Автореферат (1150290), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Построена2ПЛС-модель (рис. 13).100123456Рис. 13. ПЛС-модель при определениигорькости препаратов ТКМИзмеренная величина (оценка горькости)Проверка модели проводилась на 10 независимо выбранных образцах (красный цветна графике). Установлено, что мультисенсорная система способна оценить горькостьпрепаратов ТКМ с относительной погрешностью 14 %.Основными компонентами, определяющими горький вкус отваров растений,являются полифенолы и алкалоиды. В рамках данного исследования предпринята попыткавыявить возможности мультисенсорной системы в оценке суммарного содержанияполифенолов и кофеина.
Для каждого образца ТКМ согласно электрофоретическимданным вычислено суммарное содержание полифенолов и кофеина. Показано, чтомультисенсорная система способна определить его с относительной погрешностью 12 %.Оценка содержания компонентов в моче, влияющих на камнеобразование (аммоний,калий, натрий, кальций, магний, оксалат, цитрат, урат, хлорид, сульфат, фосфат), такжепроводилась с помощью построения ПЛС-моделей. В случае потенциометрическихизмерений интенсивность аналитического сигнала линейна от логарифма концентрациикомпонента. Именно по этой причине концентрации компонентов, полученные методомкапиллярного электрофореза, преобразованы в логарифмические.14Наоснованииданныхмультисенсорной системы для всехПрогнозируемая величинапараметров, определяемыхв моче,построены ПЛС-модели.
Проверка направильностьполученныхпроводиласьна40моделейнезависимовыбранных образцах мочи.Рис. 14.ПЛС-модельдляопределения содержания ионов аммония вмочеИзмеренная величина, lg C(NH4+)ИсходяизпостроенныхПЛС-моделейвычисленаотносительнаяошибкаопределения концентраций ионов в моче (табл. 5).АналитнатрийкалийаммонийкальциймагнийхлоридсульфатфосфатоксалатцитратураткреатининОтносительнаяпогрешность, %2.78.67.211.612.33.110.98.217.021.511.511.6Калибровочныйдиапазон, ммоль/л3.8-255.54.2-100.04.0-81.80.6-10.70.7-8.711.1-222.31.5-25.93.1-48.40.1-0.40.2-5.50.5-7.02.1-26.7Таблица 5.
Результатыколичественного анализа приопределениисодержанияионов в моче с помощьюмультисенсорной системыУстановлено, что потенциометрическая мультисенсорная система может определятьсодержание компонентов мочи с ошибкой 3-13%. При этом точность в определении ионовоксалата и цитрата оказалась значительно ниже, что обусловлено узким диапазономкалибровочного набора и присутствием больших концентраций хлорид-ионов. Важноотметить, что в ряде случаев мультисенсорная система способна оценить и физическиепараметры.
Так, при анализе мочи оказалось возможным прогнозировать ее плотность,что подтверждается ПЛС-моделями, построенными на основе референтных данных (КЭ) иданных мультисенсорной системы. Относительная ошибка составила 5 и 8 %,соответственно.В 7-ой главе обсуждаются результаты выявленных корреляций между откликамимультисенсорной системы и матричными данными других методов анализа. Для оценки15корреляций использовались коэффициенты матричных корреляций (RV, RV’ икоэффициент конгруэнтности Такера – φ) и канонический корреляционный анализ.Так, для образцов индийского черного чая (C-DAC, Калькутта) имелись четыренабораданных-результатыразличныхизмерений:потенциометрическоймультисенсорной системы (Е), вольтамперометрической мультисенсорной системы (V),профессиональная оценка дегустаторов (S), а также содержание компонентов чая,определенное методами ВЭЖХ и спектрофотометрии (B).
Для всех пар данных методовбыли вычислены коэффициенты матричных корреляций. Значения коэффициента RVоказалисьзавышеныиз-забольшогочислапеременных,чтоучтеновегомодифицированном аналоге. Значения RV’ и φ представлены в табл. 6 и 7.Таблица 6. ЗначенияRV’-коэффициентовRV’EVBSE1-0,370,67-0,25VBS10,270,191-0,591Показано, что значимые коэффициенты корреляции (>0.5) сохранились лишь для парматриц В и Е, B и S, что указывает на наличие взаимосвязи между данными матрицами и ,соответственно, на общие закономерности в структурах данных.Альтернативой такой оценки является коэффициент конгруэнтности Такера,рассчитываемый для матриц счетов при разложении на главные компоненты.Таблица 7.
Значениякоэффициентов ТакераφEVBSE10,19-0,590,07VBS1-0,14-0,2110,061Наибольшие значения вышеуказанных коэффициентов получены между матрицамиданныхотпотенциометрическоймультисенсорнойсистемыибиохимическимипараметрами черного чая.Полученные нами результаты хроматографического, электрофоретического ипотенциометрического анализов растительных препаратов ТКМ также обработаны длявыявления корреляций между ними. В силу огромного числа переменных в матрицахданных (5150 - хроматографические и 6800 - электрофоретические) коэффициенты RV иRV’ могут быть завышены. Именно поэтому вычислялись коэффициенты Такера (табл. 8).16Таблица 8. Значения коэффициентов ТакераМультисенсорная система&хроматографияМультисенсорная система&капиллярный электрофорезХроматография&капиллярный электрофорез0,04490,04060,4667φЗначения полученных коэффициентов свидетельствуют о максимальном подобии вструктурах данных в случае хроматографии и капиллярного электрофореза.
