LabSolutions LCGC - Características

Uma questão que tornou-se desafiadora foi o tempo necessário para analisar grandes quantidades de dados obtidos a partir de análises cada vez mais rápidas e de análises multicomponente simultâneas, sendo estas cada vez mais predominante nos últimos anos. Além disso, o fortalecimento das regulamentações, associadas à integridade dos dados, deu origem a demandas por métodos manuais simplificados e automatizados para integrar áreas de picos problemáticos do cromatograma. Aqui, nós apresentamos um novo algoritmo de integração de pico para o LabSolutions, i-PeakFinder, o qual foi desenvolvido para resolver esses problemas. i-PeakFinder é uma função de integração totalmente automatizada que pode detectar picos com altos níveis de precisão sem exigir ajustes de parâmetros especiais. Além disso, esse algoritmo possui parâmetros ajustáveis que permitem que a função de integração seja aplicada a uma ampla gama de padrões de cromatogramas complexos. Esses parâmetros ajustáveis também permitem a produção de resultados de integração de picos altamente precisos de grandes quantidades de dados, mesmo para um batch de análises. 

Detecção Altamente Precisa de Picos com Ombros (Shoulder Peaks)

i-PeakFinder pode detectar de forma precisa picos com ombros. Nos casos em que a integração manual dos picos é necessária para distinguir e detectar o pico do ombro e o pico principal, através da utilização dos métodos tradicionais de integração de pico, o i-PeakFinder pode, automaticamente, detectar os picos com ombros, enquanto mantém a sensibilidade de detecção dos picos consistente em todo o cromatograma. No geral, é difícil detectar de forma automática picos de ombros consideravelmente pequenos, como apresentado na Fig. 2; no entanto, i-PeakFinder pode detectar automaticamente até mesmo esses picos, com base na avaliação do limiar (threshold).

Ajuste Simples do Processamento da Linha de Base do Pico

A detecção precisa dos picos de impurezas é essencial para o controle de qualidade farmacêutica e outras aplicações. Os picos de impurezas são, geralmente, fundidos na base de um pico principal e os resultados quantitativos obtidos a partir da normalização de área podem variar dependendo do método utilizado para processamento da linha de base do pico. O método utilizado difere com base nas amostras e nos objetivos da análise. Com os métodos tradicionais, a execução de um tipo específico de processamento da linha de base do pico requer que o usuário inlcua programação de tempo ou realize a integração do pico manualmente.

No entanto, i-PeakFinder possui parâmetros ajustáveis nas suas configurações básicas para processar um tipo específico de processamento da linha de base do pico, permitindo ao usuário implementar, facilmente, o tipo de linha de base do pico ideal para cada situação. A Fig. 3 apresenta uma lista de tipos de linha de base do pico na janela de configurações, a Fig. 4 mostra o resultado a configuração do tipo de linha de base do pico de uma impureza, o qual é fundido na base de um pico principal, e a Tabela 1 reúne os resultados quantitativos obtidos através da normalização de área com diferentes configurações de tipos de linha de base. O processamento da linha de base apropriado para uma situação individual pode ser realizado alterando-se alguns parâmetros básicos. 

Parâmetros Básicos de Detecção de Pico

Os parâmetros básicos que permitem aos usuários ajustar as condições de detecção de pico são o tipo de linha de base mencionado acima, o threshold de detecção do pico e a faixa de integração do pico. Utilizando o parâmetro de threshold de detecção, os picos abaixo de determinado threshold não são detectados com base no nível de ruído estimado, calculado através de um algoritmo de propriedade da Shimadzu. Diminuir o valor de threshold é possível detectar picos menores. O intervalo de integração de pico especifica o intervalo de tempo durante o qual os picos serão detectados. A Fig. 6 mostra os diferentes resultados obtidos pela alteração do threshould de detecção do pico a partir da configuração padrão de 5 para 2.000. Esses controles intuitivos permitem ao usuário detectar ou não pequenos picos com um simples ajuste. A Fig. 7 mostra um exemplo de ajuste do intervalo de integração de pico. Sem ajustar o intervalo de integração de pico, todos os picos caem dentro do intervalo e a linha de base é afetada por picos negativos. Definir o intervalo de integração de pico para excluir picos negativos permite que o usuário configure uma linha de base apropriada.

