• Facebook
  • Instagram
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Link til Klimateknologi

Kemometri01. 10. 2012 | Katrine Meyn

Overlappende toppe i kromatografi

Kemometri01. 10. 2012 By Katrine Meyn

Inden vi afrunder multivejsmetoderne, skal vi lige se på en sidste anvendelse, der får stigende betydning inden for metabolomics og beslægtede områder. Det drejer sig om at adskille overlappende kromatografiske toppe, når man har spektral detektion. 

Læs originalartiklen her

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 10, 2012 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

Kromatografi er en ualmindelig vigtig analytisk teknik med et utal af anvendelser. En kromatografisk analyse adskiller ideelt en prøve i sine enkeltbestanddele og gør det muligt at identificere og specielt kvantificere mængden af de kemiske komponenter.
Nogle gange sker det, at to stoffer ikke lader sig adskille. Det kan være, fordi prøven er meget kompleks eller fordi man kører såkaldt untargeted profiling, hvor man ikke optimerer metoden efter én specifik komponent, men i stedet prøver at bestemme alle stoffer lige godt. Dette anvendes eksempelvis i metabolomics og mere eksplorative studier, hvor man ikke på forhånd ved hvilke komponenter, der er vigtige.
I det følgende antager vi, at vi anvender en form for spektral detektion såsom massespektrometri eller UV-Vis-detektion. Så længe to overlappende stoffer ikke har eksakt samme elueringsprofil og ej heller samme spektrum, så er det faktisk muligt at adskille overlappende toppe matematisk. Denne egenskab gør, at kemikeren kan have mindre fokus på den kromatografiske resolution og i stedet rette opmærksomheden mod reproducerbarheden. Den efterfølgende matematiske resolution skal også tages med i billedet, hvorved der viser sig en række nye muligheder. En kromatografisk analyse er typisk meget tidskrævende, netop for at opnå høj kemisk opløsning. Når dette ikke længere er et ultimativt krav, kan man i stedet fokusere på en hurtig kemisk analyse med deraf følgende fordele som f.eks. højere reproducerbarhed.

PARAFAC er langt bedre end standardsoftware
I figur 1 ses to eksempler på elueringsprofiler (TIC – Total Ion Count) af en række prøver. I begge eksempler er der to stoffer, hvis elueringsprofiler overlapper fuldstændig. Specielt i højre figur er det nærmest umuligt at skelne to toppe. Og da stofferne (diacetyl og 2-pentanon) har næsten ens massespektre, er det nærmest håbløst at skelne stofferne ad traditionel vej. Men da man har adgang til måling af mange prøver, over mange elueringstider med tilhørende massespektre, så er der tale om et trevejsdatasæt (prøver × tider × m/z). Ydermere, så vil PARAFAC være en passende model. Hvert stof har et karakteristisk massespektrum og en karakteristisk kromatografisk elueringsprofil. Og fordobles koncentrationen, så fordobles signalet. Der er altså tale om linearitet og additivitet ligesom eksempelvis i fluorescensspektroskopi. I stedet for emissions- og excitationsspektre, er der blot tale om elueringsprofil og massespektrum.
I artiklen, hvor disse kromatografiske data blev præsenteret [3], blev der beregnet to-komponent PARAFAC-modeller på data. PARAFAC kunne adskille og kvantificere uanset, at den kommercielle software kun var i stand til at adskille overlappende toppe i visse tilfælde. PARAFAC er således et meget stærkt redskab til at håndtere overlappende toppe.

Kromatografiske profiler er sjældent ideele
Desværre er der en vigtig forudsætning for, at man kan anvende PARAFAC. Det ligger indbygget i PARAFAC-modellen, at eksempelvis spektret af pentanon skal være det samme i alle prøver. Hver gang pentanon findes i en prøve, vil PARAFAC modellere dette spektrum med samme form. Denne forudsætning er normalt opfyldt, men på fuldstændig analog vis skal elueringsprofilen også have samme form i alle prøver. Det vil altså sige, at hvis pentanon eluerer efter tyve minutter i en prøve, ja så skal den eluere efter tyve minutter hver gang.
Denne forudsætning er et stort problem for kromatografiske anvendelser, for meget ofte forekommer variation i elueringstider fra prøve til prøve. Det gælder specielt, hvor der er store forskelle kemisk imellem prøverne, eller hvor prøver måles over mange dage (kolonneslid). Der er forskellige løsninger på dette problem. Den simpleste løsning kan være at aligne eller warpe signalet (se klumme Dansk Kemi, 9 og 10, 2010). Alignment kan flytte elueringsprofilerne, således at pentanon eluerer præcis efter tyve minutter i hver eneste prøve. På den måde kan man forbehandle sine kromatografiske data, så PARAFAC efterfølgende kan anvendes.

