分析化学手册

1.ChemPattern简介 ChemPattern先进化学计量学系统解决方案软件通过仪器分析与化学计量学大数据分析的紧密融合，为复杂体系解析提供一站式解决方案，可用于基于各类色谱、质谱、光谱、核磁共振数据的指纹图谱分析、代谢组学分析、非目标分析及在线过程控制等。作为目前唯一的跨分析仪器平台的增强型工作站与大数据分析系统，ChemPattern通过标准数据接口技术提供针对各类高维、高分辨分析仪器大数据的前处理及定性、定量分析功能，特别是基于海量数据可视化的多元校正、多元统计分析、回归建模、模式识别、数据挖掘及人工智能等化学计量学算法的支持。ChemPattern 2017所支持的分析仪器解决方案类型ChemPattern系统由仪器数据处理子系统、分析化学数据处理子系统、化学计量学及大数据分析子系统、大规模数据可视化表达子系统、实验室信息管理系统子系统、以及分析系统管理子系统等6部分组成。并全面符合实验室信息管理系统（LIMS）及电子数据和电子签名法案（FDA 21 CFR part 11）的规范要求。软件中各个分析仪器模块所集成的功能均颇具特色，如LC/GC模块的保留时间自动校正和数字定量勾兑系统，MS模块的质谱解卷积、DART/MS指纹图谱分析及质谱成像系统等。该套系统目前已广泛应用于临床医药、食品安全、烟草白酒、石油化工、检验检疫、环境监测、国土安全以及司法鉴定等复杂体系相关的分析领域，并为用户的生产和科研活动创造了高附加值。以新药研发领域为例，代表性客户包括中国医学科学院药物所、药用植物研究所、中国中医科学院中药研究所、中科院上海药物所等。2.分析仪器数据处理模块简介 ChemPattern所拥有的跨仪器种类的分析化学数据共平台定量分析技术，可提供包括色谱、质谱及光谱等仪器种类在内的分析化学数据的一站式处理与分析解决方案。该系统通过通用数据接口技术实现了仪器分析的湿法实验环节与数据分析的干法实验环节的无缝联接，并针对不同分析仪器的特点分别提供相应的信号处理、校正等工作站软件功能。该系统的应用同时解决了如何对分析仪器所获取的持续呈几何级增长的高维高分辨海量数据进行高效分析处理，以及不同类型及型号的分析仪器所测得数据、模型的迁移和共平台综合比对分析这两个化学计量学所关心的核心问题，并采用标准化的操作方式对各类分析仪器的复杂体系数据处理和分析全过程加以规范。2.1 ChemPattern 2017支持的分析仪器厂家及数据类型ChemPattern解决方案所支持的数据类型及仪器厂家2.2 色谱法系统解决方案ChemPattern为常用色谱法提供种类丰富的信号处理及校正功能，其部分特点如下： ● 色谱峰保留时间校正功能提供对色谱峰保留时间漂移和峰重叠情况进行高效准确的自动与手动校正； ● 含量测定具备外标法校正因子和分组校正等功能，适用于大样本集复杂体系样品的多组分含量测定； ● 多元的共有模式建模参数确保整个共有峰筛选过程完全以统计学方式进行。由上至下，由左至右：1、LC Profiler LCxLC数据3D视图；2、LC Profiler样品保留时间校正视图；3、LC Profiler加校正因子的外标法含量测定；4、LC Profiler样品共有峰归属视图；5、TLC Profiler薄层色谱图3D视图；6、TLC Profiler样品数字扫描轮廓图2.3 质谱法系统解决方案质谱法特别是色谱－质谱联用技术是开展复杂体系样本分析不可或缺的重要手段，所获取的高维高分辨数据对于复杂体系质量控制与研究都极具价值。ChemPattern对不同离子源的质谱联用技术如ESI-MS, DART-MS及ICP-MS等所代表的各型数据提供广泛和深入的数据处理支持，其部分特点如下： ● 质谱解卷积。