نمونهبرداری و شیمیسنجی
نمونهبرداری و شیمیسنجی به چگونگی بهدست آوردن و آمادهسازی نمونههای معرف و نیز کالیبراسیون، اعتبارسنجی و تفسیر آماری دادههای تحلیلی میپردازد.
Definition
نمونهبرداری و شیمیسنجی شاخهای از شیمی تجزیه است که به بهدست آوردن نمونههای معرف، آمادهسازی آنها، و بهکارگیری روشهای آماری و ریاضی برای کالیبره کردن، اعتبارسنجی و تفسیر اندازهگیریهای شیمیایی میپردازد.
Scope
این حوزه بخشهایی از فرآیند تحلیلی را پوشش میدهد که پیرامون خود اندازهگیری قرار دارند: بهدست آوردن یک نمونه معرف و آمادهسازی آن برای تجزیه و تحلیل، کالیبره کردن ابزارها و اعتبارسنجی روشها، و پردازش آماری و شیمیسنجی دادههای حاصل. این حوزه به خطای نمونهبرداری، آمادهسازی و استخراج نمونه، معیارهای شایستگی یک روش، راهبردهای کالیبراسیون و افزودن استاندارد، خطا و عدم قطعیت، و تحلیل دادههای چندمتغیره میپردازد.
Sub-topics
Core questions
- چگونه یک نمونه معرف بهدست میآید و نمونهبرداری چگونه به خطای کلی کمک میکند؟
- ابزارها چگونه کالیبره میشوند و روشها برای دقت و قابلیت اطمینان چگونه اعتبارسنجی میشوند؟
- خطاهای تصادفی و سیستماتیک و عدم قطعیت اندازهگیری چگونه کمیسازی میشوند؟
- روشهای چندمتغیره و شیمیسنجی چگونه اطلاعات را از دادههای پیچیده استخراج میکنند؟
Key theories
- خطا، کالیبراسیون، و معیارهای شایستگی
- نتایج تحلیلی دارای خطاهای تصادفی و سیستماتیک هستند که به صورت آماری مشخص میشوند؛ کالیبراسیون پاسخ ابزار را به غلظت مرتبط میکند، و معیارهای شایستگی مانند دقت، صحت، حساسیت، حد تشخیص، و دامنه خطی عملکرد یک روش را تعریف کرده و زیربنای اعتبارسنجی آن را تشکیل میدهند.
- شیمیسنجی چندمتغیره
- روشهای شیمیسنجی مانند تحلیل مؤلفههای اصلی و کالیبراسیون چندمتغیره، اطلاعات شیمیایی را از بسیاری از اندازهگیریهای همزمان استخراج میکنند، طیفها یا سایر دادههای با ابعاد بالا را مدلسازی میکنند تا نمونهها را طبقهبندی کرده و غلظتها را فراتر از آنچه اندازهگیریهای منفرد اجازه میدهند، پیشبینی کنند.
Mechanisms
یک نتیجه تحلیلی قابل اعتماد مستلزم آن است که کل فرآیند کنترل شود، نه فقط خوانش ابزار. یک نمونه معرف با استفاده از یک برنامه نمونهبرداری صحیح گرفته میشود، سپس آمادهسازی میشود—حل، استخراج یا پاکسازی—به شکلی که روش بتواند آن را اندازهگیری کند. ابزار کالیبره میشود، اغلب با استانداردهای خارجی یا افزودنیهای استاندارد، و روش در برابر معیارهای شایستگی اعتبارسنجی میشود. پردازش آماری خطای تصادفی و عدم قطعیت را کمیسازی میکند و سوگیری را آزمایش میکند، در حالی که مدلهای شیمیسنجی دادههای چندمتغیره را تفسیر میکنند.
Clinical relevance
این اصول کیفیت دادهها را در تمام جنبههای عملکرد تحلیلی کنترل میکنند: کنترل کیفیت آزمایشگاه بالینی و اعتبارسنجی روش، پایش محیطی که در آن نمونهبرداری میتواند بر عدم قطعیت غالب باشد، اعتبارسنجی نظارتی و دارویی، و تفسیر شیمیسنجی دادههای طیفسنجی و کروماتوگرافی در بسیاری از زمینهها.
History
پردازش آماری دادههای تحلیلی با توسعه گستردهتر آمار و کنترل کیفیت در قرن بیستم رشد کرد. شیمیسنجی به عنوان یک رشته متمایز در دهه 1970 ظهور کرد، با ابداع این اصطلاح توسط سوانته وولد و بروس کووالسکی در میان بنیانگذاران آن، زیرا محاسبات ارزانقیمت تحلیل چندمتغیره دادههای ابزاری را عملی ساخت.
Key figures
- Svante Wold
- Bruce Kowalski
- W. Edwards Deming
Related topics
Seminal works
- miller2018
- skoog2014fac
- harris2020
Frequently asked questions
- چرا نمونهبرداری بخشی از تجزیه و تحلیل محسوب میشود؟
- یک اندازهگیری تنها به اندازه نمونهای که بر روی آن انجام میشود خوب است؛ اگر نمونه معرف کل ماده نباشد، حتی یک اندازهگیری کامل نیز نتیجهای گمراهکننده میدهد، بنابراین خطای نمونهبرداری اغلب بر عدم قطعیت کلی غالب است.
- شیمیسنجی چیست؟
- شیمیسنجی استفاده از روشهای آماری و ریاضی برای طراحی آزمایشها و استخراج اطلاعات شیمیایی از دادهها است، به ویژه روشهای چندمتغیره که بسیاری از اندازهگیریها را به طور همزمان، مانند طیفهای کامل، تفسیر میکنند تا نمونهها را طبقهبندی کرده یا غلظتها را پیشبینی کنند.