分离峰的基线调整方法和具有基线调整功能的色谱工作站

摘要

本发明提供了一种分离峰的基线调整方法和具有基线调整功能的色谱工作站，所述方法包括：a1，连接分离峰的起点和落点，形成预备基线；步骤a2，判断是否存在基线贯穿，若是，则执行a3，若否，执行a4；a3，查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点时，从分离峰的第一端点开始，在分离峰上逐点向分离峰的顶点靠近作为实验点，连接实验点与分离峰的第二端点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行a4；其中，第一端点为起点，第二端点为落点；或者第一端点为落点，第二端点为起点；a4，将最新形成的预备基线作为调整后的实际基线。本发明能够减小对待测样品的分离峰进行定量分析时的误差，提高定量分析的准确性，并且省事省力。

说明书

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种分离峰的基线调整方法和一种具有基线调整功能的色谱工作站。

背景技术

目前业界的色谱仪都提供有色谱工作站，色谱工作站相当于一个上位机，一方面完成对下位机（即色谱仪）的控制，另一方面对下位机采集到的色谱数据进行分析处理，以达到对待测样品的定量分析。

对待测样品的定量分析主要依赖于样品对应谱峰的峰面积或者峰高。谱峰的峰面积是指谱峰与基线所围成的面积，谱峰的峰高是指谱峰顶点到基线的距离。所以基线的位置将直接影响谱峰的峰面积及峰高，进而影响对待测样品定量分析的准确性，准确确定基线至关重要。

按照分离度来划分，谱峰通常包括分离峰和融合峰这两种类型，分离峰是指两峰之间的分离度大于1.5的谱峰，分离峰为单一谱峰；融合峰是指峰与峰之间的分离度小于1.5的谱峰，融合峰包括两个或两个以上的谱峰。分离度是指两个相邻的谱峰的分离程度，是化学分析领域专有名词，也称分辨率。按照基线位置来划分，谱峰通常包括正峰和负峰这两种类型，正峰的顶点在基线以上，负峰的顶点在基线以下。

对于分离峰，如图1（a）所示，为正分离峰（即分离峰为正峰）的谱图示意图；如图1（b）所示，为负分离峰（即分离峰为负峰）的谱图示意图，谱峰与基线所围成区域的面积就是分离峰的峰面积。现有的色谱工作站一般在完成谱峰识别后自动确定基线，如图1（a）和图1（b）所示，连接分离峰的起点A和落点（又称终点）B直接形成基线，图1（a）和图1（b）所示的分离峰与基线不存在贯穿。如果出现基线贯穿，工作站不进行自动调整，需要实验员手动调整。如图2（a）和图2（b）所示，为分离峰与基线贯穿时的示意图。基线贯穿时，正分离峰谱图的某些数据点的位置低于预备基线的位置，负分离峰谱图的某些数据点的位置高于预备基线的位置，在谱图上，基线与分离峰具有除起点A和落点B以外的其他交点，如图2（a）和图2（b）中的交点C1、C2，交点C1、C2称之为贯穿点。

上述方法至少存在下述缺陷：

1、色谱工作站自动确定基线后，如果出现基线贯穿而不进行调整，那么计算出的谱峰的峰面积及峰高不准确，进而影响对待测样品定量分析的准确性。

2、如果出现基线贯穿后，由实验员手动进行基线调整，一方面，增加一个手动步骤，费时费力，给实验员的定量分析带来一定的麻烦；另一方面，手动确定谱峰的起点和落点的位置不准确，肯定会存在一定程度的误差，最终还会影响到定量分析的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分离峰的基线调整方法和一种具有基线调整功能的色谱工作站，能够减小对待测样品的分离峰进行定量分析时的误差，提高定量分析的准确性；同时，解决手动调节基线费时费力的问题。

本发明提供了一种分离峰的基线调整方法，包括如下步骤：

步骤a1，连接分离峰的起点和落点，形成预备基线；

步骤a2，判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则执行步骤a3，若否，则执行步骤a4；

步骤a3，查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点时，从分离峰的第一端点开始，在分离峰上逐点向分离峰的顶点靠近作为实验点，连接所述实验点与分离峰的第二端点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行步骤a4；其中，所述第一端点为起点，所述第二端点为落点；或者所述第一端点为落点，所述第二端点为起点；

步骤a4，将最新形成的预备基线作为调整后的实际基线。

作为一个举例说明，本发明所述第一端点为所述起点，所述实验点为实验起点；所述步骤a3包括：查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点且所述贯穿点的位置在所述起点与所述顶点之间时，从所述起点开始，在分离峰上逐点向所述顶点递增作为实验起点，连接所述实验起点与落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行步骤a4。

