CN105527361A - 一种高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法，该方法包括：通过对齐步骤将不同图谱上的波峰进行对齐，之后再通过相似度公式的计算，得到相关色谱图中的各检测物质的相似度数值，根据得到的数值来判断被检测物质与标准样品是否属于同一种物质。最后，通过影响程度公式来计算出各个峰在相似度计算时的影响程度。本发明可以有效的比对被检测物质与标准样品是否属于同一种物质，同时还能获取同一个被检测物质中的各个峰对相似度计算的影响程度，从而提高了高效微流电色谱的分析、辨别样品的能力。

Description

一种高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法

技术领域

本发明涉及高效微流电色谱样品分析领域，具体说涉及一种高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法。

背景技术

高效微流电色谱是一种非常重要的分离分析仪器，它的最大作用就是确定待测样品的名称，以及分析待测样品的成分组成。

为了能够让高效微流电色谱准确地分析出待测样品的名称，目前色谱分析领域常常在计算模块引入相似度的概念，如中国专利CN104007212。由于仪器、待测样品、色谱柱以及溶剂的不确定性，在进行相似度计算之前，往往先要把所有待测样品得到的色谱数据进行一个对齐操作，保证所有样品在同一个条件下进行相似度计算，如中国专利CN101929989A。

同时，为了能够了解到同一个样品中各个峰在相似度计算时的影响程度，需要引入影响度计算概念。影响度计算方法的引入，可以直观地让用户了解待测物质与标样之间存在差异的主要原因，帮助用户提升物质检测的效率和速度。

然而，目前现有技术还没有将对齐步骤，相似度计算，影响度计算等结合起来组成完整的技术方案，而影响度的计算法方式也比较简单，缺少高信度的计算方法。

发明内容

本发明的目的是为了提高高效微流电色谱在比对样品时的准确率以及帮助用户了解各个峰对相似度计算的影响程度，提高高效微流电色谱物质检测的准确率，提升高效微流电色谱物质检测的效率。

为了实现本发明的目的而采用的技术方案是：一种高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法，包括以下步骤：

S1，数据获取步骤，采集标准样品与未知样品的色谱信号数据；

S2，数据对齐步骤，通过对齐步骤将标准样品与未知样品的数据进行对齐；

S3，相似度计算步骤，根据设定的相似度计算公式，得到未知样品的相似度数值；

S4，影响度计算步骤，通过设定影响度计算公式，得到各个色谱峰对相似度计算的影响程度。

优选地，所述数据对齐步骤包括：

S21，从数据源选择数据列表；

S22，选择要对齐的峰，初始值为最后的峰，每一行只能选一个峰；

S23，以第一个数据为基准，进行对齐运算：

T_y＝T_x*T₁/T₂；

T₁：第一行对齐峰的响应时间；

T₂：当前行对齐峰的响应时间；

T_x：对齐前峰的响应时间；

T_y：对齐后峰的响应时间；

S24，显示对齐后的数据列表。

优选地，所述相似度计算步骤包括：

S31.导入需要分析的所有样品数据，需要的项目是响应时间、峰名称、峰高/峰面积；

S32.根据时间窗/时间带的设置，遍历所有样品，计算出所有的响应时间，若某一样品在某个响应时间内没有峰的话，则峰高/峰面积设为0；

S33.以标准样品为基础，计算所有样品的相似度，预设相似度公式如下：

其中x_i是第一个样品的峰高/峰面积，y_i是另一个样品的峰高/峰面积，n是响应时间的个数。当其中某一项为0的时候xi/yi设为0，当两项都为0的时候x_i/y_i设为1。当x_i>2y_i时x_i/y_i设为0，反之当yi>2x_i时x_i/y_i也设为0。

优选地，所述影响度计算步骤包括：

S41.取所有样品的相似度的平均值，大于该平均值的分为第一类，小于该值的分为另一类；

S42.分别计算出这两类的各个响应时间的峰高/峰面积的平均值；

S43.计算出各个峰在相似度计算时的影响程度，预设影响度公式如下：

$\frac{|x_i-y_i|}{\sqrt{\left(\mathrm{\Σ}{(x_i-y_i)}^2\right)}}\×100\%$

其中x_i是第一类样品的峰高/峰面积的平均值，y_i是另一类样品的峰高/峰面积的平均值。

附图说明

图1是标准样品与被测样品进行相似度计算和影响度计算的步骤流程图。

具体实施方式

实施例：

本实施例的实验环境为：流动相：0.02mol/L磷酸二氢钠二乙胺缓冲溶液+甲醇(70：30)；流速：1mL/min；检测波长：220nm；进样量：50μL；柱温：30℃；色谱柱：C18(l50mm×4.6mm，粒径5μm)。

