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化学计量学方法应用于中药化学特征指纹图谱 应用化学 2008级副教授摘要：(Resolution，)与相对峰面积(Relative peak area，RPA)等来作为评价其分离质量的量化标准。 关键词：HPLC—DAD分析检测为实例，对一些常用的中草药化学特征指纹图谱分离质量的方法进行了讨论，同时，借助化学计量学中有关数据的提取与处理、信息基础理论等手段，提出了一些新的定量评价中草药化学特征指纹图谱分离质量的方法。本文提出了另外一个经验指标参数，并根据化学计量学中有关的信息基础理论，提出了其它新的定量评价标准。 1 理论基础 1．1 分离度(Re．solutioa，R)指标参数 分离度(Resolution，Fig．1a(Resolution，R) R(1，2)=2(t2—t1)／(Wl+W2) (1) R(2，3)=2(t3一t2)／(W2+W3) (2) 这里，R(1，2)与R(2，3)分别代表两对色谱峰，即第一、二个色谱峰之间，第二、 三个色谱峰之间的分离度，t与W则分别表示第j个色谱峰的保留时间与峰宽度。由以上两个公式可知，R是一个没有量纲的参数。根据以上分离度的定义，如果两个相邻色谱峰之间的分离程度越高，其分离度值就越大，据此，对于一个包含有超过两个色谱峰的色谱曲线来说，可以定义一个新的参数SR(Stun of resolution)，即所有相邻两个色谱峰之间的分离度R之和，用此参数来表示该色谱益线的分离程度。在Fig．iaSR是R(1，2)R(2，3)SR值较大，则说明构成该特征图谱的色谱峰之间具有较高的分离程度。 1.2 相对峰面积之和(Sum of relative peak area，SRPA)Beer—Lambert定律，在一定的条件下，某一化学组分所对应的色谱峰的面积与该组分的质量成正比，因此，色谱峰面积是色谱分析检测中一个重要的定量指标参数，显然，该参数同样适合于中草药化学特征指纹图谱中所对应的化学成分的定量检测。在理想的情况下，若一个中草药化学特征指纹图谱中的所有化学组分都得以完全分离，通过计算出各个组分所对应的色谱峰的峰面积，从而实现对中草药中的相应化学成分的定量检测。然而，在大多数情况下，中草药化学特征指纹图谱中的许多色谱峰实际上与相邻组分的色谱峰发生了重叠，这就导致它们的实际色谱峰面积之和远小于真实值。从Fig．1b2.1与A3.2。它们的实际色谱蜂面积之和为(A1+A2+A3一A2.1一A3.2)，而真实值应该是(A1+A2+A3)，这样因发生了相邻色谱峰的重叠而使得实际色谱峰面积之和减少了A2.1+A3.2。为了进行更好的比较，可以将具有最大色谱峰面积的色谱峰，如Fig，lb1，从而计算出其它色谱峰的相对峰面积，这样，对于Fig．1b3 与分离度(Resolution，)及相对峰面积之和(Sum of relative peak area，SRPA)WSK 根据以上的讨论，一个中草药化学特征指纹图谱的分离质量在一定程度上与分离度R及相对峰面积之和SRPA有关。综合考虑这两个因素的影响，提出了一个新的经验参数WSK，其表达式为： (3) 该经验参数同样与分离度R及相对峰面积之和SRPA有关。 1.4 基于互信息(Mutual Information)的指标参数 有关基于信息理论的互信息函数(Func．tion of mutual information，MuI)MUI作简单的讨论。通常，对一个分析体系的色谱分离检测，其测定方法的优劣可以用分析体系中包含的化学组分所获得的精确度以及总的分析效率来表示，其中，待测组分的精确度尤为重要。在一个色谱分析体系中，如果第j个组分的精确度用它的相对标准偏差(Relative standard deviation，RsD) ∮=log(I／RSDj)(j=1，， NP) (4) 这里，电表示第j个组分所获得的信息量，NP是整个色谱曲线中能够观察到的色谱峰的数目。显然，如果第j个组分通过色谱检测后获得的信息量越多，那么该组分的相对标准偏差就会偏低，因而具有较高的色谱分离质量。对于一个包含有许多化学组分的中草药化学特征指纹图谱来说，总的信息量可用下式来表示： ∮=Σ∮j=Σlog(1／RSDj(j=1，?，NP) (5) 因此，中草药化学特征指纹图谱总的m值越高，其相对误差越小，从而表现出较高的色谱分离检测质量。 值得注意的是，对于一个复杂的中草药化学特征指纹图谱，如果某个色谱与它们的相邻色谱峰发生了重叠，就要首先确定该色谱峰的纯组分区域与重叠区域，然后才能准确计算出该色谱峰对应的化学组分所获得的信息量。对于大多数商用色谱仪器来说，通常采用垂直分割的手段来近似处理重叠色谱峰，同时，将分割后的色谱峰均看作