单纯形算法动态优化毛细管胶束电动色谱分离体系α

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1、第ty卷第w期色谱²¯qty²qwt

2、

3、{年z月¸¯¼t

4、

5、{单纯形算法动态优化毛细管胶束电动色谱分离体系α王洪胡汉芳尚素芬丁天惠顾峻岭傅若农k河北大学化学系保定sztssulk北京理工大学化工与材料学院北京tsss{tl提要采用控制加权可变步长单纯形算法对氨基酸的毛细管胶束电动色谱分离体系进行动态优化∀寻优过程中同时考虑背景电解质的³值十二烷基硫酸钠浓度和有机添加剂浓度对体系分离效果的影响∀分别使用²±ª系数法和均匀设计表法确定初始单纯形顶点对分离体系进行动态优

6、化∀优化结果使tz种氨基酸获得了比较满意的分离∀关键词毛细管胶束电动色谱法o单纯形算法o动态优化o氨基酸分类号yx{前言三乙胺水解氨基酸标液异硫氰酸苯酯kl购自¤·¨µ¶公司k¬¯©²µ§oolo单毛细管胶束电动色谱法kl是在毛细管区个氨基酸标准k生化试剂o上海lo乙腈甲醇磷酸带电泳kl基础上发展起来的一种高效分离技磷酸氢二钠硼酸均为分析纯o水为二次石英术t ∀同一样o分离效果的影响因子较蒸馏水∀多o这些影响因子之间存在复杂的非线性相互关联1实验方法性∀采用通常的优化方法单因子方法o获得的最电泳条件}工作电压us1s®

7、o检测波长uus±°o佳分离条件实际上可能不是最佳的∀因此o运用化学毛细管冲洗和进样均通过气压进样装置o冲洗压力计量学方法o充分考虑各种影响因子之间的相互关w¤o进样压力w®¤∀每天实验前将毛细管依次使联性对体系进行优化的研究已引起人们的高度重用s1t°²¯Ù¤ou和各冲洗x°¬±再进视∀全因子设计正交设计旋转设计和格点搜寻算样分析k进样时间x¶l∀实验间隔中需用冲洗法等已在毛细管电泳研究中得到应用u∗w ∀这些方u°¬±o再进行下次分析∀法的局限性是实验设计受影响因子数目限制o不能}由vs°°²¯Ù硼酸盐2磷酸缓冲体系加在优化过程中根据目标

8、函数的优化结果调整实验设和有机添加剂组成∀计o即不能进行动态寻优∀我们曾利用进行氨基酸}以为衍生试剂o其衍生步骤了x∗z 氨基酸在应用方面的研究o但用参见文献xoy ∀采用二次进样技术确定氨基进行氨基酸的研究尚未见报道∀本文使用一种酸的出峰位置∀动态优化方法控制加权可变步长单纯形算法o1控制加权可变步长单纯形算法研究氨基酸的分离体系∀分别采用单纯形k¶¬°³¯¨»l是指多维空间的凸多边形o若²±ª系数法和均匀设计表法确定初始单纯形顶点o分离体系的影响因子数目为νo则单纯形是ν维空对影响体系分离效果的主要因素如背景电解质间中由νnt个顶点组成

9、的凸多边形∀单纯形算法自kl的³值十二烷基硫酸钠kl的浓度和有t

10、yu年由³¨±§¯¨¼提出至今o经过简单单纯形改机添加剂的浓度同时进行优化o使tz种氨基进单纯形加权形心单纯形和控制加权形心单纯形酸均获得令人满意的分离结果∀的不断改进而趋于完善∀它与正交设计法旋转设计实验部分法及均匀表设计法相比具有实验设计简单不受所1仪器取因子数目限制的特点o尤其它的优化过程是根据2t型高效毛细管电泳仪k中国专利}实验过程中目标函数的响应情况逐步调优的o属于

11、wtttxyw»o河北大学研制lo石英毛细管kx{¦°≅非线性动态寻优过程∀控制加权

12、形心法k¦²±·µ²¯¯¨§xsΛ°¬q§qo有效长度xt¦°o河北永年光纤厂l∀º¨¬ª«·¨§¦¨±·µ²¬§°¨·«²§ol通过对形心加1试剂权控制使优化点的搜索方向更靠近最优区域o避免α本文收稿日期}t

13、

14、z2ts2tyo修回日期}t

15、

16、z2tt2vsu

17、w色谱ty卷了单纯形退化和优化速度减慢∀分别采用²±ª系数法和均匀设计表法确定初1初始单纯形顶点的确定始单纯形顶点o优化流程框图见图t∀预分离试验k单因子方法lkµ¨¯¬°¬±¤µ¼¶¨³¤µ¤·¬²±¨»³¨µ¬°¨±·¶º¬·«¶¬±ª¯¨©¤¦·²µ°¨

18、·«²§l确定影响因子初始值步长和上下限k«²²¶¨·«¨©¤¦·²µ¶¤±§·«¨¬µ¬±¬·¬¤¯¯¨¹¨¯¶o¬±·¨µ¹¤¯o¯¬°¬·¶l确定初始单纯形顶点k¨©¬±¨·«¨¶·¤µ·¹¨µ·¨»¨¶¥¼²±ª²¨©©¬¦¬¨±·²µ±¬©²µ°¨¶¬ª±¤¥¯¨l确定优化的目标函数k«²²¶¨·«¨²³·¬°¬½¤·¬²±©¸±¦·¬²±¶l单纯形算法优化所确定的影响因子k³·¬°¬½¨·«¨¦«²¶¨±©¤¦·²µ¶¥¼¶¬°³¯¨»¤¯ª²µ¬·«°l是否获得最佳分离k²¨¶²±¨²¥·¤¬±·«¨²³·¬°¬½¨§¶¨³¤µ

19、¤·¬²±l否k²l是k¨¶l结束k±§l图单纯形算法优化流程框图ΦιγqΤηεφλοωχηαρτοφοSτι