本实施例具体步骤为：

1.从数据源选择数据列表；给出数据源和具体列表。同理，下同的每一步都要给出具体的数值。

2.选择要对齐的峰，初始值为最后的峰，每一行只能选一个峰；

3.以第一个数据为基准，进行对齐运算：

T₁：第一行对齐峰的响应时间；

T₂：当前行对齐峰的响应时间；

T_x：对齐前峰的响应时间；

T_y：对齐后峰的响应时间；

T_y＝T_x*T₁/T₂；

4.显示对齐后的数据列表。

完成了标准样品与待测样品相关数据的对齐之后，即进入到相似度计算的步骤。相似度计算的步骤为：

1.导入需要分析的所有样品数据，需要的项目是响应时间、峰名称、峰高/峰面积；

2.根据时间窗/时间带的设置，遍历所有样品，计算出所有的响应时间，若某一样品在某个响应时间内没有峰的话，则峰高/峰面积设为0；

3.以标准样品为基础，计算所有样品的相似度，公式如下：

其中x_i是第一个样品的峰高/峰面积，y_i是另一个样品的峰高/峰面积，n是响应时间的个数。当其中某一项为0的时候xi/yi设为0，当两项都为0的时候x_i/y_i设为1。

当x_i>2y_i时x_i/y_i设为0，反之当yi>2x_i时x_i/y_i也设为0。

完成相似度计算之后，如果相似度的数值越接近于1，说明被测样品与标准样品越有可能是同一种物质。反之，如果相似度的数值与1的差距越大，说明被测样品与标准样品越不可能是同一种物质。

完成以上这些步骤之后，即可开始进行影响度的计算，方法如下：

1.取所有样品的相似度的平均值，大于该平均值的分为第一类，小于该值的分为另一类；

2.分别计算出这两类的各个响应时间的峰高/峰面积的平均值；

3.计算出各个峰在相似度计算时的影响程度，公式如下：

$\frac{|x_i-y_i|}{\sqrt{\left(\mathrm{\Σ}{(x_i-y_i)}^2\right)}}\×100\%$

其中x_i是第一类样品的峰高/峰面积的平均值，y_i是另一类样品的峰高/峰面积的平均值。

得到影响度计算的结果之后，如果结果越大，说明这个色谱峰对相似度计算的结果影响越大。反之，如果结果越小，说明这个色谱峰对相似度计算的结果影响越小。通过影响度的计算，用户可以很清楚地知道被测样品中哪一种物质对样品的测定起到了最大的影响。

通过对齐步骤、相似度计算步骤以及影响度计算步骤，用户能够很直观地了解标准样品与被测样品之间所存在的联系，以及是何种物质对样品的测定造成了最大的影响。从而提高了高效微流电色谱在比对样品时的准确率以及帮助用户了解了各个峰对相似度计算的影响程度。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (4)

1.一种高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法，其特征在于包括以下步骤：

S1，数据获取步骤，采集标准样品与未知样品的色谱信号数据；

S2，数据对齐步骤，通过对齐步骤将标准样品与未知样品的数据进行对齐；

S3，相似度计算步骤，根据设定的相似度计算公式，得到未知样品的相似度数值；相似度公式如下：

其中x_i是第一个样品的峰高/峰面积，y_i是另一个样品的峰高/峰面积，n是响应时间的个数。当其中某一项为0的时候xi/yi设为0，当两项都为0的时候x_i/y_i设为1。当x_i>2y_i时x_i/y_i设为0，反之当y_i>2x_i时x_i/y_i也设为0；

S4，影响度计算步骤，通过设定影响度计算公式，得到各个色谱峰对相似度计算的影响程度；影响度公式如下：

其中x_i是第一类样品的峰高/峰面积的平均值，y_i是另一类样品的峰高/峰面积的平均值。

2.根据权利要求1所述的高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法，其特征在于：所述数据对齐步骤包括：

S21，从数据源选择数据列表；

S22，选择要对齐的峰，初始值为最后的峰，每一行只能选一个峰；

S23，以第一个数据为基准，进行对齐运算：

T_y＝T_x*T₁/T₂；

T₁：第一行对齐峰的响应时间；

T₂：当前行对齐峰的响应时间；

T_x：对齐前峰的响应时间；

T_y：对齐后峰的响应时间；

S24，显示对齐后的数据列表。

3.根据权利要求1所述的高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法，其特征在于：所述相似度计算步骤包括：

S31.导入需要分析的所有样品数据，需要的项目包括响应时间、峰名称、峰高/峰面积；

S32.根据时间窗/时间带的设置，遍历所有样品，计算出所有的响应时间，若某一样品在某个响应时间内没有峰的话，则峰高/峰面积设为0；

S33.以标准样品为基础，计算所有样品的相似度，公式如下：

其中x_i是第一个样品的峰高/峰面积，y_i是另一个样品的峰高/峰面积，n是响应时间的个数。当其中某一项为0的时候xi/yi设为0，当两项都为0的时候x_i/y_i设为1。当x_i>2y_i时x_i/y_i设为0，反之当yi>2x_i时x_i/y_i也设为0。

4.根据权利要求1所述的高效微流电色谱相似度分析以及计算影响度的方法，其特征在于：所述影响度计算步骤包括：

S41.取所有样品的相似度的平均值，大于该平均值的分为第一类，小于该值的分为另一类；

S42.分别计算出这两类的各个响应时间的峰高/峰面积的平均值；

S43.计算出各个峰在相似度计算时的影响程度，公式如下：

其中x_i是第一类样品的峰高/峰面积的平均值，y_i是另一类样品的峰高/峰面积的平均值。