[发明专利]一种用制备色谱分离复杂物中目标物的优化方法

权利要求书

1.一种用制备色谱分离复杂混合物中目标物的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制复杂混合物的进样液，复杂混合物含有3种以上组分，并测定其中目标物的浓度；

(2)确定在制备色谱所用固定相和流动相体系中目标物的干扰组分，并赋予干扰组分的浓度；当所述干扰组分结构未知，并且其浓度无法测定时，假定干扰组分浓度；

(3)用进样液采集2-5条目标物及其干扰组分的实际制备色谱的流出曲线数据；

(4)选择单一组分的吸附等温线描述目标物的吸附行为；选择单一组分的吸附等温线描述干扰组分的吸附行为；

(5)选择理想色谱模型分别描述目标物和干扰组分的色谱行为；再用差分法求解目标物和干扰组分的色谱模型，进而分别得到目标物和干扰组分的单柱计算流出曲线；

(6)根据实际流出曲线用逆法确定：目标物的吸附等温线参数和色谱模型的计算参数；干扰组分的吸附等温线参数和色谱模型的计算参数；

(7)用理想色谱模型优化制备色谱分离目标物和干扰组分的操作条件；

(8)在由理想色谱模型优化出来的分离条件下进行实际分离；

所述理想色谱模型的差分求解方法如下：

q_i＝f(C_i) (2)

式(1)为理想色谱模型，式(2)为吸附等温线，其中i代表组分i，i＝1为目标物，i＝2为干扰组分；c_i,q_i分别为组分在流动相与固定相的浓度；u为流动相的流速；F为相比，F＝(1-ε)/ε，ε为孔隙率；t代表时间，x代表位置；

进而，将式(1)写成：

式中，

再将式(3)中项向后差分，项向前差分，建立显式差分格式：

式中，τ为时间步长，h为空间步长，j表示当前的塔板，j＝1,2,…,L/h，n代表时间，n＝kτ，k＝1,2,3...，显式差分格式稳定性条件：

或者将式(3)中项和项都向后差分，建立隐式差分格式：

上述的两种差分格式边界条件：C_i,F为进料液中组分i的浓度，t_p为进料时间；

通过对上述显式差分格式或者隐式差分格式迭代求解，获得组分i流出曲线C_i(L,t)-t，L为色谱柱长；

所述的采集目标物及其干扰组分的实际制备色谱的流出曲线数据为采集线性条件下目标物及其干扰组分的实际制备色谱的流出曲线数据，以及采集过载条件下目标物及其干扰组分的实际制备色谱的流出曲线数据。

2.根据权利要求1所述的一种用制备色谱分离复杂混合物中目标物的优化方法，其特征在于，逆法确定吸附等温线参数、模型计算参数时，需要经过设定初值并经模型求解至计算流出曲线与实际流出曲线吻合后确定最终取值。

3.根据权利要求1所述的一种用制备色谱分离复杂混合物中目标物的优化方法，其特征在于，所述色谱模型优化制备色谱分离目标物和干扰组分的操作条件是按单因素法或单纯形或正交设计或均匀设计或响应面设计或遗传算法进行的。

4.根据权利要求1所述的一种用制备色谱分离复杂混合物中目标物的优化方法，其特征在于，所述复杂混合物的进样液按制备色谱的流动相的配比配制。

5.根据权利要求3所述的一种用制备色谱分离复杂混合物中目标物的优化方法，其特征在于，干扰组分结构未知的情况下，假定进样液仅含目标组分1和干扰组分2；计算结果以目标物的提纯指标为约束条件和优化目标函数，以流动相流速、原料进样浓度、原料进样时间、截取目标物流出液时间段为优化参数。