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Spektrale Werkzeuge

Beschreibung

Spectral Tools ist eine gemeinsame Anstrengung von @JeremyAshJMP und @Bill_Worley . Es bietet einige praktische Funktionen zum Analysieren von Spektraldaten oder verwandten Daten (Chromatogramme usw.). Die meisten Funktionen können bereits in JMP ausgeführt werden, aber die Absicht war, den Prozess zu rationalisieren. Hoffentlich wird dies dazu beitragen, die Eintrittsbarriere für neue Benutzer zu senken und Routineaufgaben für erfahrene Benutzer zu beschleunigen. Sehen Teil 1 und Teil 2 unseres Blogs, der den Spektralanalyse-Workflow beschreibt.

 

Verwendungszweck

Beispieldaten: Ein beispielhafter Spektraldatensatz von Martenset al. Anal Chem.2003 Feb1;75(3):394-404.

Spektren importieren: Beim Importieren von Spektren geht Spectral Tools davon aus, dass sich jedes Spektrum in einer separaten Datei in einem einzelnen Verzeichnis befindet.

Spektren importieren > Textdateien mit Trennzeichen importieren: Spektren können in durch Trennzeichen getrennten Textdateien vorliegen (z. B. .csv oder .tsv).Spectral Tools geht davon aus, dass sich die X-Variable in der ersten Spalte befindet und die Y-Variable in der zweiten.

Spektren importieren > JCAMP-DX-Dateien importieren: Die einfachste Variante von JCAMP-DX-Dateien wird ebenfalls unterstützt.Dies bedeutet JCAMP-DX-Dateien ohne Komprimierung und mit einer XYDATA=(X++(Y..Y))-Variablenliste.Ich habe dies nicht mit verschiedenen Variationen des Dateiformats getestet.Ich habe vor, diesem Beitrag einige Daten hinzuzufügen, mit denen ich getestet habe, sobald ich die Erlaubnis der Eigentümer erhalten habe.

Vorverarbeitung > Standard-Normalvariante: Erstellt eine neue Spalte mit der auf die Spektren angewendeten Standard-Normalvariablen.Geht davon aus, dass Ihre Daten im gestapelten Format vorliegen.

Vorverarbeitung > Savtizky-Golay-Glättung: Startet Graph Builder mit einem Savitzky-Golay-Glätter, der auf jedes Spektrum angewendet wird. Wählen Sie Ihren Glättungsparameter (lokale Breite) und verwenden Sie dann die Schaltfläche oben links im Bericht, um eine neue Spalte für den Glättungsfaktor zu erstellen.Geht davon aus, dass Ihre Daten im gestapelten Format vorliegen.Nur in JMP 16 und höher verfügbar.

Graph Builder starten: Startet eine Spektrenliniendarstellung für eine Spektrenspalte oder zwei Spektrenspalten zum Vergleich (z. B. vor und nach der Vorverarbeitung). Einige der Funktionen, die Sie möglicherweise verwenden möchten, werden für Sie eingerichtet. Geht davon aus, dass Ihre Daten im gestapelten Format vorliegen.

 

Sehen diesen Blogbeitrag für ein Savtizky-Golay-Derivat-Filter-Add-In und demonstrierte Verwendung.

 

Haftungsausschluss

Es gibt einen Haftungsausschluss, der in jedem Startdialog erscheint. Grundsätzlich heißt es, dass dies nur ein Prototyp ist.Dies wurde nicht streng getestet und trägt nicht viel zur Fehlerbehandlung bei.Wir beabsichtigen keine regelmäßige Wartung oder Unterstützung, und dies ist nur ein erster Schritt, um die Analyse von Spektren in JMP komfortabler zu gestalten.

 

Davon abgesehen wäre es toll, wenn du es ausprobieren könntest und uns Feedback in den Kommentaren oder per Nachricht an gibst @Bill_Worley .Wir werden wahrscheinlich keine Zeit haben, neue Features im Add-In zu implementieren, aber es wäre hilfreich für die Entwicklung, von Features zu hören, die Sie in Zukunft sehen möchten.Die JMP-Wunschliste ist auch ein großartiger Ort, um Anfragen zu stellen.