作为一个举例说明，本发明所述第一端点为所述落点，所述实验点为实验落点；所述步骤a3包括：查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点且所述贯穿点的位置在所述落点与所述顶点之间时，从所述落点开始，在分离峰上逐点向所述顶点递减作为实验落点，连接所述起点与实验落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行步骤a4。

作为一个举例说明，本发明所述步骤a3还包括：查找分离峰上的贯穿点，当存在两个贯穿点，且一个贯穿点的位置在所述起点与所述顶点之间，另一个贯穿点的位置在所述落点与所述顶点之间时，获取分离峰上所述起点到所述顶点之间的第一极值点和所述落点到所述顶点之间的第二极值点；连接第一极值点和第二极值点，形成新的预备基线，并返回步骤a2。

作为一个举例说明，本发明所述分离峰为正峰时，所述第一极值点为分离峰上所述起点到所述顶点之间的最低点，所述第二极值点为分离峰上所述落点到所述顶点之间的最低点。

作为一个举例说明，本发明所述分离峰为负峰时，所述第一极值点为分离峰上所述起点到所述顶点之间的最高点，所述第二极值点为分离峰上所述落点到所述顶点之间的最高点。

相应的，本发明还提供了一种具有基线调整功能的色谱工作站，包括：

初始基线单元，用于连接分离峰的起点和落点，形成预备基线；

贯穿判断单元，用于判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则触发基线更新单元，若否，则触发基线调整单元；

基线更新单元，用于查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点时，从分离峰的第一端点开始，在分离峰上逐点向分离峰的顶点靠近作为实验点，连接所述实验点与分离峰的第二端点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，触发基线调整单元；其中，所述第一端点为起点，所述第二端点为落点；或者所述第一端点为落点，所述第二端点为起点；

基线调整单元，用于将最新形成的预备基线作为调整后的实际基线。

作为一个举例说明，本发明所述第一端点为所述起点，所述实验点为实验起点；所述基线更新单元用于查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点且所述贯穿点的位置在所述起点与所述顶点之间时，从所述起点开始，在分离峰上逐点向所述顶点递增作为实验起点，连接所述实验起点与落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，触发基线调整单元。

作为一个举例说明，本发明所述第一端点为所述落点，所述实验点为实验落点；所述基线更新单元用于查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点且所述贯穿点的位置在所述落点与所述顶点之间时，从所述落点开始，在分离峰上逐点向所述顶点递减作为实验落点，连接所述起点与实验落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，触发基线调整单元。

作为一个举例说明，本发明所述基线更新单元还用于查找分离峰上的贯穿点，当存在两个贯穿点，且一个贯穿点的位置在所述起点与所述顶点之间，另一个贯穿点的位置在所述落点与所述顶点之间时，获取分离峰上所述起点到所述顶点之间的第一极值点和所述落点到所述顶点之间的第二极值点；以及连接第一极值点和第二极值点，形成新的预备基线，并触发贯穿判断单元。

作为一个举例说明，本发明所述分离峰为正峰时，所述第一极值点为分离峰上所述起点到所述顶点之间的最低点，所述第二极值点为分离峰上所述落点到所述顶点之间的最低点。

作为一个举例说明，本发明所述分离峰为负峰时，所述第一极值点为分离峰上所述起点到所述顶点之间的最高点，所述第二极值点为分离峰上所述落点到所述顶点之间的最高点。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在分离峰与预备基线存在基线贯穿时，通过自动更新起点和/或落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，可以使色谱工作站在识别到基线贯穿时，自动完成的基线调整。一方面，基线的位置准确，为得到更准确的峰面积及峰高提供了有力的保障，减小了对待测样品的分离峰进行定量分析时的误差，提高定量分析的准确性；另一方面也降低了实验员的工作复杂度，相比手动调节基线省时省力，能够更迅速的得到分析结果。

