• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Kemometri01. 05. 2013 | Katrine Meyn

Anden-ordens kalibrering – et paradigme-skift i analytisk kemi

Kemometri01. 05. 2013 | Katrine Meyn

Med trevejs-data kan man lave kalibreringsmodeller, som er mere generelle og anvendelige end traditionelle kalibreringsmodeller. Det kaldes anden-ordens kalibrering og var det, der startede multivejsanalyse i kemometrien.

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2013 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder. Se relaterede artikler nederst på siden.

Af Rasmus Bro, Søren Balling Engelsen, Institut for Fødevarevidenskab, Københavns Universitet og Lars Nørgaard, FOSS

Den traditionelle metode til at opbygge kalibreringsmodeller, involverer typisk en række enhedsoperationer. Ved at lave ekstraktion, fældning osv. kan man opnå, at den analyserede prøve kun indeholder det stof, man er interesseret i at kvantificere. Dermed er det nemt at kvantificere ved f.eks. at lave en standardrække af prøver med kendt koncentration. Disse måles med en passende teknik, som giver et signal, der er lineært med koncentrationen i det ønskede område. Det kunne være absorption ved 340 nm. Nu kan man så kvantificere analytten i en ukendt prøve blot ved at måle absorptionen ved 340 nm og så aflæse koncentrationen i sin kalibreringsmodel (regressionsmodel) som vist i figur 1.
Univariat kalibrering anvendes i en lang række situationer og er den dag i dag den fremherskende metode i analytisk kemisk kalibrering. Kalibreringsmodellen er baseret på måling af et tal for hver prøve; dvs. en skalar måling. En skalar kaldes også en nulte-ordens tensor, og derfor kaldes sådan kalibrering også nogle gange nulte-ordens kalibrering.
Der er flere krav til, hvordan man sikrer gode resultater, og et af de vigtige aspekter er, at signalet, man måler, skal være selektivt. Er der andre stoffer i prøven, som også giver signal, såkaldte interferenser, så kan man ikke stole på prædiktionerne (figur 2). Hvad, der måske endda er endnu værre, er, at man ikke kan kontrollere sin måling for at verificere om målingen er i orden. Man kan ikke se på en absorbans-måling på 0.8, om det er passende eller ej. Det vil sige at nulte-ordens data ikke tillader en intern kvalitetskontrol.

Første-ordens kalibrering
I kemometrien har man løst problemet med interferenser vha. multivariat kalibrering som eksempelvis partial least squares regression (PLS). I multivariat kalibrering anvender man ikke blot én variabel, f.eks. én bølgelængde, men anvender i stedet mange målinger eller målepunkter for hver prøve. Det kan være i form af et spektrum som vist i figur 3. Multivariat kalibrering kaldes også første-ordens kalibrering, fordi hver måling nu er en vektor (første-ordens tensor) fremfor en skalar.
Dermed behøver man ikke længere at have selektive signaler; altså fuldstændigt rene signaler. Man kan håndtere ukendte interferenser, så længe man sikrer sig, at også disse varierer i det datasæt, man anvender til kalibrering (figur 4).
Man får i tillæg også mulighed for at kontrollere om en ny prøve, der skal prædikteres, passer i modellen. Ud fra prøvens form kan man se, om prøven er af samme type som kalibreringsprøverne (outlier-kontrol – Dansk Kemi, 89(3), 2008). Det betyder, at første-ordens kalibrering tillader ikke-selektive signaler og har indbygget intern kvalitetskontrol (figur 5).

En håbløs situation
Første-ordens kalibrering løser mange af de problemer, som den traditionelle analytisk kemiske metode byder på. Men ikke alle problemer! Antag at man ønsker at kvantificere en analyt i en kompleks prøve, hvor mange forskellige kemiske komponenter (interferenser) giver signal. Og antag at man kun har adgang til en ren standard til formålet. Nulte-ordens kalibrering kommer til kort, hvis man ikke kan fjerne interferenserne, og første-ordens kalibrering kan heller ikke løse problemet, fordi man ikke har de nødvendige data til at opbygge en kalibreringsmodel.

