JMP 开发团队一直在努力工作,他们在软件结构中实现了一些用于化学计量分析功能的出色新工具。非常感谢@clay_barker 、 @RyanParker和@chris_gotwalt1的超能力,使他们能够将所有化学计量分析功能整合到一个平台中。此外,特别感谢@MikeD_Anderson基于他的 Spectris 插件对峰值分析和峰值查找所做的贡献,该插件可在用户社区文件交换中找到。
在这篇博客中, @Mark_Bailey和我向您介绍了 JMP 和 JMP Pro 18 最新版本中的新功能。FDE 工具箱中添加了几个新的直接模型。这些建模类型更有利于直接解释,尤其是在分析混合物时。
还有一个新的 Python 脚本可让您打开 .spc 文件,感谢@nick_shelton ,以及来自@jmpstopper的新 Python 脚本可让您打开 .spa 文件。
新的直接函数 PCA 方法
JMP 在现有的直接函数 PCA 选项卡中添加了四个新选项:
- 多元曲线分辨率 (MCR)
- 无约束 MCR
- 惩罚奇异值分解 (SVD)
- 惩罚非负 SVD
这些新方法建立在当前功能的基础上,当您转到“模型”>“直接模型”时可以在功能数据资源管理器中找到。
Figure 1. New Direct Model options in FDEFigure 1. New Direct Model options in FDE图 1. FDE 中的新直接模型选项
多元曲线解析
多元曲线分辨率 (MCR) 多年来一直用于化学计量数据分析。它在分析混合物的光谱和辨别混合物的成分时特别有用,因此 MCR 也被称为自建模混合物分析。
以下是丁醇、丙醇和戊醇等几种醇类混合物的 NMR 分析图像。数据以宽格式设置以供分析,无需初始预处理或数据清理。共有 23 行数据,混合物成分是根据纯醇的 NMR 光谱确定的。
Figure 2. MCR model fit for all 23 NMR spectraFigure 2. MCR model fit for all 23 NMR spectra图 2. 适合所有 23 NMR 光谱的 MCR 模型
分析大约需要 30 秒,所以如果您没有立即看到结果,请不要担心。根据上图,使用此方法需要 20 个形状函数或功能主成分才能获得最佳拟合。总体而言,该模型在识别混合物成分的分解方面表现良好。
MCR 有两种形式:常规 MCR 和无约束 MCR。无约束 MCR 允许在形状函数中使用负权重。在 Daniel Pelliccia 的博客“多元曲线解析:简介”中,Pelliccia 指出“非负约束只有在您确定它适用于您尝试估计的函数时才有意义,可以加快收敛过程。在一般情况下,请摆脱它。”
惩罚奇异值分解 (SVD)
惩罚 SVD 有两种选择:惩罚非负 SVD 将分析限制为非负权重(如 MCR),惩罚 SVD 允许负权重(如无约束 MCR)。两种 SVD 选项都对载荷和奇异值使用 LASSO 型惩罚,以使非活动载荷归零。
Figure 3. Penalized SVD model of the alcohol mixtureFigure 3. Penalized SVD model of the alcohol mixture图 3. 酒精混合物的惩罚 SVD 模型
通过分数图比较 MCR 和 SVD
通过查看下面显示的无约束 MCR、MCR 和惩罚 SVD 的得分图,无约束 MCR 在辨别戊醇 (1020) 的纯光谱时比基于其他附近光谱的子分组的其他两个模型更具挑战性。作为参考,丙醇是光谱 1008,丁醇是光谱 1018。
Figure 4. Unconstrained MCR score plotFigure 4. Unconstrained MCR score plot图 4. 无约束 MCR 得分图
Figure 5. MCR score plotFigure 5. MCR score plot图 5. MCR 得分图
Figure 6. Penalized SVD score plotFigure 6. Penalized SVD score plot图 6. 惩罚 SVD 得分图
访问更多数据文件类型
随着 JMP 18 的发布及其改进的 Python 集成,有两个新选项可用于将光谱数据导入 JMP 进行分析。
.spa 和 .spc 文件现在都可以直接导入 JMP,这要感谢 Christian Stopp 的 .spa 和 Nick Shelton 的 .spc。这两种文件格式都基于不同的仪器包,.spa 来自 OMNIC 软件,.spc 来自 Grams 软件。这两种文件类型都以高格式导入,必须转置才能进行进一步的预处理和分析。
JMP 一直在寻求改进我们的软件,我们希望您能让我们知道哪些工具有助于分析化学计量数据,尤其是光谱和色谱图。