Tæt på umuligt
Desværre kan der opstå en situation, hvor to toppe overlapper i nogle prøver, men ikke gør det i andre (se figur 2). Af kemiske eller andre årsager kan en situation opstå, hvor forskellige toppe i kromatogrammet ikke rykker sig lige meget. Det er et problem, fordi alignment kun kan korrigere data, hvis alle toppe rykker sig analogt. Man kan ikke korrigere to overlappende toppe til at være ikke-overlappende og vice versa. Dermed er det umuligt at håndtere problemet ad den vej.

Outro
I næste klumme skal vi se på en videreudvikling af PARAFAC-modellen som rent faktisk kan håndtere alle de ovenstående problemer, og som har vist sig som et meget værdifuldt redskab til håndtering af komplekse kromatografiske data.

Referencer
1. J. M. Amigo, T. Skov, J. Coello, S. Maspoch, R. Bro. Solving GC-MS problems with PARAFAC2. Trac-Trends in Analytical Chemistry 27 (8):714-725, 2008.
2. D. Ballabio, Thomas Skov, R. Leardi, R. Bro. Classification of GC-MS measurements of wines by combining data dimension reduction and variable selection techniques. Journal of Chemometrics 22:457-463, 2008.
3. T. Skov, R. Bro. Solving fundamental problems in chromatographic analysis. Analytical and Bioanalytical Chemistry 390:281-285, 2008.
Figur 1. (venstre) elueringsprofil (TIC) af 3-metylbutanol og 2-metylbutanol og (højre) diacetyl og 2-pentanon. Begges GC-MS profiler kan håndteres af PARAFAC, mens traditionel software ville have problemer, specielt i eksemplet til højre. Figur modificeret fra [2].
Figur 2. Øverst et kromatogram med to toppe. Nederst en tilsvarende prøve, men nu lapper de to stoffer over.

Skrevet i: Kemometri

 
 

Seneste nyt fra redaktionen

Højere hastigheden og mindre kompleksiteten skal sikre den europæiske konkurrenceevne

AktueltBranchenyt27. 03. 2023

Skal man koge det ned til ganske få ord, vil EU have mindre bøvl omkring sagsbehandlingerne. Det stod klat efter EU’s stats- og regeringschefer blev enige om, at man vil gøre reguleringen mere enkel og sagsbehandlingen i EU, mens hastigheden for sagsbehandlingen skal op i de enkelte

Dansk-tysk aftale er første skridt på vejen til en brintrørledning på tværs af grænsen

Energi24. 03. 2023

Brint og Power-to-X er set som værende en af de helt store teknologier i en mere grøn fremtid med vedvarende energi. For at det skal lykkedes, skal man have opbygget en infrastruktur, der kan håndtere fx brinten. Og det nu er første skridt taget til en fremtidig brintrørledning mellem Danmark og

Prisvindende gymnasielærer er fanatisk omkring STEM-fagene på den positive måde

BranchenytTop24. 03. 2023

Man forbinder det sjældent med noget godt, når folk er fanatiske, men i tilfældet med gymnasielærer Klaus Møller Kristensen fra Tradium Teknisk Gymnasium i Randers forholder det sig anderledes. For selv om han betegner sig som fanatisk omkring STM-fagene, er det på en så positiv måde, at han har

Pas på ramløgens giftige familiemedlemmer – de kan i værste fald være dødelige

AktueltMedicinalkemi23. 03. 2023

Med forårets komme er den populære urt ramsløg ved at titte frem i de danske skove. Og der er intet forgjort ved at tilsætte den til sin mad. Men man skal passe på, for den velsmagende urt har en giftig fætter - eller to. Den mest kendte er liljekonval. Planten indeholder en række toxiner, men

Hestebønner

Så er det lykkedes – afkodning af det gigantiske hestebønnegenom er gennemført

FødevarekemiKlima og miljøTop17. 03. 2023

Den proteinrige hestebønne anses for at have en lovende fremtid som fødevare. Den største udfordring hidtil har været, at hestebønnegenomet er så stort og komplekst, at det ikke har været muligt at karakterisere det. Det største kromosom i hestebønnegenomet svarer til hele det humane genom. Uden

Danmark er en blød mellemvare på ranglisten over kvindelige opfindere

AktueltBranchenyt17. 03. 2023

En europæiske liste over patentansøgninger viser det tydeligt. Danske opfindelser er udtænkt af mænd. Kun ved én ud af ti danske patentansøgninger står en kvinde bag, og det gør Danmark i bedste fald en blød mellemvare på det område. Det lave antal kvindelige opfindere i forhold til antal mænd,

