Det Kemometriske Rum Hvorfor multivariat dataanalyse Med stor jubel har vi taget imod invitationen til at lave en klumme i Dansk Kemi om kemometri. Den kemometriske tilgang til problemanalyse i kemien og mange andre forskningsområder er eskaleret i de seneste 10 år; en søgning alene på ordet ’chemometrics’ i litteraturdatabasen Web of Science viser, at antallet af hits stiger fra 1256 i 1997 til 4900 i 2007. Potentialet inden for mange forskningsområder er stadig stort, og vi vil i de kommende klummer vise hvorledes kemometriske metoder kan bidrage til kompleks problemløsning og problemkarakterisering Af Lars Nørgaard, Søren Balling Engelsen og Rasmus Bro Der findes mange forskellige definitioner af kemometri; en de mest udbredte er følgende fra omslaget på Chemometrics & Intelligent Laboratory Systems, det ene af de to primære kemometriske videnskabelige tidsskrifter: ”Chemometrics is the chemical discipline that uses mathematical and statistical methods to design or select optimal procedures and experiments, and to provide maximum chemical information by analysing chemical data”. Denne definition fremstår mildt sagt en smule kedelig! Der er mere energi i den kemometriske angrebsvinkel end definitionen antyder; det handler ikke bare om “Anvendt matematik” eller “Anvendt statistik”. Vi vil gerne vise at kemometri skelner mellem anvendt matematik og anvendelig matematik, og at det er den dynamiske dialog mellem problem/applikation og dataanalyse, der bidrager til ny innovativ indsigt i komplekse problemer. sensorik, vandbinding, m.m. i 100 forskellige kød-prøver ikke hænger sammen på en eller anden måde. Kemometrien udnytter, at der er information i sammenhængen mellem målingerne som illustreret ved følgende eksempel. I antropologi er man bl.a. interesseret i antropometriske (studiet af menneskets fysiske dimensioner) målinger med henblik på at gruppere og karakterisere forskellige etniske grupper [1]. Som vist på figur 1 har man for tyve forskellige områder på jordkloden målt lårbenets gennemsnitlige længde (balde til knæ) og den gennemsnitlige skulderbredde (begge i millimeter) for mænd. I studiet er man interesseret i om mennesker af afrikansk, asiatisk og kaukasisk oprindelse kan adskilles alene baseret på de antropometriske målinger. Værdien af lårbenets gennemsnitlige længde giver ikke mulighed for at gruppere i forhold til race; der er dog en klar tendens til at afrikanere har længere lårben og tilsvarende at asiater generelt korte lårben. Minimums-maksimumsværdierne for de tre racer er 370-380 mm, 325-345 mm og 340-370 mm for henholdsvis afrikansk, asiatisk og kaukasisk race; det ses, at der overlap mellem intervallerne parvis, og det er således ikke muKulhydrat (%) 32.2 19.6 26.0 26.4 14.7 28.8 19.3 14.6 37.1 17.9 28.4 28.3 31.7 Fedt (%) 15.0 11.0 10.2 14.8 9.4 8.0 10.8 11.3 13.5 12.9 6.2 3.6 4.7 Mættet fedt (%) 4.3 4.0 4.4 2.8 0.0 2.5 1.7 4.5 2.0 6.4 4.4 2.4 3.1 Hvorfor multivariat dataanalyse? Den generelle antagelse i kemometri er at flere forskellige målinger på et sæt prøver er korrelerede; det er usandsynligt at målinger af protein, pH, fedt, kulhydrat, vand, salt, mættet fedt, Energi (kJ/g) Apple Pie Big Mac Cheeseburger Filet-O-Fish Grilled Chicken Hamburger McChicken McFeast Pommes Frites Quarter Pounder m/ost Sundae Chokolade Sundae Jordbær Sundae Karamel 11.5 9.5 10.5 11.8 8.1 10.0 9.2 8.6 12.2 10.5 7.8 6.8 7.8 Protein (%) 2.7 12.4 13.7 10.8 12.6 12.6 11.3 11.6 5.0 15.6 4.3 3.6 4.0 Næringsstoffer i udvalgte McDonalds produkter. dansk kemi, 88, nr. 12, 2007 32
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her