實(shí)驗(yàn)設(shè)計在液相方法開發(fā)中的應(yīng)用

6/6實(shí)驗(yàn)設(shè)計在液相方法開發(fā)中的應(yīng)用DOE簡介

DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計）是一種安排實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，通過合理的安排實(shí)驗(yàn)，同時結(jié)合回歸建模的思想到達(dá)模式識別的效果。該技術(shù)廣泛運(yùn)用在工藝優(yōu)化，優(yōu)化設(shè)計上面。大約在2010年（時間點(diǎn)沒有具體的考量）的時候，開始陸續(xù)有人將DOE的實(shí)驗(yàn)思路引入HPLC，迄今為止，已經(jīng)有多篇類似的文章，發(fā)SCI的文章基本上算是沒有什么戲份了。

不過大部分計算機(jī)輔助色譜開發(fā)的軟件算法均是基于此算法（如Drylab，LC-simulator），當(dāng)然最近島津推出的多元液相色譜條件篩選系統(tǒng)，其基本原理也是基于此。接下來我們介紹下如何在HPLC方法開發(fā)中具體使用DOE的工具。

DOE基本流程

1.定義：該步驟是決定整個實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，首先在實(shí)驗(yàn)之前需要定義實(shí)驗(yàn)的待分離成分，其次是構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建的好壞是證實(shí)實(shí)驗(yàn)成功的基準(zhǔn)。

常用的目標(biāo)函數(shù)主要是構(gòu)建一個圍繞分離度構(gòu)建函數(shù)諸如這樣，這并不是一個很好的方法，這里求幾何均值會好一些，用其他的方式更好。

2.測量：這個是整個實(shí)驗(yàn)最費(fèi)事的一個步驟，假如沒有對照品和MS等具有鑒別能力的檢測器，這個地方往往是一個較大的約束。峰的跟蹤，即便已經(jīng)存在了公用的目標(biāo)函數(shù)，該目標(biāo)函數(shù)包含了整個色譜分離的關(guān)鍵指標(biāo)（如時間，峰寬，理論塔板數(shù)等等）。但是由于樣品的不一致，峰的追蹤和歸屬依舊是其中的一個難點(diǎn)（目前你可以采用LC-MS和對照品定位方式進(jìn)行）。

3.分析：在一輪或者少數(shù)幾組實(shí)驗(yàn)中，是否出現(xiàn)了異常也是我們需要關(guān)注的一些點(diǎn)，如保留太弱或者太強(qiáng)（太弱：反相色譜中尿嘧啶等等；太強(qiáng)：反相中的logp>5的化合物）導(dǎo)致在完整的實(shí)驗(yàn)中未被洗脫或者檢測。其實(shí)分析的重點(diǎn)主要是能否找出色譜分離的模式（找出其中的f）。

一般來說f（）的形式表現(xiàn)為我們僅僅需要求出a的值就行，該模式就確定了。

4.優(yōu)化：在完成以上工作之后，我們面臨的一個問題是優(yōu)化，只要通過

MonteCarlomethod計算出所有的y之后，選取出最好的y下面對應(yīng)的X就行。

5.至于最后一步的控制對于研究來說并不是必須的，主要考察方法的耐用性問題。

放兩張實(shí)驗(yàn)效果圖吧

以下說說這個方法的缺點(diǎn)，第一實(shí)驗(yàn)次數(shù)隨著因素的增加而急劇增加（即便的同一個條件，改變了洗脫方式實(shí)驗(yàn)次數(shù)也會爆炸性的增長；其次無法判