スペクトルコントラストアルゴリズム：ピーク純度計算の背後にある数学 - Tip 252

目的または目標

この記事では、ACQUITY™ PDA 検出器を使用する際のピーク純度計算の背後にある数学である、スペクトルコントラストアルゴリズムについて説明します。

スペクトルコントラストアルゴリズムは、以下のステップに従ってスペクトル間の形状差を測定します。
• スペクトルは、ピークのベースライン立ち上がりとベースライン立ち下がりの間で挿入されたベースラインスペクトルを差し引くことで、ベースラインを補正します
• スペクトルは n 次元スペースでベクトルに変換されます
• ベクトルの長さがノーマライズされます
• ベクトルは 2 次元平面に移動され、それらの間の角度が測定されます。
• 0 度の角度はスペクトル形状が同一であることを意味し、90 度の角度はスペクトルに重ね書きがないことを示します。

環境

• Empower
• 今週の Empower Tip #252

手順

 

スペクトルコントラストアングル
スペクトル A とスペクトル B の形状は、ベクトルで表されます。 は、スペクトル形状間の違いであるスペクトルコントラストアングルです（図 1）。

例 1
最初の例では、2 つの非常に異なる化合物があるため、スペクトルコントラストアングルが 53 になります（図 2）。

例 2
2 番目の例では、構造的に関連のある 2 つの化合物があるため、スペクトルスペクトルアングルが 10 になります（図 3）。

例 3
3 番目の例では、非常に類似しており、CH2 のみが異なる 2 つの化合物があるため、スペクトルコントラストアングルが 0.5 になります（図 4）。

許容差アングル
スペクトル間のわずかではあるが有意な差は、吸光度以外の要因に起因することがあります。同じ化合物の複数のスペクトルは、以下の理由でわずかに異なることがあります。

• 検出器ノイズ - 統計的および熱的変動により、電子ノイズが吸光度測定に追加されます。異なる濃度で同じ化合物のスペクトルを表示すると、これは大きくなります（図 5）。

これによりベースラインが変動し、ベースラインノイズと呼ばれます。このノイズの大きさは、［解析メソッド］で［ノイズ区間］を選択することで予測できます。

• 光度測定エラー - 1 AU を超える吸光度では、複数の効果の組み合わせにより、ベールの法則でわずかな変動が生じることがあります。これによる定量への影響はごくわずかですが、スペクトルの不均一性の大きな原因となる可能性があります（図 6）。

• 溶媒組成の変動 - グラジエントクロマトグラフィー中の溶媒の pH または組成の変化は、スペクトルの形状に影響することがあります（図 7）。

• サンプルの濃度が高い

許容差アングルは、現実的な影響によるスペクトル間の最大スペクトルコントラストアングルです（図 8）。

スペクトルコントラストアングルを許容差アングルと比較すると、スペクトル間の形状違いが大きいかどうかを判断するのに役立ちます。一般に、その許容差アングルより小さいスペクトルコントラストアングルは、形状の違いが現実的な影響によるものであり、スペクトル間の有意差の証拠が存在しないことを示します。許容差アングルよりも大きいスペクトルコントラストアングルは、形状の違いがスペクトル間の著しい違いによるものであることを示します。

 

追加情報

最後の注記：これは、［プロフェッショナル］または［クイックスタート］インターフェースで実行できます。