 

 

 

 

 

 

 

 

Spectral Tools ist eine gemeinsame Anstrengung von @JeremyAshJMP und @Bill_Worley . Es bietet einige praktische Funktionen zum Analysieren von Spektraldaten oder verwandten Daten (Chromatogramme usw.).

DatenvisualisierungExplorative DatenanalyseDienstprogrammeBetreff: Spectral Tools

und was ich als vorverarbeitungsoption vergessen habe: die klassische mittlere zentrierung und skalierung wäre manchmal auch schön. Eine Normalisierung (auf Fläche oder Peak) kann ebenfalls hilfreich sein.

Betreff: Spectral Tools

@JeremyAshJMP Mit dem Hinzufügen von Referenzkonzentrationen meine ich, dass Sie dem Addin eine Spalte (oder mehrere) geben würden, die die Konzentration einer Chemikalie usw. enthält, die Sie über ihre Spektren zu analysieren versuchen. Die Spalte ID,spectra ist ein guter Anfang, aber ich habe manchmal mehr als einen Referenzwert und vielleicht haben die Spektren einen eigenen Probennamen. Oder wenn ich die Konzentration als ID-Spalte verwende und mehr als ein Spektrum mit derselben Konzentration, aber unterschiedlicher Messung habe ...

 

In Bezug auf die Dekonvolution denke ich auch, dass sowohl 1 als auch 2 ein großer Vorteil wären. MCR ist großartig, wenn Sie zeitaufgelöste Daten haben oder anderweitig geordnet sind. 1 funktioniert möglicherweise besser, wenn Sie versuchen, ein einzelnes Spektrum oder (zeitlich) unzusammenhängende aufzulösen. Peakfitting ist ein großer Klassiker im Umgang mit Spektren.

Betreff: Spectral Tools

Vielen Dank, ich freue mich darauf, dies umgesetzt zu sehen

Betreff: Spectral Tools

@Vincenzo Die Mischungsmodellierung von EPR-Spektren ist ein perfektes Beispiel für eine Anwendung für 2, über die wir nachgedacht haben.Es ist wirklich hilfreich zu hören, dass Sie JMP dazu bringen konnten, Mischungen von Peaks mit etwas fundiertem Raten in nichtlinearer Form anzupassen.  

 

Es hört sich so an, als würden Sie denken, dass sowohl 1 als auch 2 nützlich wären, da 1 Ihnen oft fundierte Vermutungen gibt, die Sie benötigen, um eine gute Lösung für 2 zu erhalten.Ich kenne Leute, die ähnliche Arten von Spektren (z. B. XRD) modelliert haben und große Schwierigkeiten hatten, die fundierten Vermutungen zu erhalten, die für eine gute Anpassung erforderlich sind.Sie müssen oft verschiedene Anzahlen von Komponenten, Initialisierungen, Einschränkungen ausprobieren.Meine Lektüre zu 2 ist also, dass etwas, das im Allgemeinen gut funktionieren würde, eine reichhaltige Benutzeroberfläche mit vielen Möglichkeiten für Benutzereingriffe erfordern könnte. Sagen Sie uns Bescheid, wenn Sie das anders empfinden.

 

Wir sind definitiv daran interessiert, sowohl 1 als auch 2 benutzerfreundlicher zu machen, und es ist gut, Ihre Anwendungsfälle zu kennen.

 

Es ist auch interessant, von Ihrem Anwendungsfall für MCR zu hören, da dies auch von anderen Benutzern angefordert wurde, also werde ich dies zu unserem Anforderungsprotokoll hinzufügen!

 

Ich weiß es wirklich zu schätzen, mach weiter mit den Vorschlägen!

 

 

Betreff: Spectral Tools

Hallo Jeremy,

 

In der Vergangenheit habe ich EPR-Spektren analysiert, indem ich etwas zwischen 1) und 2) gemacht habe.Ich habe die Kurven mit einer festen Anzahl (a priori definiert) von Gaußschen oder Lorentzschen Funktionen angepasst. JMP verhielt sich gut mit stabilem Sitz und einigen fundierten anfänglichen Vermutungen.