该功能将GC-MS的解卷积功能扩展到信息更为复杂的LC-MS应用中。经过高度优化的快速解卷积算法可兼容各种质量的质谱数据（不同分辨率和采样频率等）。 ● 分子特征匹配。其综合采用化合物的质谱与色谱信息对解卷积色谱峰进行样品间的自动对齐，从而实现化合物的快速精确匹配。 ● 质谱共有模式。根据代表性样品质谱图生成的共有模式可进行基于质谱图的精确匹配，适用于DART-MS及ICP-MS等数据的深入分析。由上至下，由左至右：1、MS Profiler质谱总离子流色谱图视图；2-3、MS Profiler质谱解卷积结果示意图（显示各峰置信度以及右图的数据平滑后的校正保留时间）；4、MS Profiler质谱解卷积分子特征匹配视图；5、MS Profiler解卷积质谱共有模式示意图；6、MS Profiler的DART及ICP质谱样品匹配视图2.4 光谱法系统解决方案 以多元校正定量分析为代表的光谱分析技术是化学计量学的重要组成。ChemPattern对以近红外为代表的光谱法数据处理提供系统支持，并充分支持复杂体系分析样品的光谱在线分析和快速无损分析功能。由左至右：1、IR Profiler近红外光谱校正功能视图；2、化学计量学通用解决方案界面示意图；3、化学计量学通用解决方案样品叠加示意图3. 化学计量学算法简介 ChemPattern的化学计量学解析过程与仪器分析步骤密切相关，并完全满足开展定量分析的要求。分析过程系统集成了包括自变量筛选、数据预处理、数据降维，以及交叉验证等在内的一系列数据解析流程。各类核心算法均经过参数优化设计，易于操作掌握，通常只需点击几下鼠标即可获得详尽的交互式图表计算结果。具体功能组成如下: ● 数据预处理（自变量标准化、因变量标准化，数据降维等） ● 多元统计分析（PCA, PLS, PLS-DA, OPLS-DA, SIMCA, MANOVA等） ● 聚类分析（HCA, HCA heat-map等） ● 相似度分析（相关系数，夹角余弦，马氏距离，欧氏距离等） ● 回归建模化学模式识别（kNN, SIMCA, PLS-DA, OPLS-DA, SVM, SOM等） ● 支持向量机与人工神经网络（SVM）与人工神经网络（ANN, SOM） ● 高通量、高内涵人工智能分析与数据挖掘策略由上至下，由左至右：1、ChemPattern系统聚类分析图；2、ChemPattern自组织映射聚类图；3、ChemPattern双向系统聚类分析二维图由上至下，由左至右：1、相似度分析柱状图；2、PCA（主成分分析）得分与载荷三维散点图；3、PLS-DA(偏最小二乘判别)得分与载荷散点图；4、自变量箱状统计图；5、SIMCA（簇类独立软模式法）子模型判定限对数散点图；6、SIMCA子模型投影散点图由上至下，由左至右：1、自变量相关性趋势图；2、SOM（自组织映射人工神经网络）组分权重热图；3、SVM（支持向量机）子分类器支持向量散点图；4、SVM参数网格优化搜索结果等高线图4. 仪器分析大数据管理系统简介4.1 ChemProfiler分析仪器数据管理系统 ● 色谱、质谱、光谱等海量分析化学数据管理、存储及检索功能 ● 符合实验室信息管理系统（LIMS）要求 ● 符合电子数据和电子签名法案（FDA 21 CFR part 11）要求 ● 用户权限管理、数据电子签名、有效性校验、操作日志等功能 ● 采用多线程工作方式，支持批量样品设置，以及编辑处理流程 ● 用户报告支持自定义内容及格式，所见即所得方式的打印预览LIMS/21 CFR part11用户登录界面4.2 非线性编辑系统 ● 分析结果同步更新，对分析过程中各步骤的参数变化即时反馈 ● 分析结果及图表动态交互式显示输出，并可添加为静态快照4.3 大规模数据可视化 ● 