日常监测。

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聚多巴胺纳米纤维膜固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱检测淡水鱼中四环素类和氟喹诺酮类药物残留

梁思慧, 戴海蓉, 张铧尹, 李建, 张秋萍, 许茜, 王春民

2021, 39 (6): 624-632. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.12026

摘要 ( 332 )

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制备聚多巴胺(PDA)修饰的聚苯乙烯纳米纤维膜(PS NFsM)作为固相萃取吸附介质,可快速提取淡水鱼中3种四环素类(四环素、金霉素、土霉素)和3种氟喹诺酮类(恩诺沙星、环丙沙星、诺氟沙星)药物残留,结合超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS),建立了药物残留检测的新方法。利用静电纺丝法制备了聚苯乙烯纳米纤维膜,将其作为模板,通过自聚合作用,进行聚多巴胺功能化修饰,得到PDA-PS NFsM材料。对制得的PS NFsM和PDA-PS NFsM材料进行傅里叶红外光谱和场发射扫描电镜表征,证明PDA的成功修饰,修饰后的纳米纤维表面粗糙,呈现核-壳形貌,纤维内部为蜂窝状多孔结构。以空白加标样品的回收率为指标,对PDA-PS NFsM材料的用量、离子强度、样品溶液的流速、洗脱液和突破体积等影响SPE的因素进行考察及条件优化,确定了最佳的SPE条件。该方法对6种目标物的检出限为0.3~1.5 μg/kg,定量限为1.0~5.0 μg/kg,低于国家标准和行业标准;在各目标物的线性范围内均有良好的线性关系,决定系数(R²)大于0.999,方法的回收率为94.37%~102.82%,日间和日内的相对标准偏差(RSD)均小于10%,与国家标准和行业标准相当。通过固相萃取前后的基质效应对比,表明PDA-PS NFsM具有优秀的净化能力。最后,通过实际样品分析验证了方法的实际应用可行性。该文建立的基于PDA-PS NFsM材料的SPE方法是一种高效环保的方法,可为淡水鱼中药物残留的常规监测提供技术支持。

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恩诺沙星粉中未知添加物的确证

熊玥, 汪澄, 刘建晖, 石慧慧, 汪云花, 孙瑶, 于洁

2021, 39 (6): 633-641. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.09007

摘要 ( 134 )

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应用非靶向分析技术,筛查、分析和确证恩诺沙星粉(水产用)中的非法添加物。分别制备甲酸酸化、碳酸钠碱化的恩诺沙星粉供试品溶液,经超高效液相色谱-二极管阵列检测器(UPLC-PDA)检测初筛,获取未知物色谱图。应用超高效液相色谱-飞行时间高分辨质谱(UPLC-TOF-HRMS),在正、负离子模式下对酸化、碱化样液进一步检测,获得未知物母离子和二级特征碎片的精确质荷比、同位素信息,并应用SCIEX OS软件进行分析推导。最后取疑似化合物对照品进行确证研究。UPLC-PDA初筛结果显示:酸化样液在1.870 min、5.122 min,碱化样液在5.122 min,均发现高响应未知色谱峰。对吸收波长和峰面积进行分析,推测含2个未知物,且未知物1(1.870 min)与未知物2(5.122 min)在酸性/碱性条件下可能发生转换。SCIEX OS软件分析推导结果显示:未知物2,母离子分子式拟合为C₁₁H₈O₂,二级碎片结构解析含1个苯环、2个羰基和1个通过成环连接的丙烯结构,推测为甲萘醌;未知物1的分子离子峰为C₁₁H₉O₅S^-,二级碎片仅采集到HSO₃^-,丢失部分与未知物2一致,结合甲萘醌常见衍生物类型,推测为亚硫酸氢钠甲萘醌。取甲萘醌、亚硫酸氢钠甲萘醌对照品进行对比研究,UPLC-PDA检测结果显示:未知物1与亚硫酸氢钠甲萘醌、未知物2与甲萘醌,保留时间和紫外光谱一致;向供试溶液中添加对照品溶液后检测,未知物为单一峰。UPLC-TOF-HRMS检测发现:未知物1与亚硫酸氢钠甲萘醌保留时间一致,一级质谱质量偏差为1.0×10^-6,二级谱库匹配度为100%;未知物2与甲萘醌保留时间一致,一级质谱质量偏差为0.6×10^-6,二级谱库匹配度为99.7%。未知物1和2的结构得以确证。亚硫酸氢钠甲萘醌可止血,与恩诺沙星治疗败血症的适应证相应,佐证试验结果。随着对兽药非法添加行为的严格监管和严厉打击,非法添加物和添加手段愈发隐蔽,常规靶向分析难以满足监控需求。该文详述的使用UPLC-PDA结合UPLC-TOF-HRMS对未知物进行非靶向分析的技术,可为药品、食品、保健品、化妆品及农药等产品中非法添加物的筛查和确证提供思路和技术参考。