Configuração Detalhada de Detecção de Pico

Para cromatogramas complexos, os ajustes do threshould, intervalo de integração e tipo de linha de base de pico podem não ser suficientes para obter os resultados de integração desejados. O i-PeakFinder é compatível com uma ampla variedade de cromatogramas e permite ao usuário configurar condições de detecção de pico mais detalhadas. Algumas dessas configurações detalhadas são descritas abaixo:

(1) Para Detectar Picos Não Afetados Por Ruído [Meia Largura Mínima]

Smoothing is sometimes performed on chromatograms obtained via LCMS. If the noise frequency is close to the peak frequency, then it becomes difficult to determine peaks automatically and single peaks may be recognized as multiple peaks. In this situation, configuring the minimum half width setting ignores noise smaller than that value and ensures that peaks with a FWHM value above the set minimum value are detected among the peaks with a wide wave profile due to smoothing. Fig. 8 shows the difference made by increasing the minimum FWHM value. This feature is useful when noise can be observed in a peak.

Algumas vezes é necessário realizar o Smoothing de picos obtidos em análise de LCMS. Caso a frequência do ruído estiver próxima da frequência de pico, torna-se difícil determinar picos automaticamente e um sinal de um único pico pode ser reconhecido como picos múltiplos. Nessa situação, selecionar a configuração de meia largura mínima (FWHM) ignora o ruído menor que esse valor indicado e garante que os picos com um valor FWHM acima do valor mínimo definido sejam detectados além dos picos com um perfil mais constante devido à utilização do Smoothing. A Fig. 8 mostra a diferença feita pelo aumento do valor mínimo de FWHM. Esse recurso é útil quando o pico apresentar ruído.

(2) Para Garantir a Precisão e a Linearidade da Área de Pico [Altura da Linha de Base do Pico]

Com picos com cauda e cromatogramas com uma linha de base ruidosa, os pontos iniciais e finais do pico podem variar dependendo dos dados, o que pode reduzir a precisão da área. Ao usar a configuração de altura da linha de base do pico, os pontos iniciais e finais do pico são reconhecidos como o produto de um valor inserido para a altura da linha de base do pico e a intensidade do ruído é calculada usando um algoritmo. Consequentemente, quanto maior for o valor da altura da linha de base do pico, mais alta será posicionada a linha de integração do pico.

Usando essa configuração é possível obter boa reprodutibilidade na determinação dos pontos iniciais e finais da linha de base do pico. A Fig. 9 mostra um exemplo de configuração da altura da linha de base do pico em que a integração dos picos posteriores é ajustado especificando a altura da linha de base do pico.
 

(3) To Avoid Recognizing Long-Period Undulations as Peaks [Maximum Half Width] Para Evitar o Reconhecimento de Ondulações de Longo Período Como Picos [Meia Largura Máxima]

A meia largura máxima, que é o oposto da meia largura mínima, é um parâmetro que pode ser especificado para ignorar picos maiores como ondulações da linha de base. Por exemplo, a Fig. 10 mostra o desvio da linha de base aparecendo com um grande desvio (drift) que pode ser reconhecida como um pico. A integração dessa ondulação pode ser removida especificando um FWHM máximo.

(4) Para Unificar Picos com Coeluição em Um Único Pico [Unificar Picos por Largura de Separação]

A configuração de meia largura mínima é usada para evitar o reconhecimento equivocado de ruído como picos, enquanto os picos coeluindo ao configurar fator de separação são usados ​​para combinar picos como um único pico. A Fig. 11 mostra três picos coeluidos. Com essa configuração integrará os dois picos laterais junto com o pico maior. Observe que essa configuração só é efetiva para intervalos de linha de base contendo picos coeluidos.
 

(5) Para Decidir se Deve Reconhecer Ombros de Picos [Unificar Picos por Proporção do Ombro]

Quando as impurezas coeluem com picos, como um ombro no pico do ativo principal, o método tradicional de integração de pico exigia uma programação de tempo ou a integração manual do pico para integrar separadamente o ombro do pico. O i-PeakFinder permite a detecção fácil de ombro de picos e também permite que o usuário decida se reconhece (ou não) picos de impureza com base em uma razão de threshould  da altura do pico principal em relação a altura tangencial do ombrom do pico. A Fig. 12 mostra um exemplo de detecção do ombro do pico implementada sem programação de tempo ou integração de pico manual e um exemplo de uso do valor limite para unificar o ombro do pico com o pico do ativo principal. A configuração de um valor limite também pode ser usada como condição para decidir se os picos de impurezas devem ser reconhecidos ou não.