多种分析仪器的海量数据及复杂统计图表的高质量可视化渲染 ● 2D/3D色谱和质谱图，支持层叠、镜像、布尔、导数，及剪裁等方式 ● 统计图表包括2D/3D散点图、聚类图、直方图、等高线图等十余种4.4 数据快照与原始数据视图 ● 数据快照功能支持图表排版、出版级质量的图表编辑生成 ● 最大4x4布局的快照显示，支持快照存取和后期编辑处理 ● 所有图形及表格均可输出到Word、Excel、PowerPoint等软件 ● 原始数据视图提供样品原始数据和输出结果的检索与再分析 ● 所有类型的数据均可输出到任何第3方分析软件做继续处理4.5 多国语言与数据库支持 ● 用户界面、结果输出及分析报告均支持中、英等语言动态切换 ● 支持自定义解决方案数据库，提供数据加密、分类及检索功能4.6 软件支持信息 ● 300页彩色铜版纸产品手册、安装手册及化学计量学白皮书 ● 不同仪器类型及分析化学分支领域的解决方案参考示例文档 ● 软件可运行于Windows XP/Vista/7/8/10操作系统，部署升级方便科迈恩（北京）科技有限公司

简介 《各国药用辅料标准对比手册》（数字版）1.0版由国家药典委员会主编，科迈恩（北京）科技有限公司开发，中国医药科技出版社面向国内外发行（ISBN 978-7-89980-613-5）。作为信息化时代的国家药品标准的实现形式和集大成者，《各国药用辅料标准对比手册》（数字版）作为全数字化中英文对照出版物，旨在为海内外广大用户系统使用及研究世界各主要国家药典所收载的药用辅料标准提供数字化支撑平台。各国药用辅料标准对比手册各国药用辅料标准对比系统 《各国药用辅料标准对比手册》（数字版）软件是专为国家药品标准所开发的专业综合数据服务平台，其由数字药品标准阅读系统、药品标准对比系统、药品标准查询系统，以及国家药品标准结构化数据库系统等4部分组成。软件的整体图形用户界面设计美观大方、功能丰富、操作简便，支持面向海内外的广大药品行业用户的数字药品标准阅读、智能对比、查询等丰富功能。 药品标准正文浏览窗口依托自主知识产权的国家药品标准数字引擎，实现了对国家药品标准的浏览、中英文对比、多国药典收载品种智能对比、检索、本地化语言，以及各类图谱数据显示等综合阅读功能。在与药典印刷版保持内容与排版高度统一、美观大方的基础上，药品标准数字引擎为用户提供更好的交互式阅读体验，并为专业用户全面、深入地掌握及使用国家药品标准提供技术支撑平台。 该药品标准比对系统的主要功能包括但不仅限于： ● 药品标准的智能对比； ● 药品标准的摘要对比 ● 药典中英文版本切换 ● 自定义药典对比 ● 自定义品种对比 ● 各国辅料标准统计功能，等各国药典药用辅料标准对比系统界面数据库检索软件提供对数据库所收载的品种的高级检索服务，并提供关键词智能提示功能。 ● 检索范围 选项包括全部药典、中国药 2010年版、中国药典2015年版、美国药典第38版、欧洲药典8.5版，以及日本药局方第16版等。 ● 检索类别 选项包括品种中文名、英文名和CAS号等。 ● 关键词 关键词的智能输入功能将对您输入的关键词进行辅助提示。 ● 搜索结果 搜索结果将以列表的显示进行摘要显示。单击任意品种的超链接，则可显示对应的品种正文。 数据库检索功能示例用户界面功能介绍 软件的图形用户界面由各论显示窗口、目录窗口、检索窗口、“药用辅料标准”工具栏、“高级对比”工具栏、“检索”工具栏、“用户设置”工具栏、“书签”工具栏等8部分组成。 用户可通过“用户设置”工具栏中所提供的选项，对软件及数据呈现方式进行自定义设定。 ● 选择用户界面语言 ● 更改品种索引方式 ● 设置目录显示级别 ● 软件介绍及版权说明 ● 软件在线更新功能简介 ● 自定义书签的设置 ● 介绍及功能演示视频软件自动在线更新功能各国药用辅料标准比对（简化版）比对演示视频各国药用辅料标准对比手册收载品种统计科迈恩（北京）科技有限公司

