[发明专利]一种基于光谱信息的混合物闪速定量分析方法及分析仪

说明书

本发明涉及一种混合物浓度信息闪速定量分析方法及分析仪。一种基于光谱信息的混合物闪速定量分析方法，采集混合物溶液样本注入二极管阵列检测仪器，得到DAD数据；然后根据光谱库采用基于向量误差算法的闪速定性分析方法对光谱库进行计算，得到光谱的误差向量；根据误差向量的数值，确定样本对应的数据中所含有成分的光谱曲线；计算样本中各成分的含量标记值和各个物质的浓度信息。一种基于光谱信息的混合物闪速定量分析仪，包括由清洗液池、样本池、检测管和废液池构成的液路系统以及控制电路；检测管两端安装光电对管，检测管的两侧相对安装光源和光谱传感器；光电对管和光谱传感器输出信号接入控制电路，控制电路控制连接各电磁阀、光源以及气液泵。

技术领域

本发明涉及一种混合物浓度信息闪速定量分析方法及一种基于光谱信息的混合物闪速定量分析仪。

背景技术

色谱技术诞生于1905年。经过一个多世纪的发展，色谱已经成为了一门用于混合物分离的通用技术，广泛应用于中草药、葡萄酒、农产品、石油等产品的质量控制和样品制备。图1给出了目前比较流行的液相色谱(HPLC)联用二极管阵列检测器(DAD)技术的原理示意图。分析溶剂(也称为流动相)保存在溶剂存储器a中，并通过输液泵b将流动相压入色谱柱c(也称为固定相)中。待分析的样品溶液通过送样器d进入分析系统，并跟随溶剂经过色谱柱。由于溶液中的不同物质在色谱柱中停留的时间之间存在差异，在一定的分析条件(溶剂、色谱柱以及流程控制)下，不同物质会先后从色谱柱尾端流出。在色谱柱尾端安装DAD(二极管阵列检测器)，对流出色谱柱的物质进行检测记录。实验人员根据记录结果，通过计算机系统e对溶液中的物质组成进行定性与定量分析。物质在设定分析条件下流出色谱柱的时间(保留时间)可以作为定性分析的依据；物质流出时，检测器得到的信号强弱，可以作为定量分析的依据。

根据图1的结构组成可知，液相色谱技术的分析时间之所以较长，主要是溶液完全流经色谱柱需要较长的时间。这也是液相色谱技术之所以能够起到分离作用的工作原理。然而在许多项目工程中，需要快速的测得混合物信息，只有这样才能实现项目控制的时效性和及时性。之前我们提出了不经过色谱柱，即在去除图1中色谱柱这一时间消耗单元的情况下，能够实现溶液中特定组成物质的定量分析方法，且能同时降低由于色谱柱的存在而抬高的对输液泵的性能要求。但需要一种行之有效的分析算法，以加强分析处理能力。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种基于光谱信息的混合物闪速定量分析方法及分析仪，在去除色谱柱这一时间消耗单元的情况下，不经过色谱柱而直接获得DAD数据，能够快速实现溶液中特定组成物质的定量分析。

本发明采用的技术方案：

一种基于光谱信息的混合物闪速定量分析方法，包括步骤如下：

步骤S1：采集混合物溶液样本，将其注入二极管阵列检测仪器，检测仪器给出DAD数据D；

步骤S2：根据光谱库S＝[s₁ s₂…s_n]，采用基于向量误差算法的闪速定性分析方法对光谱库S进行计算，得到光谱的误差向量ε＝[ε₁ ε₂…ε_n]；

步骤S3：根据误差向量ε＝[ε₁ ε₂…ε_n]的数值，确定样本对应的数据D中所含有成分的光谱曲线其中m＜＜n；

步骤S4：根据公式(1)计算样本中各成分的含量标记值c＝[c₁ c₂…c_m]；

其中P＝[p p…p]，向量p是DAD数据D在时间轴上轮廓的标准化(即最大值等于1)；S′^*T是S′^*的转置，向量是向量的标准化，pinv(·)为矩阵的伪逆；