Anden-ordens kalibrering
Der findes imidlertid en metode, som hedder anden-ordens kalibrering, og den rummer løsningen på problemerne i såvel klassisk som moderne kalibrering. Metoden kan bedst eksemplificeres på den måde, som den oprindeligt blev udviklet i sluthalvfjerdserne og firserne. I anden-ordens kalibrering er hver prøves måling ikke en vektor (et spektrum), men derimod en tabel/matrix (et landskab af spektre).
I figur 6 er vist et eksempel på et typisk kalibreringsproblem i anden-ordens kalibrering.
Vi ønsker at bestemme koncentrationen af tyrosin i en ukendt prøve (figur 6 til højre). Prøven indeholder imidlertid også signal fra andre fluoroforer, og vi har dermed ikke et selektivt signal fra tyrosin. Ud over den ukendte prøve har vi også et kaliberingsdatasæt. Det består af én ren prøve, hvori vi kender koncentrationen af tyrosin. Den er 13,3 µM. Nu er problemet at kunne bestemme koncentrationen af tyrosin i den ukendte prøve. Den traditionelle anden-ordens kalibrering fungerer ved, at man trækker en vægtet udgave af standardprøven fra den ukendte prøves måling. Den ukendte prøve har i dette tilfælde en rang på tre, fordi der er tre kemiske stoffer, der giver signal. Hvis man trækker præcis så meget af standarden fra, at tyrosins signal forsvinder fra den ukendte prøve, så falder rangen til to. Dermed har man en metode til at kvantificere tyrosin. Man prøver at trække forskellige fraktioner af den rene prøves signal fra den ukendte og følger rangen som funktion af dette. Ved den rette fraktion ændres rangen som vist i figur 7.
Ovenstående kalibreringsmetode hedder RAFA (rank annihilation factor analysis) og var den første af en række metoder, der anviste de unikke muligheder i anden-ordens kalibrering [1-2].

Outro
I kalibrering gælder det, at nulte-ordens kalibrering kræver selektivitet og ikke tilbyder nogen form for ”indbygget” kvalitetskontrol. Første-ordens kalibrering virker også på ikke-selektive signaler og har endda indbygget kvalitetskontrol. Her har vi set, at anden-ordens kalibrering tilbyder endnu flere muligheder. I næste klumme vil vi se nærmere på dette, som i litteraturen benævnes anden-ordens fordelen.

Referencer
1. C. N. Ho, G. D. Christian, E. R. Davidson. Application of the method of rank annihilation to quantitative analyses of multicomponent fluorescence data from the video fluorometer. Anal.Chem. 50:1108-1113, 1978.
2. L. Nørgaard, C. Ridder. Rank annihilation factor analysis applied to flow injection analysis with photodiode-array detection. Chemom.Intell.Lab.Syst. 23:107-114, 1994.

Figur 1. Eksempel på opbygning af kalibreringsmodel ved en standardrække af seks prøver og en lineær regressionsmodel.

Figur 2. Samme som i figur 1, men prøven indeholder nu en ukendt interferens, som også giver signal. Dermed bliver den estimerede koncentration i prøven forkert.

Figur 3. Spektralt datasæt. Frem for blot én bølgelængde kan man i f.eks. PLS-baseret kalibrering anvende det fulde spektrum.

Figur 4. PLS-kalibrering gør det muligt at håndtere ukendte interferenser, så længe disse varierer i kalibreringsdatasættet.

Figur 5. Ikke-kalibrerede interferenser (grønt spektrum) kan ikke håndteres, men disse kan detekteres som outliere.

Figur 6. Til højre fluorescens-EEM af ukendt prøve, der bl.a. indeholder tyrosin. Til venstre fluorescensmåling af ren tyrosinprøve med kendt koncentration.

Figur 7. ”Rang” (egentlig singulære værdier) af trekomponent-system som funktion af subtraktion af en ren tyrosinprøve. Ren tyrosinprøve er 13.3 µM, så den ukendte prøve må have en koncentration på 13.3•0.4 =5.3 µM – i virkeligheden er koncentrationen 5.44.

Skrevet i: Kemometri

Seneste nyt fra redaktionen

Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

BiologiTop05. 10. 2026

Alt er anderledes i rummet – også hvordan tarmene fungerer. Forstoppelse er en kendt bivirkning ved rumfart, men indtil nu har man vidst utroligt lidt om, hvorfor det sker. Nu har forskere fra Københavns Universitet i et samarbejde med NASA undersøgt blod fra astronauter og har et bud på, hvorfor

30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

AktueltBiologiMedicinalkemi05. 10. 2026

Målrettede indgreb kan presse bestemte resistente bakterier markant tilbage. Det viser 30 års overvågning af antibiotikaforbrug og -resistens i DANMAP-programmet. I en verden, hvor antibiotikaresistens fortsat er en alvorlig udfordring, skal DANMAP-overvågningen give et endnu stærkere grundlag

Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi29. 09. 2026

Der er fokus på ultraforarbejdet mad. Måske skyldes megen af den dårligdom, forarbejdning nu får skyld for, snarere en ubemærket ændring i vores indtag af umættede planteolier – især i de industrialiserede lande. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses uden

Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

AktueltBiologi29. 09. 2026

Et forskerhold fra Aarhus Universitet har kortlagt, hvordan gekkoer gendanner beskadiget hjertevæv. Det kan gøre gekkoen til et nyt vigtigt modeldyr i jagten på at forstå kroppens evne til at reparere sig selv. Hvorfor kan nogle dyr reparere beskadigede organer, mens menneskekroppen ofte må

Hydrogensulfid og biokul

AktueltKlima og miljø22. 09. 2026

Diverse jernforbindelser og aktivt kul har traditionelt været anvendt til at fjerne hydrogensulfid (H2S) fra biogas. Med opblomstringen af pyrolyse er et relativt nyt middel kommet på banen, nemlig biokul, som dog har været udforsket på laboratorieniveau i et årti. Dette lille studie viser, at

Fremtidens cement er levende

AktueltBioteknologiKemiteknikKlima og miljø22. 09. 2026

Ny forskning fra Aalborg Universitet peger på en fremtid, hvor cement kan reparere sig selv, lagre energi, optage CO2 og reagere på omgivelserne ved hjælp af mikroorganismer. Forestil dig en fremtid, hvor hullet i vejen forsvinder af sig selv. Hvor bygningen du arbejder i, også fungerer som et

En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

AktueltBranchenyt14. 09. 2026

Traditionen tro blev LabDays Copenhagen 2026 gennemført i KB Hallen; det skete fra den 9. - 10. september – og messen var igen i år en stor succes. Messen havde små hundrede udstillere, som bød fagpublikummet velkommen med et større fagligt program. Over 2.600 fagfolk lagde vejen forbi; så det

Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

AktueltArtikler fra Dansk Kemi07. 09. 2026

Kemisk forskning og teknologi påvirker i stigende grad sundhed, miljø og samfund. Derfor er der behov for større opmærksomhed på kemiens etiske dimensioner i både forskning, undervisning og faglige organisationer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 2, 2026 og kan læses uden illustrationer,

Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

AktueltArtikler fra Dansk KemiFødevarekemi27. 08. 2026

Villumlegat til forsker Milena Corredig sætter fokus på struktur og funktionalitet i bæredygtige fødevarer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Kimie Kongsøre, Institut for

Hvad bruger vi kalken til?

Artikler fra Dansk Kemi26. 08. 2026

Fra Aalborg Portlands hvide kridtgrave til de malede hvælv i Aarhus Domkirke: kalk er ikke kun geologi, men et materiale, der har båret dansk byggeri, industri, landbrug og kunsthistorie. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2026 og kan læses herunder uden illustrationer, strukturer eller

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Reduktion af energiomkostninger og forlængelse af vakuumpumpens levetid i fødevarepakning

  • Holm & Halby

    VidensDag’26 hos Holm & Halby

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Tilbud på GreenTips pipettespidser fra nerbe plus

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Forudkonfigurerede R&D-pakker fra Pfeiffer Vacuum+Fab Solutions til forenklet opsætning af undersøgelser

  • DENIOS ApS

    Hvilke risici skal du være opmærksom på ved tekniske gasser?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    De 10 mest almindelige fejl ved brug af turbomolekylære vakuumpumper, og hvordan man undgår dem.

  • Holm & Halby

    Haier Biomedical går ind på markedet for rysteinkubatorer

  • Holm & Halby

    Ny generation af -86 °C frysere halverer næsten energiforbruget

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

    05.10.2026

  • 30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

    05.10.2026

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    29.09.2026

  • Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

    29.09.2026

  • Hydrogensulfid og biokul

    22.09.2026

  • Fremtidens cement er levende

    22.09.2026

  • En succesfuld LabDays Copenhagen 2026

    14.09.2026

  • Kemiens etik: Et overset felt med voksende betydning

    07.09.2026

  • Molekylær fødevarekemi former fremtidens mad

    27.08.2026

  • Hvad bruger vi kalken til?

    26.08.2026

  • Kontrolleret osmose

    26.08.2026

  • Der er forskel på thioler og thioler

    26.08.2026

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    26.08.2026

  • GC-analyse af ”håbløse” matricer

    24.08.2026

  • Hvor kommer kalken fra?

    17.08.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}