Pengenalan Fungsi Analisis Struktur AI dalam Perisian Analisis Struktur Automatik msFineAnalysis AI [Aplikasi GC-TOFMS]
MSTips No. 388
Pengenalan
Pengionan elektron (EI) adalah salah satu kaedah pengionan yang paling popular digunakan dalam spektrometri jisim kromatografi gas (GC-MS). Akibatnya, sebatian biasanya dikenal pasti melalui carian pangkalan data spektrum jisim menggunakan spektrum jisim EI. Oleh kerana ion molekul selalunya lemah atau tiada dalam spektrum jisim 70 eV EI, pengecaman yang tidak diketahui boleh menjadi sukar oleh EI sahaja. Dalam kes ini, pengionan lembut (SI) boleh sangat membantu untuk menghasilkan dan mengenal pasti ion molekul. Baru-baru ini, JEOL mula membangunkan aliran kerja analisis kualitatif bersepadu yang secara automatik menggabungkan dan mentafsir maklumat daripada data EI dan SI. Kemudian pada tahun 2018, kami memperkenalkan perisian analisis kualitatif bersepadu kami "msFineAnalysis" yang menggunakan kedua-dua data EI dan SI untuk menambah baik pengenalan kompaun untuk aplikasi GC-MS.
Walaupun fakta bahawa msFineAnalysis secara automatik dapat menentukan formula molekul dan maklumat struktur separa daripada formula ion serpihan EI, formula struktur sebenar masih memerlukan analisis manual menggunakan komposisi kimia. Untuk menangani perkara ini, kami kemudiannya membangunkan pakej perisian analisis struktur automatik bertajuk "msFineAnalysis AI" yang menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk meramalkan spektrum jisim EI daripada struktur kimia. Kami telah menggunakan model AI kami yang baru dibangunkan untuk mencipta pangkalan data spektrum jisim EI yang diramalkan untuk sekitar 100 juta sebatian. Dalam kerja ini, kami memperkenalkan fungsi analisis struktur AI dalam perisian analisis struktur automatik msFineAnalysis AI.
Rajah 1 Imej hasil analisis dalam msFineAnalysis AI
Mengenai Fungsi Analisis Struktur AI
Fungsi analisis struktur AI melaksanakan analisis struktur automatik untuk sebatian yang tidak diketahui menggunakan dua AI (AI utama, menyokong AI) yang saling melengkapi menggabungkan pembelajaran mesin dan pembelajaran mendalam.
Rajah 2 menunjukkan aliran kerja analisis struktur AI oleh AI utama. Dalam AI utama, model untuk ramalan spektrum jisim EI daripada formula struktur telah dibina menggunakan pembelajaran mendalam, dan meramalkan spektrum jisim EI sebanyak 100 juta sebatian dimasukkan ke dalam perisian sebagai pangkalan data "perpustakaan AI". Fungsi carian pangkalan data menggunakan "perpustakaan AI" dilaksanakan sama seperti carian perpustakaan tradisional menggunakan pangkalan data spektrum jisim EI yang tersedia secara komersial. Calon formula struktur disempitkan oleh formula molekul yang ditentukan secara unik oleh analisis kualitatif bersepadu, jadi formula struktur yang lebih betul boleh diperoleh dengan cepat. Spektrum jisim EI yang diramalkan dibandingkan dengan spektrum jisim EI yang diukur, kemudian skor dikira daripada corak spektrum, dan formula struktur calon disusun mengikut urutan skor tertinggi. Akhir sekali, formula struktur yang betul dipilih dengan menggabungkan calon formula struktur yang diperolehi dengan maklumat sampel dan pengetahuan dan pengetahuan yang diperoleh daripada analisis sebelumnya.
Rajah 3 menunjukkan aliran kerja ramalan struktur separa oleh AI sokongan. Sokongan AI membantu mentafsir keputusan analisis dengan meramalkan struktur separa daripada spektrum jisim EI yang diukur. Adalah mungkin untuk menganalisis formula komposisi ion serpihan dan kehilangan neutral yang diperoleh daripada analisis jisim yang tepat dan membantu dalam tafsiran maklumat struktur yang dicadangkan oleh AI utama.
Rajah 2 Aliran kerja AI utama
Rajah 3 Sokong aliran kerja AI
GUI Hasil Analisis Struktur AI
Rajah 4 menunjukkan hasil analisis struktur AI bagi Oligomer Resin Akrilik oleh msFineAnalysis AI. Sasaran analisis ialah komponen dimer yang tidak didaftarkan dalam pangkalan data perpustakaan NIST. Bahagian kiri skrin hasil analisis menunjukkan calon struktur oleh AI utama, dan bahagian kanan menunjukkan hasil analisis oleh AI sokongan. Maklumat struktur terperinci boleh diperolehi walaupun untuk sebatian yang tidak diketahui yang belum didaftarkan dalam pangkalan data.
Pada skrin hasil analisis AI utama, senarai formula struktur yang diramalkan ditunjukkan di bahagian bawah skrin, dan anda boleh menyemak keputusan analisis struktur AI sekaligus. Skor AI menunjukkan persamaan antara perpustakaan AI dan spektrum jisim yang diukur, dan ia ditunjukkan di bahagian bawah setiap formula struktur. Tambahan pula, maklumat tentang formula struktur yang dipilih disiarkan di bahagian atas skrin. Kita boleh melihat di mana formula struktur yang dipilih berada dalam histogram. Ia juga termasuk fungsi penapisan oleh struktur separa dan monomer, yang membolehkan hasil analisis struktur mencerminkan kehadiran atau ketiadaan substruktur yang diramalkan oleh AI sokongan yang diterangkan di bawah.
Pada skrin hasil analisis AI sokongan, maklumat struktur separa yang diramalkan ditunjukkan di bahagian bawah skrin. Pada senarai, sebelah kiri ialah struktur separa yang diramalkan akan hadir, dan sebelah kanan ialah struktur separa yang diramalkan tidak akan hadir. Struktur separa dengan latar belakang biru sepadan dengan formula struktur yang dipilih dalam AI utama, manakala struktur separa dengan latar belakang merah tidak sepadan. Spektrum jisim yang diukur dan formula komposisi yang diramalkan bagi setiap ion serpihan/kehilangan neutral dipaparkan di bahagian atas skrin. Anda juga boleh mengesahkan dan mengedit ulasan untuk setiap formula komposisi anggaran.
Rajah 4 GUI msFineAnalysis AI
Kesimpulan
Dalam MSTips ini, kami memperkenalkan perisian msFineAnalysis AI kami yang baru dibangunkan, yang mengandungi fungsi analisis struktur AI untuk meningkatkan aliran kerja analisis kualitatif. Perisian ini menjalankan analisis struktur automatik untuk sebatian yang tidak diketahui menggunakan dua AI (AI utama, AI sokongan) yang saling melengkapi menggabungkan pembelajaran mesin dan pembelajaran mendalam. Tiada pengetahuan tentang spektrometri jisim dan AI diperlukan kerana perisian secara automatik mentafsir spektrum jisim kompleks.
Analisis kualitatif data GC-MS boleh banyak dibantu dengan menggunakan data EI dan SI bersama-sama dengan msFineAnalysis AI, terutamanya apabila cuba mengenal pasti sebatian yang tidak diketahui dalam sampel kompleks.
Rumusan berdasarkan bidang
Lebih Banyak Produk
Adakah anda seorang profesional perubatan atau kakitangan yang terlibat dalam penjagaan perubatan?
Tidak
Sila diingatkan bahawa halaman ini tidak bertujuan untuk memberikan maklumat tentang produk kepada orang ramai.