 

Ich passte auch SAXS- und UV-VIS-Kurven an, aber für diese war das Mischungsmodell nicht wirklich nützlich. Ich zerlegte Kurven mit PCA als ersten Schritt, dann erstellte ich eine bessere Zerlegung, um das Kinetikmodell mit multivariater Kurvenauflösung anzupassen, jedoch diesen späteren Schritt war in JMP nicht möglich.

 

Im Allgemeinen ist die Chemometrie ein sehr interessantes Gebiet mit vielen verfügbaren Methoden und interessanten Anwendungen.Ich war besonders daran interessiert, eine Reihe von Spektren zu analysieren, die bei unterschiedlichen Temperaturen und Zeiten erzeugt wurden, und ich versuchte, pseudokinetische Modelle zu erstellen, um zu verstehen, wie viele unabhängige Phänomene gleichzeitig auftreten.

 

 

 

Betreff: Spectral Tools

@Feli @Vincenzo Könnte ich etwas Klarheit darüber bekommen, wonach Sie in Bezug auf die Dekonvolution suchen?Dies bezieht sich häufig auf 1) das Erkennen von Peaks und das Berechnen von Peakparametern wie Peakflächen oder 2) das Anpassen eines vollwertigen Mischungsmodells an Spektren und das Schätzen der zugrunde liegenden Mischungskomponenten.2 wäre eine größere Herausforderung und ist in anderer Software oft ein mühsamer Prozess, da viele Parameter im Mixfitter angepasst werden müssen.Aber es wäre gut zu wissen, ob es ein großes Benutzerinteresse daran gibt....

Betreff: Spectral Tools

@Feli Danke für dieses Feedback. Alle Ideen, die Sie haben, wie wir den Workflow verbessern können, wären hilfreich!

 

Das Abziehen eines Referenzspektrums wäre einfach als Vorverarbeitungsoption im Add-In hinzuzufügen, also werde ich versuchen, das bald zu umgehen.

 

Ich werde Ihren anderen Vorschlag zu PLS an die Entwicklung weitergeben.Wir haben überlegt, so etwas zu machen.

 

Ich bin mir allerdings nicht sicher, ob ich deine letzte Bitte verstehe.Könnten Sie klarstellen, was Sie meinen, indem Sie Referenzkonzentrationen zu den Spektren hinzufügen?

 

 

Betreff: Spectral Tools

Als ich kürzlich mit den SpectralTools gearbeitet habe (viel Spaß jetzt, danke!), Mir fehlten zwei Funktionen:

- einfache Subtraktion eines Referenzspektrums (zB Wasser)

- Ich springe gerne direkt von den Spektren zu einem PLS ab. Leider funktioniert PLS im Gegensatz zu FDE nur im Wide-Table-Format und nicht im Stacked-Format. Eine Schaltfläche zum Erstellen des korrekten ungestapelten Formats wäre schön

 

Schön wäre auch die Möglichkeit, den Spektren Referenzkonzentrationen hinzuzufügen (y-Variable in der PLS).

Betreff: Spectral Tools

@joelahn Sorry für die verspätete Antwort.Ich gehe davon aus, dass die Daten in einer Textdatei mit Trennzeichen wie einer CSV-Datei gespeichert werden.Für durch Trennzeichen getrennte Textdateien bieten Spectral Tools nur eine optimierte Schnittstelle zum Mehrfachdatei-Importer, die Sie für Ihre Aufgabe zum Laufen bringen sollten.Würden Sie Folgendes versuchen:

 

1. Gehen Sie zu Datei >> Mehrere Dateien importieren.

2. Gehen Sie in das Dateiverzeichnis und wählen Sie die Dateien aus, die Sie importieren möchten.

3. Aktivieren Sie Dateinamenspalte hinzufügen, wenn Sie eine Dateinamenspalte wünschen.

4. Gehen Sie zu den Einstellungen.Im Had-Header-Bereich. Setzen Sie die erste Datenzeile auf 38. Ihre Kopfzeile befindet sich auf Zeile 37 und ist eine Zeile.

5. Klicken Sie auf Importieren.

 

Dieses Verfahren hat bei mir in einem Testdatensatz funktioniert, den ich gerade nachgebildet habe.Es sollte einfach sein, diese Option in das Add-In aufzunehmen, also wenn das für Sie funktioniert, werde ich das tun.Danke für die Anfrage und das klare Beispiel dafür, was Sie brauchen!

