miun.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
An objective comparison of pre-processing methods for enhancement of liquid chromatography-mass spectrometry data
Mid Sweden University, Faculty of Science, Technology and Media, Department of Natural Sciences.
Show others and affiliations
Responsible organisation
2007 (English)In: Journal of Chromatography A, ISSN 0021-9673, E-ISSN 1873-3778, Vol. 1172, no 2, 135-150 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Four data pre-processing methods have been applied with different settings to data sets obtained from the analysis of a pharmaceutical drug and its degradation products by liquid chromatography�mass spectrometry (LC�MS). The methods compared were the frequently used component detection algorithm (CODA) and three kinds of digital filters�matched filtration (MF), Gaussian second derivative (GSD) and Savitzky�Golay. The aim was to evaluate the performance and robustness of these methods for extracted ion chromatogram (XIC), total ion chromatogram (TIC) and base peak chromatogram (BPC) in the presence of different types of noise. In accordance with theory, the best improvements in signal-to-noise ratio (S/N) of the XICs were obtained with MF under the ideal case with random white noise. However, when highly coloured noise was present, it was found that no improvements in XIC S/N could be obtained with any of the pre-processing methods studied. GSD and CODA did, however, improve the S/N for both TIC and BPC. GSD and CODA also significantly reduced the background in the spectral domain, thereby facilitating the interpretation of the mass spectra. Another advantage associated with CODA and to some extent also with GSD is their data reduction ability.

Place, publisher, year, edition, pages
2007. Vol. 1172, no 2, 135-150 p.
Keyword [en]
Filter, Liquid chromatography, Mass spectrometry, Chemometrics, Noise
National Category
Chemical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:miun:diva-4516DOI: 10.1016/j.chroma.2007.09.077ISI: 000251335300006Scopus ID: 2-s2.0-35748969574Local ID: 5568OAI: oai:DiVA.org:miun-4516DiVA: diva2:29548
Available from: 2008-09-30 Created: 2008-09-30 Last updated: 2016-09-26Bibliographically approved
In thesis
1. Efficient algorithms for highly automated evaluation of liquid chromatography - mass spectrometry data
Open this publication in new window or tab >>Efficient algorithms for highly automated evaluation of liquid chromatography - mass spectrometry data
2010 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC‐MS) has due to its superiorresolving capabilities become one of the most common analytical instruments fordetermining the constituents in an unknown sample. Each type of sample requires a specificset‐up of the instrument parameters, a procedure referred to as method development.During the requisite experiments, a huge amount of data is acquired which often need to bescrutinised in several different ways. This thesis elucidates data processing methods forhandling this type of data in an automated fashion.The properties of different commonly used digital filters were compared for LC‐MS datade‐noising, of which one was later selected as an essential data processing step during adeveloped peak detection step. Reconstructed data was further discriminated into clusterswith equal retention times into components by an adopted method. This enabled anunsupervised and accurate comparison and matching routine by which components fromthe same sample could be tracked during different chromatographic conditions.The results show that the characteristics of the noise have an impact on the performanceof the tested digital filters. Peak detection with the proposed method was robust to thetested noise and baseline variations but functioned optimally when the analytical peaks hada frequency band different from the uninformative parts of the signal. The algorithm couldeasily be tuned to handle adjacent peaks with lower resolution. It was possible to assignpeaks into components without typical rotational and intensity ambiguities associated tocommon curve resolution methods, which are an alternative approach. The underlyingfunctions for matching components between different experiments yielded satisfactoryresults. The methods have been tested on various experimental data with a high successrate.

Abstract [sv]

De analysinstrument som används för att ta reda på vad ett prov innehåller(och till vilken mängd) måste vanligtvis ställas in för det specifika fallet, för attfungera optimalt. Det finns ofta en mängd olika variabler att undersöka som harmer eller mindre inverkan på resultatet och när provet är okänt kan man oftast inteförutspå de optimala inställningarna i förtid.En vätskekromatograf med en masspektrometer som detektor är ett sådantinstrument som är utvecklat för att separera och identifiera organiska ämnen lösta ivätska. Med detta mycket potenta system kan man ofta med rätt inställningar delaupp de ingående ämnena i provet var för sig och samtidigt erhålla mått som kanrelateras till dess massa och mängd. Detta system används flitigt av analytiskalaboratorer inom bl.a. läkemedelsindustrin för att undersöka stabilitet och renhethos potentiella läkemedel. För att optimera instrumentet för det okända provetkrävs dock att en hel del försök utförs där inställningarna varieras. Syftet är attmed en mindre mängd designade försök bygga en modell som klarar av att peka åtvilket håll de optimala inställningarna finns. Data som genereras från instrumentetför denna typ av applikation är i matrisform då instrumentet scannar och spararintensiteten av ett intervall av massor varje tidpunkt en mätning sker. Om enanalyt når detektorn vid aktuell tidpunkt återges det som en eller flera överlagdanormalfördelade toppar som ett specifikt mönster på en annars oregelbundenbakgrundssignal. Förutom att alla topparna i det färdiga datasetet helst ska varavälseparerade och ha den rätta formen, så ska tiden analysen pågår vara så kortsom möjlig. Det är ändå inte ovanligt att ett färdigt dataset består av tiotalsmiljoner uppmätta intensiteter och att det kan krävas runt 10 försök med olikabetingelser för att åstadkomma ett godtagbart resultat.Dataseten kan dock till mycket stor del innehålla brus och andra störandesignaler vilket gör de extra krångligt att tolka och utvärdera. Eftersom man ävenofta får att komponenterna byter plats i ett dataset när betingelserna ändras kan enmanuell utvärdering ta mycket lång tid.Syftet med denna avhandling har varit att hitta metoder som kan vara till nyttaför den som snabbt och automatiskt behöver jämföra dataset analyserade medolika kromatografiska betingelser, men med samma prov. Det slutgiltiga målet harfrämst varit att identifiera hur olika komponenter i provet har rört sig mellan deolika dataseten, men de steg som ingår kan även nyttjas till andra applikationer.

Place, publisher, year, edition, pages
Sundsvall: Mittuniversitetet, 2010
Series
Mid Sweden University doctoral thesis, ISSN 1652-893X ; 98
Keyword
Digital filtering, Liquid chromatography, Mass spectrometry, Method
National Category
Chemical Sciences
Identifiers
urn:nbn:se:miun:diva-12991 (URN)978-91-86694-03-6 (ISBN)
Public defence
2010-12-03, L111, Mittuniversitetet, Sundsvall, Sundsvall, 10:15
Supervisors
Available from: 2011-01-14 Created: 2011-01-14 Last updated: 2011-01-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Other links

Publisher's full textScopus

Search in DiVA

By author/editor
Fredriksson, MattiasBylund, Dan
By organisation
Department of Natural Sciences
In the same journal
Journal of Chromatography A
Chemical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

Altmetric score

Total: 135 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf