Все что вы хотели знать о хемометрике, но стеснялись спросить презентация

Содержание

01.04.07 Лекция в ОмГУ Содержание Введение Калибровка Анализ изображений Экология Биология MSPC & PAT Четвертая парадигма

Слайд 101.04.07
Лекция в ОмГУ
Все что вы хотели знать

о хемометрике, но стеснялись спросить

Алексей Померанцев

Научная конференция

Слайд 201.04.07
Лекция в ОмГУ
Содержание
Введение
Калибровка
Анализ изображений
Экология
Биология
MSPC & PAT
Четвертая парадигма

Слайд 301.04.07
Лекция в ОмГУ
Хемометрика - это научная дисциплина, находящаяся на стыке химии

и математики, предметом которой являются математические методы исследования химических данных
сайт Российского хемометрического общества

Хемометрика: два определения

Дедуктивное

Слайд 401.04.07
Лекция в ОмГУ
Что делают хемометрики?
контролируют производство полупроводников, аспирина и пива;


исследуют причины разрушения старинных документов;
проводят допинг контроль спортсменов;
расшифровывают состав косметики Древнего Египта;
локализуют месторождение золота в Швеции;
идентифицируют подозреваемого в убийстве Анны Линд;
проводят диагностику артрита и рака на ранних стадиях;
исследуют органические субстанции в кометном веществе;
исследуют кормовой рацион на свинооткормочных комплексах;
проверяют, как рацион питания влияет на умственные способности;
определяют фальшивые лекарства;
и еще многое, многое другое

Слайд 501.04.07
Лекция в ОмГУ
А если серьезно ....
Хемометрика имеет дело с

данными (зачас-тую с очень большими), поэтому хемометрика - это подраздел информатики (Data mining)
Данные, которые исследует хемометрика по большей части происходят из химии, поэтому хемометрика - это подраздел химии (Analytical chemistry)
Методы, которые использует хемометрика ориентированы на формальное моделирование (Soft modeling)

Слайд 601.04.07
Лекция в ОмГУ
Два «не» и три «да»
Хемометрика ≠ химическая метрология

Хемометрика ≠ статистика в химии

Хемометрика решает следующие задачи :
(1) как получить информацию из химических данных
(2) как представить эту информацию
(3) как получить данные, содержащие такую информацию.

Слайд 701.04.07
Лекция в ОмГУ
Когда появилась?
«Каждая попытка применить математи-ческие

методы для исследования хи- мических проблем должна рассматрива-ться как абсолютно абсурдная и проти- воречащая самому духу химии.
Если математический анализ, когда -либо займет сколько-нибудь значительное место в химии – извращение, которое по счастью почти невероятно – это повлечет за собой повсеместно быстрое вырожде-ние этой науки».
Огюст Конт, 1825

Слайд 801.04.07
Лекция в ОмГУ
США, Сиэтл, 1974 год
Сванте Волд (Svante Wold)
Брюс Ковальски (B.

Kowalski)

Слайд 901.04.07
Лекция в ОмГУ
Прогресс хемометрики
Статьи, опубликованные в журналах издательства Elsevier

Слайд 1001.04.07
Лекция в ОмГУ
Хемометрика среди своих сестер
Область приложений
Оригинальность методов

Слайд 1101.04.07
Лекция в ОмГУ
Основные принципы хемометрики
1. Использование многомерного подхода при конструировании экспериментов

и анализе их результатов.

2. Что считать шумом, а что – информацией, всегда решается с учетом поставленных целей и методов, используемых для ее достижения.

3. Понятие эффективного (химического) ранга и скрытых, латентных переменных, число которых равно этому рангу.

Слайд 1201.04.07
Лекция в ОмГУ
Основная задача хемометрики
Заменить прямые измерения, которые либо –
невозможны

дороги
длительны
на косвенные измерения, которые –
доступны
дешевы
быстры
с последующей их обработкой (калибровкой).