附图说明

图1（a）是正分离峰的谱图示意图；

图1（b）是负分离峰的谱图示意图；

图2（a）是正分离峰与基线贯穿时的示意图；

图2（b）是负分离峰与基线贯穿时的示意图；

图3是本发明一种分离峰的基线调整方法实施例的流程图；

图4（a）是正分离峰的一种基线贯穿示意图；

图4（b）是对图4（a）进行基线调整后的示意图；

图5（a）是负分离峰的一种基线贯穿示意图；

图5（b）是对图5（a）进行基线调整后的示意图；

图6（a）是正分离峰的另一种基线贯穿示意图；

图6（b）是对图6（a）进行基线调整后的示意图；

图7（a）是负分离峰的另一种基线贯穿示意图；

图7（b）是对图7（a）进行基线调整后的示意图；

图8（a）是正分离峰的又一种基线贯穿示意图；

图8（b）是对图8（a）进行基线调整后的示意图；

图9（a）是负分离峰的又一种基线贯穿示意图；

图9（b）是对图9（a）进行基线调整后的示意图；

图10是本发明一种分离峰的基线调整方法优选实施例的流程图；

图11是本发明一种具有基线调整功能的色谱工作站110实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图3，示出了本发明一种分离峰的基线调整方法实施例的流程图，包括如下步骤：

步骤a1，连接分离峰的起点和落点，形成预备基线；

本步骤首先需要确定分离峰的起点和落点，然后直线连接分离峰的起点和落点。

对于正分离峰（即分离峰为正峰），在峰检测的过程中，逐点检测数据点的斜率，当数据点的斜率大于预设阈值时，则认为该数据点为正分离峰的起点，当多个数据点的斜率均大于预设阈值时，该多个数据点中的最低点（纵坐标最小的点）为正分离峰的起点。

对于正分离峰，在峰检测的过程中，逐点检测数据点的斜率，当数据点的斜率的绝对值小于预设阈值时，则认为该数据点为正分离峰的落点，当多个数据点的斜率的绝对值均小于预设阈值时，该多个数据点中的最低点（纵坐标最小的点）为正分离峰的落点。

对于负分离峰（即分离峰为负峰），在峰检测的过程中，逐点检测数据点的斜率，当数据点的斜率的绝对值小于预设阈值时，则认为该数据点为负分离峰的起点，当多个数据点的斜率的绝对值均小于预设阈值时，该多个数据点中的最高点（纵坐标最大的点）为负分离峰的起点。

对于负分离峰，在峰检测的过程中，逐点检测数据点的斜率，当数据点的斜率小于预设阈值时，则认为该数据点为负分离峰的落点，当多个数据点的斜率均小于预设阈值时，该多个数据点中的最高点（纵坐标最大的点）为负分离峰的落点。

需要说明的是，本发明实施例所涉及的数据点均指色谱仪所采集到的原始数据，即没有经过二次加工处理的数据。所述逐点检测是指按照采集到的原始数据的时间先后顺序逐点检测。

步骤a2，判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则执行步骤a3，若否，则执行步骤a4；

在谱图上，如果最新形成的预备基线与分离峰具有除起点和落点以外的其他交点，则存在基线贯穿。在具体判断时，可以采用如下方法：对于正分离峰，如果其谱图的某些数据点的位置低于预备基线的位置，则出现基线贯穿；对于负分离峰，如果其谱图的某些数据点的位置高于预备基线的位置，则出现基线贯穿。

步骤a3，查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点时，从分离峰的第一端点开始，在分离峰上逐点向分离峰的顶点靠近作为实验点，连接所述实验点与分离峰的第二端点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行步骤a4；其中，所述第一端点为起点，所述第二端点为落点；或者所述第一端点为落点，所述第二端点为起点；

所述贯穿点就是最新形成的预备基线与分离峰之间除起点和落点以外的其他交点。在具体查找时，如果分离峰上某一点的坐标与最新形成的预备基线上某点的坐标相同，且该点非起点和落点，则该点就是贯穿点。正分离峰的顶点为分离峰的最高点，负分离峰的顶点为分离峰的最低点。所述逐点针对的每一个数据点是指色谱仪所采集到的每一个原始数据。

步骤a4，将最新形成的预备基线作为调整后的实际基线。

在本步骤，还需要将分离峰的起点或落点更新为不存在基线贯穿时的实验点。

本发明实施例提供的分离峰的基线调整方法，可以使色谱工作站在进行数据处理并识别到基线贯穿时，自动完成的基线调整。一方面，基线的位置准确，为得到更准确的峰面积及峰高提供了有力的保障，减小了对待测样品的分离峰进行定量分析时的误差，提高定量分析的准确性；另一方面也降低了实验员的工作复杂度，相比手动调节基线省时省力，能够更迅速的得到分析结果。