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非手性-手性色谱-预测多反应监测法分析中药毛前胡的化学成分

许霞, 李婷, 贾金茹, 汤慧婷, 李军, 赵云芳, 宋月林

2021, 39 (6): 642-651. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.08024

摘要 ( 139 )

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中药毛前胡为伞形科植物短片藁本Ligusticum brachylobum Franch.的干燥根,主要用于治疗风热咳嗽痰多、痰热喘满、咯痰黄稠等证,富含香豆素类化学成分,含有多组对映异构体和非对映异构体。为了深入研究毛前胡的化学成分组成,特别是对映异构体的组成,研究建立了非手性-手性色谱-预测多反应监测法(achiral-chiral-LC predictive MRM),同步实现毛前胡化学成分的化学选择性和立体选择性分离,以及高灵敏度定性分析。非手性色谱和手性液相色谱-串联质谱系统结合了RP-C₁₈色谱柱的高效化学选择性分离能力以及手性色谱柱的立体选择性优势,有效避免了中心切割非手性-手性二维液相色谱构造复杂、重现性难以满足定量要求等缺陷。采用小内径核-壳型RP-C₁₈色谱柱作为前端化学分离柱,实现结构类似香豆素的高效化学选择性分离;采用反相大内径AD-RH手性色谱柱,实现对映异构体的手性拆分;采用预测多反应监测模式,实现化学成分的高灵敏度检出;利用增强子离子扫描模式(EPI)采集各色谱峰的二级质谱信息,鉴定化学结构。通过定量离子对、定性离子对及两者的比值,判定是否为对映异构体。利用所构建的非手性-手性色谱耦联系统从毛前胡中共鉴定出60个化学成分,其中8对香豆素对映异构体得到了良好分离。本研究为毛前胡以及含有对映异构体中药的深入定性、定量分析提供可靠的方法。

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高效液相色谱-二极管阵列检测法测定小麦粉及面粉改良剂中福美双

王许欣, 周澍堃, 李晓敏, 张庆合

2021, 39 (6): 652-658. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.07024

摘要 ( 195 )

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福美双是重要的二硫代氨基甲酸酯(DTC)杀菌剂,在小麦中使用限量以1 mg/kg二硫化碳(CS₂)计。目前我国相关检测方法是针对二硫代氨基甲酸酯一类的化合物,二硫代氨基甲酸酯通过与酸反应生成CS₂,采用光谱法或色谱法测定CS₂,间接实现二硫代氨基甲酸酯测定。该方法无法特异性实现对福美双的检测,因此开展小麦粉中福美双检测方法的研究具有重要意义。研究建立了高效液相色谱-二极管阵列检测(HPLC-DAD)测定小麦粉及面粉改良剂中福美双的分析方法。小麦粉及面粉改良剂样品用乙腈溶剂提取后,经涡旋、振荡、冰水浴超声和静置后取上清液过滤,供高效液相色谱测定。采用ZORBAX plus-C18色谱柱(150 mm×4.6 mm, 5 μm)分离,以水-乙腈为流动相洗脱分析,在波长280 nm下检测。实验优化了提取溶剂及其体积、振荡超声条件、色谱柱、检测波长、流动相等条件。该方法采用保留时间和紫外光谱图定性,外标法定量。该方法在线性范围内(0.30~30.0 μg/mL)线性关系良好,相关系数(r²)为0.99999。对小麦粉及面粉改良剂进行1.5、3.0、15 mg/kg 3个水平的加标回收试验,福美双的回收率为89.6%~98.3%,相对标准偏差为1.6%~3.9%(n=6)。方法的检出限和定量限分别为0.5 mg/kg和1.5 mg/kg。该方法采用溶剂提取,操作简单,分析时间短,特异性好,具有精密度高、重复性好、检出限低等特点,适用于小麦粉及面粉改良剂中福美双快速、准确的定量检测。