Слайд 1301.04.07
Лекция в ОмГУ
Много переменных и много измерений
Одно измерение – спектр (600

точек)

Слайд 1401.04.07
Лекция в ОмГУ
Представление данных в подпространстве

Слайд 1501.04.07
Лекция в ОмГУ
Формальные и содержательные модели

Слайд 1601.04.07
Лекция в ОмГУ
Хемометрика

Слайд 1701.04.07
Лекция в ОмГУ
Часть 1. Калибровка
Битва снеговиков и углевиков

Слайд 1801.04.07
Лекция в ОмГУ
Антиоксиданты
Антиоксиданты – это специальные добавки, которые замедляют термоокислительное старение

полимеров. Они защищают материал от окисления в ходе изготовления материала и при эксплуатации изделий

Задача состоит в оценке эффективности новых, перспективных химических соединений

Слайд 1901.04.07
Лекция в ОмГУ

Период индукции - OIP
T = 140°C
t = 1- 90

дней

Обычный метод – это длительное термическое старение


Слайд 2001.04.07
Лекция в ОмГУ
Температура начала окисления - OIT
Альтернатива – это дифф. сканирующая

калориметрия

Слайд 2101.04.07
Лекция в ОмГУ
Цель
Создать быстрый метод для тестирования АО
Средство
Построить калибровку:
температура

начала окисления - период индукции

Слайд 2201.04.07
Лекция в ОмГУ
Подготовка образцов

Слайд 2301.04.07
Лекция в ОмГУ
DSC эксперименты. 5 скоростей нагрева

Слайд 2401.04.07
Лекция в ОмГУ
Данные и их интерпретация

Слайд 2501.04.07
Лекция в ОмГУ
PLS1 регрессия: Xai = yi
X
3 модели для каждой начальной

концентрации AO

Слайд 2601.04.07
Лекция в ОмГУ
Построение модели. Три набора данных

Слайд 2701.04.07
Лекция в ОмГУ
Прогноз периода индукции для A0= 0.05

Слайд 2801.04.07
Лекция в ОмГУ
SIC Метод
Все погрешности ограничены!
Существует максимальное отклонение, β, такое

что Prob{| ε | > β }= 0

Слайд 2901.04.07
Лекция в ОмГУ
Простое интервальное оценивание
Пятница 6 апреля 11:30 ауд.

208
О.Е. Родионова
Простой взгляд на простое интервальное оценивание

Слайд 3001.04.07
Лекция в ОмГУ
Прогнозные интервалы для A0=0.05

Слайд 3101.04.07
Лекция в ОмГУ
N-way методы
PARAFAC
Tucker3

Слайд 3201.04.07
Лекция в ОмГУ
Часть 2 . Анализ изображений
Still Life

Слайд 3301.04.07
Лекция в ОмГУ
Разложение изображения по каналам

Слайд 3401.04.07
Лекция в ОмГУ
Оцифровка изображения

Слайд 3501.04.07
Лекция в ОмГУ
Применение МГК для анализа
X
PCA

Слайд 3601.04.07
Лекция в ОмГУ
Он же в пространстве ГК1
Исходный аэроснимок
Исследование

состояния лесов (Канада)

Слайд 3701.04.07
Лекция в ОмГУ
Часть 3. Экология
Пухтоград

Слайд 3801.04.07
Лекция в ОмГУ
Счета и нагрузки. Свалка Безенчук
возраст ~ 25 лет

объем ~ 90 000 м3
площадь ~ 60 000 м2
состав отходов:
1. бытовые
2. аграрные
3. промышленные

E.V. Mikhailov et al
Ecological assessment of landfills with multivariate analysis — a feasibility study, Chemom. Intell. Lab. Syst., WSC-5 issue, In Press

Слайд 3901.04.07
Лекция в ОмГУ
Отбор проб

Слайд 4001.04.07
Лекция в ОмГУ
Матрица данных

восемь переменных: j=1….J
123 образца: i=1,…,I

Слайд 4101.04.07
Лекция в ОмГУ
Счета и нагрузки

Слайд 4201.04.07
Лекция в ОмГУ
Часть 4. Биология
Биолог в аду

Слайд 4301.04.07
Лекция в ОмГУ
Новая биология: X- omics
Традиционный подход:
Один ген/белок/реакция за

раз
Исследование отдельной модели

Новый «системный» подход:
Все ДНК/РНК/белки исследуются вместе
Глобальный анализ больших данных

Слайд 4401.04.07
Лекция в ОмГУ
Что такое microarray - чип?
Каждый микрореактор содержит ДНК

(или белок)
Обычно в каждом реакторе разные ДНК, с повторами для контроля точности
За один раз несколько микрореакторов гибридизируются с экстрактами тканей
Результат виден как образ, состоящий из множества цветных пятен

Слайд 4501.04.07
Лекция в ОмГУ
Эксперименты с ДНК
Сравниваются две пробы ДНК. Они подкрашиваются разными

