AI-based peak determination for pesticide analysis
Postery | 2025 | Shimadzu | AOACInstrumentace
Pesticidy představují zásadní riziko pro kvalitu vody a tím i pro zdraví lidí, zvířat a ekosystémů. Analytické metody založené na plynové chromatografii s hmotnostní spektrometrií (GC–MS) umožňují současnou analýzu více složek, avšak vyhodnocení chromatografických píků může být ovlivněno subjektivními rozhodnutími analytika. Zavedení umělé inteligence pro automatickou integraci píků přináší vyšší objektivitu, reprodukovatelnost a efektivitu procesu.
Cílem předložené studie bylo ověřit výkonnost softwarového modulu Peakintelligence pro GC–MS při kvantifikaci 140 druhů pesticidů v povrchové vodě. Studie porovnávala výsledky automatické AI-integrace píků s konvenčním algoritmem Shimadzu Chromatopac a hodnotila opakovatelnost, linearitu kalibračních křivek a citlivost měření v nízkých koncentracích.
Vzorky standardních roztoků pesticidů (koncentrace 0,003 až 0,5 mg/l) byly připraveny ředěním vnitřních standardů (anthracene-d10, 9-bromoanthracene, chrysene-d12). Pro chromatografická měření byl použit systém GCMS-QP2050 se splitless autoinjektorem AOC-30i. Kolonou byla SH-I-5Sil MS (30 m × 0,25 mm ID × 0,25 µm). Pracovní podmínky:
Analýzu chromatogramů prováděl modul LabSolutions Insight s algoritmem Peakintelligence, který nevyžaduje žádné ruční nastavení parametrů a využívá strojového učení k napodobení postupu zkušeného chromatografa.
1. Citlivost a linearita: I v nejnižší zkoumané koncentraci 0,005 mg/l byla dosažena dostatečná citlivost a lineární odezvy kalibrace pro široké spektrum pesticidů.
2. Opakovatelnost: Pro vybrané látky byla opakovatelnost (%RSD, n=5) v průměru 2,21 %, přičemž veškeré naměřené hodnoty byly pod 5 % RSD.
3. Srovnání s konvenční integrací: AI-algoritmus eliminoval nesprávné vyhodnocení v oblastech s nízkou intenzitou signálu a při výskytu sousedních píků, kde tradiční Chromatopac selhával. Výsledkem bylo zvýšení spolehlivosti kvantifikace a zkrácení doby potřebné pro kontrolu a korekci integrace.
Integrace umělé inteligence v chromatografii bude dále prohlubovat automatizaci analýz a minimalizovat lidský faktor. Uplatnění je možné rozšířit na další typy kontaminantů a matrice (např. potraviny, půdy). Doporučuje se využití vodíku jako nosného plynu s turbomolekulárním čerpadlem pro zvýšení rychlosti analýzy a citlivosti.
AI-podpora integrace píků pomocí Peakintelligence pro GC–MS přináší vysokou citlivost, přesnost a reprodukovatelnost analýzy pesticidů ve vodě. Automatizovaný přístup zjednodušuje rutinní práci laboratoří, zvyšuje objektivitu výsledků a vytváří pevný základ pro důkladnější environmentální monitoring.
GC/MSD, Software
ZaměřeníŽivotní prostředí, Potraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Pesticidy představují zásadní riziko pro kvalitu vody a tím i pro zdraví lidí, zvířat a ekosystémů. Analytické metody založené na plynové chromatografii s hmotnostní spektrometrií (GC–MS) umožňují současnou analýzu více složek, avšak vyhodnocení chromatografických píků může být ovlivněno subjektivními rozhodnutími analytika. Zavedení umělé inteligence pro automatickou integraci píků přináší vyšší objektivitu, reprodukovatelnost a efektivitu procesu.
Cíle a přehled studie
Cílem předložené studie bylo ověřit výkonnost softwarového modulu Peakintelligence pro GC–MS při kvantifikaci 140 druhů pesticidů v povrchové vodě. Studie porovnávala výsledky automatické AI-integrace píků s konvenčním algoritmem Shimadzu Chromatopac a hodnotila opakovatelnost, linearitu kalibračních křivek a citlivost měření v nízkých koncentracích.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky standardních roztoků pesticidů (koncentrace 0,003 až 0,5 mg/l) byly připraveny ředěním vnitřních standardů (anthracene-d10, 9-bromoanthracene, chrysene-d12). Pro chromatografická měření byl použit systém GCMS-QP2050 se splitless autoinjektorem AOC-30i. Kolonou byla SH-I-5Sil MS (30 m × 0,25 mm ID × 0,25 µm). Pracovní podmínky:
- Trysková teplota 80 °C, nárůst 20 °C/min do 180 °C, dále 5 °C/min do 300 °C
- Ionizační zdroj 230 °C, rozhraní 250 °C
- Nosný plyn Helium, konstantní rychlost 44,5 cm/s
- Režim akvizice SIM
Analýzu chromatogramů prováděl modul LabSolutions Insight s algoritmem Peakintelligence, který nevyžaduje žádné ruční nastavení parametrů a využívá strojového učení k napodobení postupu zkušeného chromatografa.