Pulje med midler til grøn bioraffinering er blevet løbet over ende

AktueltBioteknologi17. 03. 2023

Interessen for at komme i gang med bioraffinering er stor. Så stor, at en pulje, der har midler som kan støtte op om udviklingen af teknologien, er blevet løbet over ende. Puljen rummer 5 mio. kr. til uddeling i 2022, 2023 og 2024, og i år har Landbrugsstyrelsen modtaget ansøgninger om tilskud

Bedre forståelse af den græske Ouzo-effekt kan på sigt føre til bedre emulsioner

KemiteknikMedicinalkemi17. 03. 2023

Nogle kalder drikken Ouzo for Grækenland på flaske, men den anissmagende græske brændevin, der er landets nationaldrik, gemmer også på en hemmelighed, der på sigt kan føre til bedre emulsioner. Normalt er Ouzo en klar væske, men når den blandes med vand forvandles den til en mælkehvid opløsning.

Lettere adgang til supercomputere rummer store perspektiver for dansk forskningsmiljø

Branchenyt16. 03. 2023

Bedre medicin, klimaoptimeret byggeri og mere viden om fjerne galakser. Mulighederne er store, når man har den massive regnekraft fra supercomputere til rådighed. Og dem får forskere nu lettere adgang til takket være DeiC Integration Portal. Bag initiativet til den nye portal står The Danish

Hvordan fungerer en LED-lyskilde?

Energi16. 03. 2023

LED-lys har i de seneste år taget verden med storm og har vundet popularitet som en energieffektiv, holdbar og alsidig form for belysning. Men hvad er kemien bag LED-lys? LED (Light Emitting Diode) fungerer ved hjælp af en halvleder, der er placeret mellem to ledende materialer. Når en elektrisk

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





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

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Sådan sparer du rengøringen efter vedligeholdelsesarbejde

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Sikker køling af salat takket være vakuumteknologi

  • Metrohm Nordic

    Kom med på IC-kursus med Metrohm!

  • MD Scientific

    Shodex polymer-baserede HPLC kolonner – se det nye katalog

  • Mikrolab Aarhus A/S

    Kom til Mikrolab Seminardag d. 25 april!

  • Kem-En-Tec Nordic

    ANB Sensors går i partnerskab med Kem-En-Tec Nordic A/S i distributionen af nye, revolutionerende pH sensorer i Danmark, Sverige, Norge og Finland

  • DENIOS ApS

    Øg sikkerheden ved dit opsamlingskar med tre små justeringer

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Vakuum bevarer den gode smag

  • Metrohm Nordic

    NIRS DS2500 Analyzers – til polymerer, petrokemi, kemikalier, pharma, palmeolie, produkter til personlig pleje m.m.

  • DENIOS ApS

    35 krav du ikke må misse, når du opbevarer gasflasker udendørs

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Højere hastigheden og mindre kompleksiteten skal sikre den europæiske konkurrenceevne

    27.03.2023

  • Dansk-tysk aftale er første skridt på vejen til en brintrørledning på tværs af grænsen

    24.03.2023

  • Prisvindende gymnasielærer er fanatisk omkring STEM-fagene på den positive måde

    24.03.2023

  • Pas på ramløgens giftige familiemedlemmer – de kan i værste fald være dødelige

    23.03.2023

  • Så er det lykkedes – afkodning af det gigantiske hestebønnegenom er gennemført

    17.03.2023

  • Danmark er en blød mellemvare på ranglisten over kvindelige opfindere

    17.03.2023

  • Pulje med midler til grøn bioraffinering er blevet løbet over ende

    17.03.2023

  • Bedre forståelse af den græske Ouzo-effekt kan på sigt føre til bedre emulsioner

    17.03.2023

  • Lettere adgang til supercomputere rummer store perspektiver for dansk forskningsmiljø

    16.03.2023

  • Hvordan fungerer en LED-lyskilde?

    16.03.2023

  • Danske forskere på vej med en løsning til at fjerne og nedbryde PFAS i ét trin

    15.03.2023

  • Millionbevillig til patentvoucherordning skal give flere blod på tanden

    15.03.2023

  • Minister vil teste for næsten dobbelt så mange PFAS-stoffer i drikkevandet

    15.03.2023

  • Nyt sekventeringsudstyr til SDU efter million-bevilling fra A.P. Møller Fonden

    15.03.2023

  • Den er god nok – gigtramte kan godt forudsige omskift i vejret

    14.03.2023

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik