[发明专利]一种基于局部相似性匹配的色谱特征峰波段提取与分析方法

说明书

技术领域

本发明属于色谱信号处理与分析方法，具体地说是一种基于局部相似性匹配的色谱特征峰波段提取与分析方法。

背景技术

色谱仪在石油、化工、生物化学、医药卫生、食品工业、环保等方面应用很广。色谱分析主要是定性和定量两个方面。定性分析就是通过色谱分析样本含有的成分。定量分析需要配置不同浓度的标准溶液，通过建立浓度和物质峰面积之间的线性关系模型对物质的浓度进行检测。但是由于温度，湿度，操作不当或者色谱柱的更换等原因使得采集到的色谱信号常常会出现峰的非一致漂移，即有的物质出峰时间提前有的物质出峰时间滞后，为后续分析造成困难。

因此，寻找一种能消除色谱特征波段的非一致性漂移的影响的色谱信号特征波段匹配及分析方法就成为相关技术领域技术人员的一种期望。

发明内容

本发明的目的旨在：提供一种色谱信号特征波段匹配及分析方法，消除色谱特征波段的非一致性漂移的影响。

本发明的目的是这样实现的：

这种基于局部相似性匹配的色谱特征提取与分析方法，其特征在于：对采集的标准样本的色谱信号进行人工特征波段的选取，然后用选取的特征波段对待分析样本色谱信号进行自适应特征波段匹配、解决色谱峰的非一致漂移，最后利用匹配到的特征峰波段进行相关性分析；具体方法为：

(a)选用液相色谱，气相色谱或气质联用色谱中的任意一种色谱分析作为分析方法；

(b)按照已确定的色谱测试条件，测定标准样本的色谱得到色谱信号；

(c)对标准样本的色谱信号进行人工特征波段的选取；

(d)测定待分析样本的色谱得到待分析样本色谱信号；

(e)利用在标准样本色谱中选取的特征峰波段对待分析样本进行自适应特征峰波段匹配；

(f)利用匹配到的特征峰波段进行相关性分析。

具体的操作步骤为：

一、进行标准样本与待测样本色谱数据的采集：

(1)选用美国Agilent公司GC-MSD7890-5975c气质联用仪作为检测分析仪器；

(2)GC条件：配有Dean Switch装置，利用中心切割技术，使用HP-FFAP为一维色谱柱、HP-5为二维色谱柱，进样量1μL，分流比30:1；进样口温度250℃；中心切割范围：7.0-9.6min，将乙醇切入二维色谱柱中；载气为高纯N₂；柱流速1mL/min；升温程序：初始温度为40℃，保持4min后，以4℃/min程序升温至240℃，保持25min。

MS条件：电子轰击离子源；电子能量70eV；离子源温度250℃；传输线温度280℃；四极杆温度为150℃；质量扫描范围m/z29-400。

二.标准样本特征波段选择：

对采集到的标准样本色谱信号，人工选取色谱信号中较明显的特征峰波段，记录各特征波段的起始位置。

三.待分析样本色谱自适应特征匹配；

假设色谱信号长度为M，标准样本色谱信号共选取N个不同的特征波段，对于第i(0<i≤N)个特征峰波段，假设其起始位置为B_i(0<B_i<M)，结束位置为E_i(B_i<E_i≤M)，则特征峰波段长度为L_i＝E_i-B_i+1；对第i个特征峰波段的匹配过程如下：

(1)确定匹配范围，对于第i个起始位置为B_i，结束位置为E_i，长度为L_i的特征波段，若B_i>L_i，则匹配的起始位置MB_i＝B_i-L_i，若B_i≤L_i，则MB_i＝1，若E_i+L_i≤M匹配的结束位置为ME_i＝E_i+L_i，否则若E_i+L_i>M，则ME_i＝M