Hlavní výsledky a diskuse
1. Citlivost a linearita: I v nejnižší zkoumané koncentraci 0,005 mg/l byla dosažena dostatečná citlivost a lineární odezvy kalibrace pro široké spektrum pesticidů.
2. Opakovatelnost: Pro vybrané látky byla opakovatelnost (%RSD, n=5) v průměru 2,21 %, přičemž veškeré naměřené hodnoty byly pod 5 % RSD.
3. Srovnání s konvenční integrací: AI-algoritmus eliminoval nesprávné vyhodnocení v oblastech s nízkou intenzitou signálu a při výskytu sousedních píků, kde tradiční Chromatopac selhával. Výsledkem bylo zvýšení spolehlivosti kvantifikace a zkrácení doby potřebné pro kontrolu a korekci integrace.
Přínosy a praktické využití metody
- Objektivita: Odpadá závislost na operátorovi a ruční volbě parametrů.
- Efektivita: Významné zkrácení času vyhodnocení chromatogramů.
- Spolehlivost: Konzistentní kvantifikační výsledky i v nízkých koncentracích.
- Široké uplatnění: Vhodné pro rutinní monitoring pesticidů v pitné a povrchové vodě.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace umělé inteligence v chromatografii bude dále prohlubovat automatizaci analýz a minimalizovat lidský faktor. Uplatnění je možné rozšířit na další typy kontaminantů a matrice (např. potraviny, půdy). Doporučuje se využití vodíku jako nosného plynu s turbomolekulárním čerpadlem pro zvýšení rychlosti analýzy a citlivosti.
Závěr
AI-podpora integrace píků pomocí Peakintelligence pro GC–MS přináší vysokou citlivost, přesnost a reprodukovatelnost analýzy pesticidů ve vodě. Automatizovaný přístup zjednodušuje rutinní práci laboratoří, zvyšuje objektivitu výsledků a vytváří pevný základ pro důkladnější environmentální monitoring.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Simultaneous Analysis of Pesticides in Water Using GCMS-QP2050 and AI Peak Integration
2024|Shimadzu|Aplikace
GC-MS Application News GCMS-QP™2050 Simultaneous Analysis of Pesticides in Water Using GCMS-QP2050 and AI Peak Integration Kazuhiro Kawamura User Benefits The GCMS-QP2050 entry model offers excellent cost performance, and boasts high sensitivity and high quantitative analysis performance in simultaneous…
Klíčová slova
oxon, oxonpeakintelligence, peakintelligencempp, mppintegration, integrationwaveform, waveformgcms, gcmsprocessing, processingname, namecnp, cnptpn, tpnrsd, rsdcinmethylin, cinmethylinpeak, peakpyriminobac, pyriminobacdimethylvinphos
Secrets of science magazine 02/2024
2024|Shimadzu|Ostatní
02/2024 How to create a nervous system for infrastructural buildings Design and testing of distributed optical sensors and other diagnostic solutions Accelerating towards the future of drug discovery Using AI-led design and automated synthesis to speed up discovery of potential…
Klíčová slova
coumarin, coumarinpeakintelligence, peakintelligencewoodruff, woodruffdiscovery, discoveryinfrastructural, infrastructuralswitch, switchsensors, sensorsnervous, nervousvoices, voicesintegration, integrationbuildings, buildingsgcms, gcmswater, waterdesign, designwine
Gas Chromatograph Mass Spectrometer GCMS-QP2050
2025|Shimadzu|Brožury a specifikace
C146-E476 Gas Chromatograph Mass Spectrometer GCMS-QP2050 GCMS-QP 2050 ™ Ex cellen ce Re d e f i n e d The business environments and needs involved in analysis work change on a continual basis. The next-generation GCMS-QP2050 gas chromatograph mass…
Klíčová slova
duraease, duraeasefilament, filamentmaintenance, maintenancelife, lifextra, xtrarod, rodreplacement, replacementmanagement, managementgas, gaslabsolutions, labsolutionsion, iongcms, gcmssource, sourcemultisample, multisampleanalysis
Shimadzu Software Comprehensive Catalog LabSolutions
2025|Shimadzu|Brožury a specifikace
C191-E058 Shimadzu Software Comprehensive Catalog LabSolutions Workflow in Laboratory Automated sampling Optimization of analysis schedule Study phase Automatic generation of acquisition method Data acquisition Automated pre-processing Sample setup / injection Instrument stabilization Shimadzu Software Analytical Workflow Management Using AI to…
Klíčová slova
labsolutions, labsolutionsacq, acqdata, dataclient, clientpeakintelligence, peakintelligencegcms, gcmsreport, reportserver, serveranalytical, analyticalanalysis, analysisreports, reportsintegration, integrationproduct, productmanagement, managementinsight