به نرخ کسب و دامنه ردیاب توجه کنید

ما قبلاً در مورد تعیین حد تشخیص (LOD) و حد کمیت (LOQ) صحبت کردیم. من اشاره کردم که توجه به نرخ دستیابی به ردیاب و تنظیمات تقویت کننده (در صورت تنظیم) بسیار مهم است زیرا این موارد می تواند بر توانایی تشخیص قله های کوچک تأثیر بگذارد. در این ماه ما با جزئیات بیشتر به تأثیر این عوامل نگاه می کنیم.

شکل 1: سر و صدا با سر و صدای بیت A/D حاکم است وقتی که در حساس ترین تنظیمات ، میزان نمونه برداری A/D (آنالوگ به تبدیل دیجیتال) خیلی زیاد تنظیم شده است ، و/یا سر و صدای شیمیایی بسیار کم یا کم وجود دارد (سیستم های تمیزیا ردیاب های بسیار انتخابی).

LOD تا حد زیادی با سطح نویز پس زمینه سیستم که شامل فرکانس بالا (به عنوان مثال ، الکترونیکی) و فرکانس پایین (معمولاً شیمیایی) است ، گره خورده است. این مهم است که در هنگام تهیه روشی آگاه باشید که انتخاب هایی که شما در نرخ کسب و دامنه انجام می دهید ، بر LOD و دقت تأثیر می گذارد. شکل 1 نتایج یک سطح پایین را نشان می دهد که نرخ نمونه برداری خیلی زیاد است. سر و صدای بر سر و صدای بیت A/D حاکم است. در بحث زیر ، من در مورد انتخاب های SetPoint بحث می کنم که بر کیفیت داده هایی که به دست می آورید ، به ویژه هنگام کار در نزدیکی محدودیت های تشخیص تأثیر می گذارد. مثال این است که با سیستمهایی که نیاز به ردیاب یا تنظیم محدوده جعبه A/D دارند ، نمی توان اجزای جزئی و اصلی را در همان اجرا اندازه گیری کرد. سیگنال های اجزای اصلی اشباع شده (بالای مسطح یا "کلیپ") قله ها در حساس ترین تنظیمات ، و منجر به ارتفاعات قله های مصنوعی پایین تر و مناطقی که در شکل 2 نشان داده شده است.

شکل 2: قله اصلی در محدوده 11 و 12 (حساس ترین) بریده شده است.

نرخ دستیابی به داده ها (نرخ نمونه برداری) احتمالاً مهمترین پارامتر ردیاب برای تنظیم صحیح است. شکل 3 تأثیر "نمونه برداری" بر سر و صدا را نشان می دهد. سر و صدای فرکانس بالا در هنگام افزایش میزان کسب حاکم است و تشخیص و ادغام دقیق قله های جزئی را دشوار می کند. در نرخ کسب پایین تر ، سر و صدای الکترونیکی تا حد زیادی کاهش می یابد و باعث می شود قله های جزئی امکان پذیر و قابل تکرار باشد. همانطور که در شکل 4 و 5 نشان داده شده است ، تحت نمونه برداری (با استفاده از نرخ خیلی آهسته) قله ها را گسترش می دهد (کاهش وضوح ظاهری) ، ارتفاع اوج را کاهش می دهد (افزایش کمی یا بیشتر در S/N) ، باعث می شود قله ها به نظر برسند و در نهایت از دست می روند. قله های کوچک به داخل پایه.

شکل 3: تنظیم مناسب نرخ کسب برای دستیابی به بهترین LOD ضروری است. سر و صدای فرکانس بالا در صورت کمترین سرعت نمونه برداری به حداقل می رسد (با فرض میانگین داده های الکترونیکی ردیاب یا داده ها برای دستیابی به نرخ تنظیم). برای داده های نشان داده شده ، نرخ کسب تقریباً 20 هرتز به نظر می رسد بهترین است.

بیشتر آمپلی فایر آنالوگ سطح پایین GC و MS و الکترونیک A/D برای کار در بالاترین میزان نمونه برداری آشکارساز طراحی شده اند. سیستم عامل پردازش سیگنال سپس داده های همسایه را به طور متوسط یا اضافه می کند تا به نرخ دستیابی کندتر که در پارامترهای روش مشخص می کنید ، دست یابد. به عنوان مثال ، FID ممکن است نرخ نمونه گیری پایه 200 هرتز (سریعترین نرخ آن را می تواند داده ها کسب کند). برای دستیابی به یک روش نمونه برداری از 20 هرتز ، 10 نقطه داده در سیستم عامل خلاصه یا به طور متوسط و نتیجه ذخیره شده به عنوان یک نقطه داده واحد ذخیره می شود. برای نمونه برداری 5 هرتز ، 40 امتیاز خلاصه/میانگین و غیره. با ریشه مربع تعداد نقاط به طور متوسط یا خلاصه ، سر و صدا کاهش می یابد. بنابراین میانگین 10 امتیاز باعث کاهش A = 3. 2 در نویز و بهبود بالقوه 3 x در LOD می شود.

در برخی از سیستم های داده مبتنی بر رایانه شخصی ، یکی از گزینه های "فیلتر" پس از ذخیره با استفاده از میانگین یا فیلتر پیشرفته تر ، "فیلتر" می کند. اگر به آن نوع نرم افزار ابزاری دسترسی دارید ، می توانید تأثیر نرخ نمونه برداری را بر نتایج فقط از یک پرونده داده واحد که بیش از حد نمونه برداری شده است (با سرعت بیشتری از نرخ بهینه) در طول توسعه روش بررسی کنید. شما می توانید وضوح و معاملات S/N (یا LOD) را به عنوان تابعی از میانگین ارزیابی کنید و سپس روش خود را با نرخ بهینه برای تجزیه و تحلیل های بعدی به روز کنید. اگر بسته تجزیه و تحلیل داده های شما شامل فیلتر دستیابی به پس باشد ، این یک رویکرد مفید است. دلیل عدم تکیه بر فیلتر داده های پس از دستیابی به روش واقعی (حتی اگر می تواند نتایج مشابهی داشته باشد) این است که اندازه پرونده های داده بسیار بزرگتر است (شکل 4). اندازه پرونده های بزرگتر نه تنها فضای دیسک بیشتری را به خود اختصاص می دهد ، بلکه تجزیه و تحلیل داده ها ، بررسی داده های تعاملی و وظایف گزارش را کند می کند ، بنابراین بهتر است در وهله اول میزان نمونه برداری را به درستی انتخاب کنید.

شکل 4: میزان داده می تواند بر شکل اوج و وضوح ظاهری تأثیر بگذارد. از آنجا که میزان نمونه برداری کاهش می یابد (در سیستمهایی که میانگین داده ها برای دستیابی به نرخ پایین تر) ، عرض اوج ظاهری گسترده تر می شود ، ارتفاع اوج کاهش می یابد و قله هایی که در واقع کروماتوگرافی حل شده به نظر می رسند با هم همپوشانی دارند.

شکل 5: تغییر ظاهری عرض و ارتفاع قله به عنوان تابعی از نرخ نمونه برداری آشکارساز. نواحی پیک فقط 3 درصد با الکترونیک آشکارساز که به طور مداوم یکپارچه یا میانگین می شوند تغییر می کند. کم نمونه گیری همچنین زمان ماندگاری ظاهری را تغییر می دهد (به طور مداوم) و تکرارپذیری را کاهش می دهد (اگر انتگرالگر برازش منحنی را انجام ندهد) به دلیل احتمال کمتر گرفتن حداکثر اوج.

نرخ نمونه برداری بهینه کاملاً به ابزار خاص و سیستم داده و همچنین پهنای پیک کروماتوگرافی واقعی بستگی دارد. روش "ایمن" پذیرفته شده عمومی این است که اطمینان حاصل شود که نرخ اکتساب انتخابی 10-15 امتیاز در عرض کامل پیک (5-7 در هر نیم عرض) به دست می آورد. اگر هدف حداکثر S/N (کمترین LOD) باشد و داده ها برای دستیابی به نرخ های آهسته تر، میانگین/جمع شوند، آن گاه یک نقطه نزدیک تر به 5 نقطه در اوج کامل عمل می کند و کمی با وضوح ظاهری معامله می کند. نرخ های پیش فرض دریافت/نمونه گیری که توسط سازندگان ابزار (یا افراد حاضر در سالن) ارائه می شوند، لزوماً برای روش خاص، سیستم GC و پیکربندی شما مطلوب نیستند. این مسئولیت توسعه دهنده روش است که بسته به نتایج واقعی بهترین نرخ نمونه گیری را تعیین کند.

این مجموعه مقالات وبلاگ با همکاری دکتر متیو اس. کلی تهیه شده است، که در سطح بین المللی برای مشارکت در نظریه و عمل کروماتوگرافی گازی شناخته شده است. تجربه او در شرکت های شیمیایی، دارویی و ابزارآلات بیش از 30 سال است. در طول این مدت، کار دکتر کلی بر توضیح و نمایش عملی بسیاری از فرآیندهای مرتبط با تجزیه و تحلیل GC، با هدف نهایی بهبود سهولت استفاده از سیستم های GC، ناهمواری روش ها و کیفیت کلی نتایج متمرکز شده است. اگر در مورد این مقاله سؤالی دارید آنها را به techtips@sepscience. com ارسال کنید