Этот фактвполне объясним: в рассматриваемых методах разделения используется один и тот же типдетектирования(УФ), втовремякакмультисенсорнаясистемарегистрируетпотенциометрический отклик.Для поиска взаимосвязи между различными наборами данных одних и тех жеобразцов выполнен канонический корреляционный анализ. Результаты представлены ввиде карт образцов (рис. 15).(Е)(В)111111612142000161CV2CV215-161514-102016 120109CV1-1191088CV1-1Рис. 15. Пример карт образцов, полученных для матриц Е (мультисенсорнаясистема) и В (хроматография)Аналогичныйхарактеррасположенияобъектовотносительнодругдругасвидетельствует о высокой канонической корреляции исследуемых матриц, чтоподтверждается и значением соответствующих корней (0,99; 0,93).Результаты, полученные в рамкахданного исследования,сопоставлены слитературными (табл.
9).17Таблица 9. Применение мультисенсорных систем при анализе сложных объектовприродного происхождения (левый столбец – литературные данные, правый – результатыпредставленного диссертационного исследования)Биологические жидкостиПищевые продуктыРастительные препаратымочачайотносительнаяпогрешность определенияполифеноловТКМчисло одновременноопределяемых ионов5 [1]определение плотности-10% [2]128%относительнаяпогрешность определениякофеина12% [2]+относительная погрешностьопределения горькости15% [3]14%определение суммарногосодержания полифенолов икофеина10%-+Главные итоги такого сопоставления следующие.В [1] при многокомпонентном анализе образцов мочи рассматривались только 5ионов в отличие от 12 в нашем исследовании.
Данные по определению плотностибиологическихжидкостейспомощьюмультисенсорнойсистемывлитературеотсутствуют.При оценке содержания полифенолов и кофеина в образцах чая и инструментальнойоценке горькости препаратов ТКМ достигнуты меньшие значения относительныхпогрешностей, чем в [2, 3]. Это может быть связано как с другим набором сенсоров всоставе массива, так и с применением других методов обработки данных.При этом в литературе отсутствует описание регрессионных моделей, связывающихсумму полифенолов и кофеина с откликами мультисенсорной системы.
Кроме того, ранееприменение логистической регрессии для анализа данных, полученных с помощьюмультисенсорных систем, в данной работе представлено впервые.[1] Gutierrez M., Alegret S., del Valle M. // Biosensors and Bioelectronics // 23 (2008) 795–802.[2] Chen Q., Zhao J., Guo Z., Wang X. // Journal of Food Composition and Analysis // 23 (2010) 353–358.[3] Wang Y., Feng Y., Wu Y., Liang S., Xu D.
// Fitoterapia // 86 (2013) 137–143.18ЗАКЛЮЧЕНИЕВ рамках диссертационной работы поставленные задачи решены и цель достигнута.На основании полученных результатов можно сделать ряд выводов:1. Установлено, что анализ образцов мочи мультисенсорной системой споследующей обработкой результатов методом логистической регрессии позволяетпроводить классификацию по принципу «норма»/«патология».
Подобный подход можетбыть рекомендован в качестве независимого диагностического критерия мочекаменнойболезни на ранней стадии.2. Показано, что мультисенсорная система обеспечивает определение ионногосостава образцов мочи при использовании данных капиллярного электрофореза в качествереферентных (погрешность 3-13%; время анализа 10-15 мин.).3.
На примерах анализа мультисенсорной системой образцов лекарственныхпрепаратовТКМичаяустановленавозможностьопределениясуммарногоииндивидуального содержания полифенолов (погрешность до 12%).4. Обнаружено, что мультисенсорная система позволяет количественно оценитьпараметр горькости в препаратах ТКМ и органолептические характеристики в образцахчая с использованием в качестве референтных показаний дегустаторов.5.Методомканоническогокорреляционногоанализаустановленоналичиекорреляций между откликами мультисенсорной системы и характеристическими(хроматографические и электрофоретические) профилями образцов препаратов ТКМ.19Работа изложена в следующих публикациях:1. Папиева И.С., Кирсанов Д.О., Легин А.В., Карцова Л.А., Алексеева А.В., ВласовЮ.Г., Бхаттачария Н., Саркар С., Бандиопадхай Р. Анализ образцов чая с помощьюмультисенсорной системы и капиллярного электрофореза // Журнал прикладнойхимии, 2011.
T. 84. № 6. С. 964–971.2. Yaroshenko I., Kirsanov D., Kartsova L., Bhattacharyya N., Sarkar S., Legin A. On theapplication of simple matrix methods for electronic tongue data processing: Case studywith black tea samples // Sens. and Actuat. B. 2014. V.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
