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技术

本发明专利技术涉及的一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：首先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。对同一种样本色谱信号只需要进行一次人工特征波段选择，对该种样本的待分析色谱特征波段由计算机自适应匹配。该方法匹配速度快、提取的特征为包含特征峰的波段，有较高的鲁棒性，可直接用特征进行统计分析，建模；正确率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于色谱信号处理与分析方法，具体地说是。
技术介绍
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
技术人员的一种期望。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在: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。本专利技术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:(I)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I μ L，分流比30:1 ;进样口温度250°C ;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lmL/min ;升温程序:初始温度为40°C，保持4min后，以4°C /min程序升温至240°C，保持25min。MS条件:电子轰击离子源；电子能量70eV ;离子源温度250°C ;传输线温度280°C ；四极杆温度为150°C ;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Bi (0<Bi<M)，结束位置为Ei (B^Ei ( M)，则特征峰波段长度为Li = E1-Bfl ;对第i个特征峰波段的匹配过程如下:(I)确定匹配范围，对于第i个起始位置为Bi,结束位置为Ei,长度为Li的特征波段，若Bi^i,则匹配的起始位置MBi = B1-LjBi ( Li,则MBi = Ι,^Ε,+L,≤M匹配的结束位置为MEi = Ei+!^否则若Ei+L^M,则MEi = M(2)对于待分析色谱信号，从MBi出发，以Li为窗宽度，结束位置为MEi,步长为1，移动并计算每一个窗内的色谱波段与标准色谱信号相应的特征峰波段的曲线相似度，得到曲线相似度最大的窗以及相应的起始位置MBuiax和结束位置MEiMax，这样就得到了在待分析色谱信号上与标准色谱信号相匹配的特征峰波段；曲线相似度的计算采用曲线相关系数，其计算方法如下:对于长度为m曲线i和曲线j，其相关系数计算公式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一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：首先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；其方法为：(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。

【技术特征摘要】
1.一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:首 先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；其方法为: (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。2.如权利要求1所述的一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: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Agil ent公司GC-MSD7890_5975c气质联用仪作为检测分析仪器； (2)GC条件:配有DeanSwitch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I μ L，分流比30:1 ;进样口温度250°C ;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lmL/min ;升温程序:初始温度为40°C，保持4min后，以4°C /min程序升温至240°C，保持25min ； MS条件:电子轰击离子源；电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：王同晖，尤新革，徐端全，牟怿，周龙，曾武，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42