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气相色谱-三重四极杆质谱动态多反应监测模式测定枸杞干果中118种农药残留

杨志敏, 张文, 吴福祥, 王行智, 许晓辉

2021, 39 (6): 659-669. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.07028

摘要 ( 188 )

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PDF(1941KB) ( 170 )

枸杞中丰富的营养物质深受广大消费者喜爱,但也极易受到病虫侵害,农药残留问题引起了人们的广泛关注。基质干扰是微量分析的一个难点,高灵敏度和高选择性的色谱-串联质谱技术是复杂基质中微量分析强有力的工具,动态扫描监测模式的优越性逐渐取代传统的多反应监测扫描模式,简便、快速、省时的QuEChERS前处理方法已被广泛应用于食品的农药残留检测中。采用改良QuEChERS法结合动态多反应监测模式(dMRM),建立了同时检测枸杞干果中118种农药残留的气相色谱-三重四极杆质谱分析方法。实验比较了不同加水量、提取溶剂、提取过程中温度提取条件,以及无水硫酸镁吸水剂、乙二胺-N-丙基硅烷化硅胶PSA、十八烷基硅烷键合硅胶C₁₈净化填料添加量时农药的回收率,确定出最优前处理方法。结果表明,5 g样品经10 mL超纯水复水,用10 mL乙腈浸提,于-18 ℃冷冻10 min后,用缓冲体系盐包提取后,经800 mg无水硫酸镁、150 mg PSA、150 mg C₁₈混合填料净化,基质匹配外标法定量。118种农药在一定范围内线性关系良好,相关系数R²≥0.9923,检出限和定量限分别为0.006~28.344 μg/kg和0.021~94.480 μg/kg, 4个添加水平的回收率为64.97%~126.21%, RSDs均小于19%(n=6)。基质效应考察结果表明,82%的农药呈现为基质增强效应,其他为基质抑制效应;9%的农药表现为强基质效应,其他为中等或弱基质效应;采用基质匹配标准曲线校正,可有效降低基质效应的影响。应用建立的方法测定10批枸杞样品,全部样品有农药检出,共检出农药22种。该方法操作简便快速,准确可靠,适用于枸杞干果中农药多残留的日常检测和快速筛查。

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基于无基底扣除的数据趋势累积谱峰检测算法

贾梦涵, 回朝妍, 张辉, 高宇, 佟美琪, 马仡男

2021, 39 (6): 670-677. DOI: 10.3724/SP.J.1123.2020.11009

摘要 ( 199 )

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谱峰的检测分析在色谱技术研究中具有十分重要的作用,但在色谱数据采集、传输的过程中,不同程度的噪声干扰给谱峰检测带来了极大的困难。目前传统的谱峰检测算法普遍通过基底扣除的方式对谱峰的形态进行预定义,将谱峰分为单峰、重叠峰等多个种类。针对不同种类的谱峰采用不同的检测方法,这就导致了传统的谱峰检测算法具有高复杂度、低自动化程度以及容易失真等缺点。因此,该文从另一个角度出发提出了一种新型的谱峰检测算法。该算法取消基底扣除以及谱峰分类这一步骤,直接在源数据曲线的基础上进行谱峰检测,主要分为离散差分、趋势累积以及遍历寻峰3个步骤。首先通过信号量表征数据升降趋势;然后进行数据趋势累积,根据累积总和定位谱峰,采用三点定位的方式,即峰起点、极值点和峰终点描述一个谱峰的位置;最后根据遍历排序的方式进行谱峰的筛选。此外,通过谱峰扣除的方式得到曲线基底部分。采用C语言设计编写了算法程序,并对多个动态比表面积分析仪测定的色谱图进行了检测分析,结果显示使用该算法可以精准区分谱峰部分与基底部分,受数据曲线毛刺、震荡等噪声干扰很小,谱峰的三点定位十分准确,且不受其复杂形态的影响,具有很强的普适性。与其他算法相比,该算法定位准确,结构清晰,具有较好的稳定性以及可靠性。该文报道了无基底扣除以及趋势累积等新型谱峰检测思想在吸脱附色谱曲线中的应用,证明了其在吸脱附色谱峰检测中的有效性和良好的应用前景。

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