 

 

 

Betreff: Spectral Tools

Können Sie uns beim Importieren von Dateien in den Ordner die Option geben, auszuwählen, in welcher Zeile die Daten für X- und Y-Variablen beginnen?

Unsere Spektraldaten für das FTIR-Rohdatenformat haben 37 Zeilen und 2 Spalten mit Dateibeschreibung. Spalte Nr. 1 enthält also Zeichenbeschriftungen, Spalte Nr. 2 enthält gemischte Werte aus Zeichen und Zahlen. Danach enthalten alle Zeilen ab Zeile 38 in Spalte 1 und 2 Zahlen im Format wissenschaftlicher Zahlen.

 

Mit anderen Worten, können wir beim Importieren alle Daten oberhalb einer bestimmten Zeilennummer abschneiden und Daten einschließlich Dateinamen stapeln?

 

Unten ist ein Beispiel dafür.

 

RES	4
ÖFFNUNG	OFFEN
STRAHL	INT
DET	INT1
FILTER	1.2
EMPFINDLICHKEIT	1
SYM	SYM
UDR	2
SCANNEN	64
XAxisLabel	Wellennummer
YAxisLabel	Absorption
Titel	Absorption
Punkttrennung	1.93E+00
Startpunktnummer	207
Spitzenlage	3555
XLabel	20402
YLabel	20502
Dateityp	20602
Anzeigerichtung	20300
Spitzenrichtung	20312
X-Position (mm)	0
Y-Position (mm)	0
Radius (mm)	0
Theta (Grad)	90
Seitennummer	1
Zeit	06302021_155524
Rezept	asdadsadsd
Hintergrund
Scangeschwindigkeit (kHz)	5
Baseline-Methode	Lokal/Stückweise/Linear
Glättung verwendet	FALSCH
Glättungsverfahren	Gleitender Durchschnitt
Fensterlänge glätten	3
Glätten der Polynomordnung	2
Atmosphärische Kompensation verwendet	STIMMT
CO2-Referenzspektrum	ReferenzSpectrumCO2_20210617T084605.csv
H2O-Referenzspektrum	ReferenzSpectrumH2O_20210617T084605.csv
Wellennummer	Absorption
3.99263973E+02	4.29913431E-02
4.01192784E+02	4.45658502E-02
4.03121596E+02	4.56853577E-02
4.05050407E+02	4.88489802E-02
4.06979219E+02	5.18775801E-02
4.08908030E+02	5.25619803E-02
4.10836841E+02	5.26030929E-02
4.12765653E+02	5.19562901E-02
4.14694464E+02	5.12063073E-02
4.16623276E+02	5.23197525E-02

Betreff: Spectral Tools

@Vincenzo Zustimmen. Spektrale Dekonvolution wäre sehr raffiniert.

Betreff: Spectral Tools

@Vincenzo Vermerkt, danke.Solche Anfragen suchen wir!

Betreff: Spectral Tools

wäre nützlich, um auch eine Fähigkeit zur Entfaltung von Spektraldaten aufzubauen

 

Betreff: Spectral Tools

@Feli , das angehängte Update sollte mit 15.2 funktionieren. Beachten Sie, dass die Savitsky-Golay-Glättung nur in 16 verfügbar ist.Ich habe das Add-in über JMP 14 auf Abwärtskompatibilität getestet. Danke!

Betreff: Spectral Tools

Vielen Dank @Feli .Nun, das war nicht sehr anmutig, oder?Sieht so aus, als gäbe es JSL im Add-In, das von 16 abhängig ist. Ich wusste nicht, dass 16 noch nicht versendet wurden.Es sollte Ende März verfügbar sein, glaube ich.Ich arbeite daran, dies abwärtskompatibel mit 15.2 zu machen.Ich hoffe auf baldige Abhilfe.

Betreff: Spectral Tools

Danke euch beiden! Mir fehlten immer bessere Tools für die Spektralanalyse.

Leider stürzt mein JMP 15.2 ab, wenn ich versuche, den Launch Graph Builder mit den Beispieldaten zu verwenden