красителями
Результат эксперимента это интенсивности через два фильтра - красный и зеленый

Слайд 4601.04.07
Лекция в ОмГУ
Сегментация

Слайд 4701.04.07
Лекция в ОмГУ
Результат сегментирования
Хороший
Плохой

Слайд 4801.04.07
Лекция в ОмГУ
Оцифровка изображения

Слайд 4901.04.07
Лекция в ОмГУ
Псевдо - спектры
480 образцов (строк) × 196 переменных (столбцов)

Слайд 5001.04.07
Лекция в ОмГУ
Первая ГК

Слайд 5101.04.07
Лекция в ОмГУ
Вторая и третья ГК

Слайд 5201.04.07
Лекция в ОмГУ
Часть 5. Промышленность
Металлурги и компьютер

Слайд 5301.04.07
Лекция в ОмГУ
Что такое PAT?
Process Analytical Technology (PAT) = Технология (методы) анализа

процессов

FDA = U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration

Guidance for Industry PAT — A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance
Pharmaceutical CGMPs, September 2004

Слайд 5401.04.07
Лекция в ОмГУ
PAT: Определение бюрократа
PAT – это система планирования, анализа и

конт-роля критических переменных, характеризующих состояние производственных материалов и про-цессов в реальном времени (т.е. по ходу производ-ства), с целью подтверждения качества произво-димого продукта.
Guidance for Industry PAT — A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance. Pharmaceutical CGMPs, September 2004

Слайд 5501.04.07
Лекция в ОмГУ
Исторические данные

Слайд 5601.04.07
Лекция в ОмГУ
Карты Шухарта SPS (1927)

Слайд 5701.04.07
Лекция в ОмГУ
МГК на исторических данных

Образцы = Счета T
Переменные = Нагрузки

P

Слайд 5801.04.07
Лекция в ОмГУ
Стат. контроль процессов (SPC)

Слайд 5901.04.07
Лекция в ОмГУ
Контроль процесса (не просто игра)

Слайд 6001.04.07
Лекция в ОмГУ
MSPC & PAT
Пятница 6 апреля 9:45 ауд.

208
А.Л. Померанцев
Аналитический контроль процессов

Слайд 6101.04.07
Лекция в ОмГУ
Часть 6. Четвертая парадигма
Парадигма – концептуальная схема, используемая для

постановки проблем и их решения, господствующая в научном сообществе в течение длительного исторического периода. Энцик. словарь

Академик Кадыров

Слайд 6201.04.07
Лекция в ОмГУ
Парадигмы науки

Слайд 6301.04.07
Лекция в ОмГУ
I. Геометрическая
V- III вв до н.э.

Слайд 6401.04.07
Лекция в ОмГУ
II. Алгебраическая
X-XV н.э.

Слайд 6501.04.07
Лекция в ОмГУ
III. Дифференциальная
XVII в. –н.в.

Слайд 6601.04.07
Лекция в ОмГУ
2H2+O2⇔ 2H2O

Слайд 6701.04.07
Лекция в ОмГУ
IV. Новая парадигма

Слайд 6801.04.07
Лекция в ОмГУ
Наивный пример PAT

Слайд 6901.04.07
Лекция в ОмГУ
Sixth Winter Symposium on Chemometrics
Школа:

16-17 февраля 2008 Конференция: 18-22 февраля 2008

Казань

Слайд 7001.04.07
Лекция в ОмГУ
Участники WSC-5 в Самаре

Слайд 7101.04.07
Лекция в ОмГУ
Благодарность
В презентации использованы репродукции картин Питерского художника Николая Копейкина

www.nomzhir.spb.ru/kopeykin
За это ему – большое спасибо!

Автопортрет в костюме Деда Мороза

Слайд 7201.04.07
Лекция в ОмГУ
Спасибо за внимание!

Похожие презентации

Социальная сеть групповой работы по НИОКР проектам 179
Организация транспортного хозяйства в нефтегазохимическом комплексе. (Занятие 1-2) 974
Инновационная деятельность педагога в условиях перехода на ФГОС 273
Бизнес с НПО Звезда – это бизнес для людей, которые не хотят ждать старости, чтобы получить то, что нужно в молодости.Промоушены НПО Звезда являются стартовой площадкой для молодежи!!! Вы только им об этом расскажите! 186
Практика и стажировка учащихся IT-специальностей 266
Синонимы 253

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика