بهینه سازی جداسازی با شویش ایزوکراتیک و گرادیانی در کروماتوگرافی مایع فاز معکوس با استفاده از روشهای کمومتریکس

استفاده از روش های کمومتریکس در شاخه های مختلف علم شیمی طی سه دهه اخیر گسترش زیادی یافته است. شیمی دانان تجزیه نیز از کمومتریکس جهت استخراج حداکثر اطلاعات مفید از داده های تجربی استفاده می نمایند. طراحی آزمایش و بهینه سازی شرایط عملکرد از مهمترین کاربرد های کمومتریکس در شیمی تجزیه محسوب می شوند. کار تحقیقاتی حاضر مربوط به بررسی سودمندی بکارگیری روش های کمومتریکس جهت طراحی آزمایش و بهینه سازی همزمان کیفیت جداسازی و زمان تجزیه در کروماتوگرافی با شویش ایزوکراتیک و گرادیانی می باشد. قسمت اول کار به بررسی تاثیر چهار فاکتور تجربی بر زمان بازداری کینولین ها در کروماتوگرافی مایع مایسلی به روش آنالیز چند متغیره می پردازد. این فاکتورها شامل غلظت سدیم دودسیل سولفات، تعداد کربن در اصلاحگر آلی، غلظت اصلاحگر آلی و ph فاز متحرک بودند. آزمایش ها جهت بررسی تاثیر فاکتورهای تجربی بر زمان بازداری کینولین ها، بر مبنای طرح مرکب مرکزی انجام شده و از روش رگرسیون خطی چندگانه برای ایجاد مدل های چند جمله ای استفاده شد. نتایج نشان دادند که از این مدل ها می توان به خوبی برای پیش بینی زمان بازداری ترکیبات استفاده کرد. روش پارتو برای مقایسه کروماتوگرام ها و پیش بینی شرایط بهینه به کار گرفته شد. در قسمت دوم کار، بهینه سازی جدا سازی کلروفنول ها با شویش گرادیانی مرحله ای مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا نوع وابستگی بین فاکتور بازداری ترکیبات و درصد اصلاحگر آلی در فاز متحرک از طریق برازش داده های تجربی در معادلات دو، سه و چهار پارامتری بدست آمد. نتایج نشان دادند که معادله چهار پارامتری توانایی خوبی برای پیش بینی زمان بازداری ایزوکراتیک این ترکیبات دارد. در نهایت یک برنامه جستجوی شبکه ای برای تعیین بهترین پروفایل شویش مرحله ای برای جداسازی این ترکیبات در یک زمان تجزیه مناسب استفاده گردید. قسمت سوم کار در ارتباط با شویش گرادیانی چند خطی برای جدا سازی فنیل تیو هیدانتوئین آمینو اسیدها بود. رابطه بین فاکتور بازداری این ترکیبات و درصد اصلاحگر آلی در فاز متحرک با استفاده از داده های بازداری ایزوکراتیک بدست آمده و زمان بازداری گرادیانی ترکیبات از حل عددی معادله اساسی شویش گرادیانی محاسبه شد. سپس با یک برنامه جستجوی شبکه ای برای پروفایل های مختلف شویش گرادیانی، کروماتوگرام مربوطه شبیه سازی گردید. زمان بازداری آخرین پیک و حداقل اختلاف زمان بازداری بین پیک های مجاور برای کلیه کروماتوگرام ها به طور همزمان با روش پارتو بررسی شدند. در قسمت چهارم کار، شویش گرادیانی چند خطی برای جدا سازی کلروفنول ها به کار گرفته شد. رابطه بین فاکتور بازداری این ترکیبات و درصد اصلاحگر آلی در فاز متحرک از بین معادلات دو، سه و چهار پارامتری انتخاب شده و زمان بازداری گرادیانی ترکیبات ازحل عددی معادله اساسی شویش گرادیانی بدست آمد. برنامه جستجوی شبکه ای برای شبیه سازی کروماتوگرام ها در پروفایل های مختلف شویش گرادیانی استفاده شده و شرایط بهینه شویش با استفاده از تابع مطلوبیت درینگر بدست آمد. در قسمت پنجم کار، رفتار بازداری گرادیانی فنیل تیو هیدانتوئین آمینو اسید ها در کروماتوگرافی با شویش گرادیانی خطی که تابعی از سه فاکتور مقدار درصد اولیه اصلاحگر آلی در فاز متحرک، زمان شویش ایزوکراتیک و زمان شویش گرادیانی می باشد با استفاده از مدل های رگرسیون خطی چندگانه و ماشین بردار پشتیبان مورد مطالعه قرار گرفت. مدل ماشین بردار پشتیبان در مقایسه با مدل رگرسیون خطی چندگانه برای پیش بینی زمان بازداری گرادیانی این ترکیبات نتایج بهتری دارد. روش پارتو برای انتخاب بهترین پروفایل شویش گرادیانی برای جداسازی این ترکیبات استفاده گردید. در قسمت ششم کار، از توصیفگر های رابطه خطی انرژی آزاد و داده های بازداری کلروفنول ها با استفاده از روشهای رگرسیون خطی چندگانه و ماشین بردار پشتیبان یک مدل عمومی بدست آمده که زمان بازداری ترکیبات را در شرایط ایزوکراتیک متفاوت محاسبه می کند. سپس با استفاده از مدل عمومی زمان بازداری گرادیانی ترکیبات از روش حل عددی معادله اساسی شویش گرادیانی بدست آمد. زمان بازداری گرادیانی ترکیبات برای پروفایل های مختلف شویش گرادیانی خطی بدست آمده و با تابع مطلوبیت درینگر کیفیت کروماتوگرام ها بررسی شده و شرایط بهینه جداسازی انتخاب گردید. قسمت هفتم کار در مورد جداسازی ترکیبات تیروئیدی بوسیله شویش گرادیانی خطی بود. فاکتورهای موثر بر جداسازی این ترکیبات شامل مقدار درصد اولیه اصلاحگر آلی در فاز متحرک، مقدار درصد انتهایی اصلاحگر آلی در فاز متحرک، زمان شویش ایزوکراتیک و زمان شویش گرادیانی بودند. بهینه سازی جداسازی شویش گرادیانی این ترکیبات با استفاده از طرح سیمپلکس فوق اصلاح شده انجام گرفته و کیفیت کروماتوگرام ها با تابع مطلوبیت درینگر بررسی شدند. برنامه سیمپلکس فوق اصلاح شده تا زمانی انجام می شود که بهبود بیشتری در تابع پاسخ کروماتوگرافی بوجود نیاید.