ChromaTOF Tile - Turning GCxGC Data into Chemistry

Význam tématu

Komplexní dvourozměrná chromatografie plyn–plyn (GC×GC) generuje rozsáhlá datová pole obsahující tisíce šarží a analýz. Analytikům často zabere měsíce odhalit statisticky významné rozdíly mezi vzorky, přičemž standardní přístupy vykazují mnoho falešně pozitivních nálezů kvůli chromatografické variabilitě. Potřeba rychlého a spolehlivého nástroje pro srovnání více skupin vzorků je zásadní v oblasti potravinářské analýzy, environmentálních studií, farmaceutického vývoje či petrochemie.

Cíle a přehled článku

Článek představuje software ChromaTOF Tile od firmy LECO, jehož cílem je zefektivnit a zrychlit identifikaci rozdílů mezi dvěma nebo více třídami vzorků v datech GC×GC–TOFMS. Publikace demonstruje hlavní vlastnosti nástroje, přístupy k vyhledávání signifikantních rozdílů a ukazuje praktické příklady aplikace v různých oborech.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vychází z rozdělení chromatogramu do pravidelné mřížky retenčních oken (tile grid). Pro každou buňku mřížky a každý detekovaný m/z signál se vypočítá Fisherův poměr (Fisher ratio) mezi třídami vzorků. Software zohledňuje drobné posuny retenčních časů volbou optimální velikosti dlaždic a eliminuje duplicitní nálezy přes sousední dlaždice. Proces zahrnuje:

• Generování čistých, knihovnicky vyhledávatelných spekter z dlaždic
• Přibližnou kvantifikaci pomocí ploch dlaždic pro sledování trendů
• Vizualizaci výsledků v žebříčcích (Fisher ratio), tepelných mapách a PCA grafech

Instrumentace:

• Dvourozměrná GC×GC s odpařovacími tocartovými hmotnostními detektory TOFMS (LECO Pegasus a obdobné)
• Software ChromaTOF pro předzpracování dat
• Samostatná aplikace ChromaTOF Tile pro statistickou analýzu

Hlavní výsledky a diskuse

Nasazení ChromaTOF Tile vedlo ke snížení doby „peak picking“ z desítek dnů na jednotky minut. Software dokázal spolehlivě:

• Odhalit biomarkery rozdílné mezi zdravými a nemocnými vzorky
• Detekovat nepříjemné vůně v potravinách a rozlišit vzorky úspěšné a neúspěšné kvality
• Sledovat environmentální změny ve vodních vzorcích nad a pod výpustí
• Porovnávat ropné vzorky z různých geografických oblastí

Diskuse zdůrazňuje schopnost tile grid přístupu automaticky odfiltrovat falešné pozitivy, zrychlit kontrolu dat během rozsáhlých studií a poskytovat okamžitou vizuální zpětnou vazbu prostřednictvím tepelných map a PCA analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší laboratorním pracovníkům i vědeckým týmům:

• Výrazné zkrácení doby analýzy a interpretace výsledků
• Jednoduché a přehledné uživatelské rozhraní bez zbytečného softwarového „břemena“
• Možnost exportu tabulek a grafů pro detailní reporty
• Automatizované přiřazení chemických rysů a spektrálního porovnání
• Podporu robustní statistiky s minimalizací falešných nálezů

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj této oblasti bude směřovat k:

• Integraci strojového učení pro pokročilé vzorové rozpoznávání
• Cloudovým platformám pro sdílení a paralelní analýzu velkých datových sad
• Propojení s databázemi metabolitů a chemometrickými nástroji
• Real-time QA/QC monitoringu průmyslových procesů

Závěr

ChromaTOF Tile představuje průlomové řešení pro rychlou a spolehlivou analýzu GC×GC dat. Díky tile grid konceptu a Fisherově poměru umožňuje uživatelům soustředit se na interpretaci významných rozdílů mezi vzorky a minimalizovat čas strávený manuálními úpravami a korekcemi. Výsledkem je efektivnější rozhodování v aplikacích od potravinářství přes environmentální vědy až po petrochemii.

Reference

Žádné externí literární odkazy nebyly součástí původního textu.