仪器简介：法国Alliance公司隶属法国YDI集团，是专业生产高精度分析检测仪器的公司。Smartchem全自动化学分析仪又叫离散式化学分析仪或间断式化学分析仪。是离子分析领域的新突破，国际先进技术，测量全过程由电脑控制，自动化程度高，操作过程简易。其检测分析结果精确可靠，符合ISO、 AOAC、BATF、USEPA、AFNOR、COFRAC等国际认证标准，广泛应用于水质监测(包含海水，生活污水，工业废水，地下水，河水，饮用水等)、食品分析、酒类分析、土壤溶液等领域，是目前世界上最新一代最先进的全自动化学分析仪。 Smartchem是市场上唯一能将微流与宏流结合起来在同一台仪器上使用的全自动间断分析仪，其检测分析结果精确可靠。SmartChem 获得2002年度匹兹堡分析化学和光谱应用会议提名。 SmartChem 140获得 2005年度匹兹堡分析化学和光谱应用会议提名。 应用领域与检测项目： 水质监测：酸度、碱度、氨氮、化学需氧量 (COD)、氯化物、氯、铬、氰化物、氟化物、 硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发酚、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、总凯氏氮、总凯氏磷、 铝、铁、锰、尿素 土壤&植物分析：氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、总氮、总磷、氯化物、硼、钙、 镁、赖氨酸、尿素 饲料&肥料分析：氨氮或蛋白质、钙、磷酸盐、总氮、总磷、尿素 烟草分析：氨氮、氯化物、尼古丁、硝酸盐、磷酸盐、烟中氰化物和甲醛 酒类分析：葡萄糖、果糖、蔗糖、苹果酸、tartric acid、醋酸、葡(萄)糖酸、铁、铜、总酸 度、pH、总二氧化硫、游离二氧化硫、PANOPA、氨氮技术参数：技术指标： 分析类型：终点检测，定时检测，差分检测，双色检测和动力学检测 在线试剂：2个架子提供16个试剂位，其中 ：1个架子带10个试剂位，另1个架子带6个试剂位和10个标样位 2个专用稀释剂位(其他试剂位也可作为稀释位，spike溶液位和质控标样位) 连续样品载入：5个样品架，用于连续载入样品(每个样品架126个样品位) 测量速度：200个样品/hr 样品反应温度：37.2℃，精度：0.1℃ 读数系统：在相同光学质量的比色杯中直接光度计测量 最小反应体积：300ul1、光学检测器： 光谱范围：420nm-880nm， 双光束数字检测器： 光源：6V/10W卤素灯 光程：10nm 线性范围：0.001-2.500Abs 分辨率：0.0001 Abs 扩大吸收量程到2.500AUFS，减少样品超量程的再分析. 2、滤光轮： 9个光学滤光片和1个黑色盲点滤光片 3、测试输入模式： 可选模式，图解模式，批处理模式，紧急处理模式 4、试剂与样品位： 2个贮液架多达16个试剂位，其中10个冷藏试剂位，6个常温试剂位，10个标样位和2个稀释剂位 5个样品架，可用于样品分批连续放置，一次可放126个样品 5、进样系统 1个机械臂提供全部进样操作：计算机可以控制高精度微量移液器，移液体积为3 - 450 &mu L，每次取样后可以自动清洗和自动干燥，同刻度传感取样针，保持2mm深度，试剂量太少时内置的传感器可以发出警报。样品量控制在：3.0ul-300ul 试剂量控制在：3.0ul-300ul 6、稀释器：不使用传统的注射器稀释，稀释可达100倍 7、反应盘：60个环行可半重复利用的比色杯盘，自动比色杯清洗，连续电脑控制比色杯质量 加热温度：37℃，精确控制温度在± 0.1℃ 8、硝酸盐-亚硝酸盐模块： SmartChem仪器方法完全遵循US EPA 方法#353.2 9、运行环境： 电力要求：90-250VAC，47/63Hz，300W 水消耗：2ml/测试 环境温度：18℃-30℃ 相对湿度：20%-85% 10、分析模块： 高：42 cm 宽：65cm 长：100cm 重：65kg 11、软件 Windows操作系统兼容，分析软件强大 软件中有预置的分析方法 样品和标样的自动稀释设置 对超过测定量程的样品进行再次稀释后测定 标样可手动配制或是提供一个原始标样进行自动配制 通过质量控制样做出质量控制图谱12、分析参数 波长(nm) 硫酸盐 420 尿素 420 硼 420 氯化物 480 苯酚 510 硝酸盐氮 520或550 亚硝酸盐氮 550 碱度 550 氰化物 570 氨氮 630 COD 630 总凯氏氮 660 总磷 660 钙 660 磷酸盐 880 或 波长(nm) 分析参数 420 硫酸盐、尿素、硼 480 氯化物 510 苯酚 520 硝酸盐氮 550 硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、碱度 570 氰化物 630 氨氮、COD 660 总凯氏氮、总磷、总磷 880 磷酸盐主要特点：多参数同时测量：Smartchem可以同时测量多种参数。传统的流动分析技术，对于不同的参数测量需要增加额外的通道，有几个参数就要有几个通道，或者更换不同的模块。而Smartchem打破了通道限制，只需要一台主机就可以解决多参数测量问题，节约了成本。含9个光学过滤器和1个盲点过滤器。光谱范围：340nm～880nm，一次进样，可立刻得到全部测量参数。 消耗量少，节约成本，减少污染：电脑控制的微量吸移管精确控制液体剂量（微升级别），测量速度快，消耗试剂量和样品量极低，有害废液少，节约成本，保护环境。 样品无交叉污染，实现了真正的高精度： Smartchem的各种样品和试剂都是独立存放，独立取用的，整个反应在单个比色杯中完成，无共用部分。与传统的流动分析仪所有的样品都是从同一个通道进入，仅仅用水柱或气泡隔离，这样都会不可避免地形成样品之间的交叉污染，影响测量的准确性。因此Smartchem完全避免上述缺陷，每次取液以后取样针自动严格清洗，防止交叉和携带污染，提高了测量的精度。 全自动化测量：自动方法切换、自制标准曲线、系统可对样品进行预稀释和超过量程再稀释，无需选择稀释器。自动清洗工作站可对比色杯自动清洗，且对比色杯进行质控测试，保证比色杯清洁，如果测量不通过，可以跳过不洁的比色杯。因此，真正实现操作完全自动化，无人值守。 多种测量方法，可以随意增加：仪器可以内置上百种测量方法，也可以自行编程设定。能够执行与手工或SFA/FIA分析技术相同的湿化学分析方法，与USEPA、ASTM、AOAC、DIN和ISO等方法兼容。 硝酸盐-亚硝酸盐专用模块（选配）：对于硝酸盐-亚硝酸盐的分析，应用美国EPA权威分析方法-镉柱还原法（US EPA 353.2），往复式蠕动泵促使湍流，充分反应，尽可能使硝酸根离子与镉接触，镉模块可随时现场更换。 测量速度快：由于采用微量分析方法，SmartChem实现了格外短的分析时间，明显提高了湿化学分析方法的样品分析速度。在测量过程中无须中止分析，即可进行样品架更换，实现连续测量。 先进的光学比色计：采用高精度、双光束数字检测器，扩展的吸光值线性范围达到2.500AUFS，减少样品超量程的再分析。多种检测模式：终点检测，定时检测，差分检测，双色检测和动力学检测。 操作简单，图形显示，一目了然：采用可视化的操作，模拟仪器界面设置参数清晰可见，减少了人为出错的可能性。