下面，根据贯穿点的位置对步骤a3进行具体说明。

作为一个举例说明，存在一个贯穿点C且所述贯穿点C的位置在所述起点S与所述顶点P之间。所述第一端点为所述起点，所述实验点为实验起点。

参照图4（a），为正分离峰的一种基线贯穿示意图，参照图5（a），为负分离峰的一种基线贯穿示意图。结合图4（a）和图5（a），所述步骤a3包括：查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点C且所述贯穿点C的位置在所述起点S与所述顶点P之间时，从所述起点S开始，在分离峰上逐点向所述顶点P递增作为实验起点，连接所述实验起点与落点E形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行步骤a4。如图4（b）和图5（b）所示，从所述起点S开始，在分离峰上逐点向所述顶点P递增作为实验起点，当实验起点的位置位于S1处时，不存在基线贯穿，则执行步骤a4，将最新形成的预备基线S1-E，即S1与E之间的连线，作为调整后的实际基线，并更新起点为S1。

可以理解的是，贯穿点C的位置在所述起点S与所述顶点P之间，是指贯穿点C位于起点S和顶点P所形成的一段谱图曲线上，显然，此时贯穿点C的横坐标处于起点S的横坐标和顶点P的横坐标之间。

作为另一个举例说明，存在一个贯穿点C且所述贯穿点C的位置在所述落点E与所述顶点P之间。所述第一端点为所述落点，所述实验点为实验落点。

参照图6（a），为正分离峰的另一种基线贯穿示意图，参照图7（a），为负分离峰的另一种基线贯穿示意图。结合图6（a）和图7（a），所述步骤a3包括：查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点C且所述贯穿点C的位置在所述落点E与所述顶点P之间时，从所述落点E开始，在分离峰上逐点向所述顶点P递减作为实验落点，连接所述起点S与实验落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，执行步骤a4。如图6（b）和图7（b）所示，从所述落点E开始在分离峰上逐点向所述顶点P递减作为实验落点，当实验落点的位置位于E1处时，不存在基线贯穿，则执行步骤a4，将最新形成的预备基线S-E1，即S与E1之间的连线，作为调整后的实际基线，并更新落点为E1。

可以理解的是，贯穿点C的位置在所述落点E与所述顶点P之间，是指贯穿点C位于顶点P和落点E所形成的一段谱图曲线上，显然，此时贯穿点C的横坐标处于顶点P的横坐标和落点E的横坐标之间。

作为又一个举例说明，存在两个贯穿点C1和C2，且一个贯穿点C1的位置在所述起点S与所述顶点P之间，另一个贯穿点C2的位置在所述落点E与所述顶点P之间。

参照图8（a），为正分离峰的又一种基线贯穿示意图，参照图9（a），为负分离峰的又一种基线贯穿示意图。结合图8（a）和图9（a），所述步骤a3还包括：查找分离峰上的贯穿点，当存在两个贯穿点C1和C2，且一个贯穿点C1的位置在所述起点S与所述顶点P之间，另一个贯穿点C2的位置在所述落点E与所述顶点P之间时，如图8（b）和图9（b）所示，获取分离峰上所述起点S到所述顶点P之间的第一极值点M1、以及分离峰上所述落点E到所述顶点P之间的第二极值点M2；连接第一极值点M1和第二极值点M2，形成新的预备基线M1-M2，并返回步骤a2。

可以理解的是，贯穿点C1的位置在所述起点S与所述顶点P之间，是指贯穿点C1位于起点S和顶点P所形成的一段谱图曲线上，显然，此时贯穿点C1的横坐标处于起点S的横坐标和顶点P的横坐标之间。贯穿点C2的位置在所述落点E与所述顶点P之间，是指贯穿点C2位于顶点P和落点E所形成的一段谱图曲线上，显然，此时贯穿点C2的横坐标处于顶点P的横坐标和落点E的横坐标之间。

所述分离峰为正峰时，所述第一极值点M1为分离峰上所述起点S到所述顶点P之间的最低点，所述第二极值点M2为分离峰上所述落点E到所述顶点P之间的最低点。所述分离峰为负峰时，所述第一极值点M1为分离峰上所述起点S到所述顶点P之间的最高点，所述第二极值点M2为分离峰上所述落点E到所述顶点P之间的最高点。

在由步骤a3返回到步骤a2后，继续判断所述分离峰与最新形成的预备基线M1-M2之间是否存在基线贯穿，若是，则再次执行步骤a3，若否，则执行步骤a4，将最新形成的预备基线M1-M2作为调整后的实际基线。如图8（b）和图9（b）所示，所述分离峰与最新形成的预备基线M1-M2之间不存在基线贯穿，则将预备基线M1-M2作为调整后的实际基线，并更新起点为M1，更新落点为M2。

参照图10，示出了本发明一种分离峰的基线调整方法优选实施例的流程图，包括如下步骤：

步骤b1，连接分离峰的起点和落点，形成预备基线；

步骤b2，判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则执行步骤b3，若否，则执行步骤16；

步骤b3，查找分离峰上的贯穿点，记录贯穿点的位置；

步骤b4，判断是否存在一个贯穿点且贯穿点的位置在起点与顶点之间，若是，则执行步骤b8，若否，则执行步骤b5；

步骤b5，判断是否存在一个贯穿点且贯穿点的位置在顶点与落点之间，若是，则执行步骤b12，若否，则执行步骤b6；

步骤b6，存在两个贯穿点，且一个贯穿点的位置在起点与顶点之间，另一个贯穿点的位置在落点与顶点之间；

步骤b7，获取分离峰上所述起点到所述顶点之间的第一极值点和所述落点到所述顶点之间的第二极值点；连接第一极值点和第二极值点，形成新的预备基线；返回步骤b2；

步骤b8，起点记作S，i=S+1；

捕捉b9，连接第i点与落点，形成新的预备基线；

步骤b10，判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则执行步骤a11，若否，则执行步骤a16；

步骤b11，i=i+1，并返回步骤b9；

步骤b12，落点记作E，j=E-1；

步骤b13，连接第j点与起点，形成新的预备基线；

步骤b14，判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则执行步骤a15，若否，则执行步骤a16；

步骤b15，j=j-1，并返回步骤b13；

步骤b16，将最新形成的预备基线作为调整后的实际基线，并更新起点为i，落点为j；

步骤b17，结束对该分离峰的基线调整。

需要说明的是，本发明对步骤b4和步骤b5的先后顺序不作限定，还可以先执行步骤b5，判断结果为否时再执行步骤b4，步骤b4为否时再执行步骤b6；还可以将步骤b4、b5和b6合并为一个判断步骤同时执行。

参照图11，示出了本发明一种具有基线调整功能的色谱工作站110实施例的结构示意图，色谱工作站110包括：

初始基线单元111，用于连接分离峰的起点和落点，形成预备基线；

贯穿判断单元112，用于判断所述分离峰与最新形成的预备基线之间是否存在基线贯穿，若是，则触发基线更新单元113，若否，则触发基线调整单元114；

基线更新单元113，用于查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点时，从分离峰的第一端点开始，在分离峰上逐点向分离峰的顶点靠近作为实验点，连接所述实验点与分离峰的第二端点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，触发基线调整单元114；其中，所述第一端点为起点，所述第二端点为落点；或者所述第一端点为落点，所述第二端点为起点；

基线调整单元114，用于将最新形成的预备基线作为调整后的实际基线。

所述色谱工作站110的各个组成单元按照图3所示的流程图执行各个步骤。

作为一个举例说明，所述第一端点为所述起点，所述实验点为实验起点；

所述基线更新单元113用于查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点且所述贯穿点的位置在所述起点与所述顶点之间时，从所述起点开始，在分离峰上逐点向所述顶点递增作为实验起点，连接所述实验起点与落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，触发基线调整单元114。

作为又一个举例说明，所述第一端点为所述落点，所述实验点为实验落点；

所述基线更新单元113用于查找分离峰上的贯穿点，当存在一个贯穿点且所述贯穿点的位置在所述落点与所述顶点之间时，从所述落点开始，在分离峰上逐点向所述顶点递减作为实验落点，连接所述起点与实验落点形成新的预备基线，直到不存在基线贯穿，触发基线调整单元114。

作为另一个举例说明，所述基线更新单元113还用于查找分离峰上的贯穿点，当存在两个贯穿点，且一个贯穿点的位置在所述起点与所述顶点之间，另一个贯穿点的位置在所述落点与所述顶点之间时，获取分离峰上所述起点到所述顶点之间的第一极值点和所述落点到所述顶点之间的第二极值点；以及连接第一极值点和第二极值点，形成新的预备基线，并触发贯穿判断单元112。

作为一个示例，在上述举例说明中，所述分离峰为正峰时，所述第一极值点为分离峰上所述起点到所述顶点之间的最低点，所述第二极值点为分离峰上所述落点到所述顶点之间的最低点。

作为又一个示例，在上述举例说明中，所述分离峰为负峰时，所述第一极值点为分离峰上所述起点到所述顶点之间的最高点，所述第二极值点为分离峰上所述落点到所述顶点之间的最高点。

根据上述三个举例说明，所述色谱工作站110按照图10所示的流程图执行各个步骤。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于色谱工作站实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种分离峰的基线调整方法和一种具有基线调整功能的色谱工作站，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。