Chemometrics and Spectroscopy News Weekly #15, 2014

Chemometrics and Spectroscopy News Weekly #15, 2014

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Chemometrie und Spektroskopie Neuigkeiten Wöchentlich #15, 2014

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Chemometrics

Determination of chondroitin sulfate in tablet by Raman spectroscopy & NIR & chemometrics LINK A tutorial paper on Principal Component Analysis – | chemometrics LINK Online updating of NIR models …is proposed in new Chemolab article LINK How to maintain calibration models? A trial to reduce cost : recent paper by Du et al.. LINK A Tutorial on Principal Component Analysis. | Chemometrics PCA LINK Regression modeling & quality prediction for multiphase batch processes with analysis … LINK

Near Infrared

Determination of biochemical parameters in human serum by near-infrared spectroscopy LINK Princeton Instruments NIRvana 640ST for scientific imaging applications in SWIR 900-1700nm LINK Robustness considerations and effects of moisture variations on near infrared method … LINK In a search for altitude sickness remedies, scientists studied mountain climbers’ brains using NIR spectroscopy. http:/… LINK TI NIR DLP晶片組與NIRscan評估模組支援光譜分析 – 在2014年匹茲堡分析化學及實驗展上(Pittcon2014),德州儀器(TI)推出首款為支援近紅外線(NIR) LINK

Infrared

Mid IR Sensors: Market Shares, Strategies, and Forecasts to 2019 – non-destructive testing LINK

Raman

Drug monitoring in IV tubing using Raman spectroscopy LINK

Hyperspectral

Drones: huge potential for European economy. European Commission – |/  LINK Hyperspectral data acquisition management tools! LINK

Spectral Imaging

Microsoft : Submit Patent Application, “High Resolution Multispectral Image Capture” |/ $MSFT LINK

Spectroscopy

Vibrational spectroscopy opens up new ways to diagnose chronic diseases LINK James Webb’s near-IR spectrometer slotted into place: | NASA LINK

Research

Deutsche Analysen-, Bio- & Labortechnik mit positiven Erwartungen für 2014 | Prozessanalytik LINK

Equipment

Raman Spectrometers : handheld, portable, process control instruments LINK New post: Affordable NIR spectrometers for lab or field applications LINK Optical UV/Vis/NIR Immersion Probes for Online Analytical Analysis LINK MiniRam III Raman Spectrometer from Pacer International: for mobile applications LINK

Future

News: Senomyx Enters Into Research Agreement With PepsiCo To Identify New Salt Flavor Modifiers LINK

Agriculture

Introducing the new eBee Ag – our latest automated mini drone specifically for agriculture => | http://… LINK Spectral imaging satellites monitor global vegetation health LINK A6: Check out the FDA Pinterest page for infographics covering food labels, cholesterol & more |/ … NPHWchLINK Investment in agri innovation is key to coping with a climate-induced food crisis: | via … LINK Des drones au salon de l’Agriculture pour la première fois! | agriculture |/… LINK

Food & Feed

Analysentechnik-Verband hegt positive Erwartungen für 2014 – Pharma + Food online LINK

Petro

Energy Dispersive Spectroscopy, new free e-book Microscopy & Analysis LINK

Medicinal

Raman spectroscopy non-invasive probe, Aura : superior sensitivity/specificity – skin cancer |:-a-versatile-technology-209197 LINK

Other

North American molecular spectroscopy market dominates the US$4.3Bn global market in 2013 LINK Analytical Methods – USP’s Future Expectations: LINK Key Technology Showcases Digital Sorting and Specialized Conveying at Interpack | KTEC Interpack2014LINK

Chemometrics and Spectroscopy News Weekly #14, 2014Chemometrie und Spektroskopie Neuigkeiten Wöchentlich #14, 2014

Chemometrics and Spectroscopy News Weekly #14, 2014

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Chemometrie und Spektroskopie Neuigkeiten Wöchentlich #14, 2014

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Chemometrics

Molecular Spectroscopy Market worth $5.9 Billion by 2018 | NIRS Spectroscopy Chemometrics LINK Quantitative Interpretation of Mineral Hyperspectral Images Based on PCA and ICA Methods LINK

Near Infrared

FT-NIR Spectrometer Designed for Polyol Analysis - immediate OH value determination | NIRS LINK Introducing HTS 250 FT-NIR Autosampling System | NIRS LINK NIR Workshop Offers Beef Producers Another Way to Improve Feed Efficiency LINK On-Line Application of NIR Spectroscopy for Monitoring Water Levels in ppm in Distillation Process LINK Forscher kontrollieren Biomasseumwandlung mit NIR-Spektroskopie | pauto biomass control LINK

Spectral Imaging

Image Sensors: Novel sensors designs tackle multispectral applications LINK SPECTRAL IMAGING/CHEMICAL SENSING: Getting started with spectral imaging LINK

Spectroscopy

InGaAs SWIR Cameras Open New Opportunities LINK

Facts

3 Challenges to Overcome with MedTech Sensors | Anything else you would add to the list? LINK

Research

Analytica 2014 startet mit positiven Erwartungen - Spektroskopie, Imaging, Chemometrik LINK

Equipment

New Progeny Material ID Handheld Raman Analyser Unveiled LINK Pixel-shifting Spectrometer On Chip LINK Multi-function Spectrometer-on-chip With A Single Detector Array LINK Wavenumber-linearized Spectrometer On Chip In A Spectral-domain Optical Coherence Tomography LINK

Agriculture

Feed analysis determines energy value in screenings - calibration curve |/ NIRS nutrients LINK Project tackles growing pains of Europe´s grass producers | crops, wheat,maize, turf grass sod LINK

Food & Feed

A look at The Future of Food Safety Testing including the use of LIMS LINK The Role of Analytical Testing in Maintaining FoodSafety - chemometric data analysis LINK

Pharma

Brighter economic prospects set instrument industry on a path to stronger sales in 2014 LINK

Other

Insect Wings Could Yield Better Heat and Chemical Sensors LINK Multivariate Analysis of Tannin-Impregnated Wood Species Using Vibrational Spectroscopy LINK MHRA and push portable spectroscopy for instant fake detection LINK

Chemometrics and Spectroscopy News Weekly #13, 2014Chemometrie und Spektroskopie Neuigkeiten Wöchentlich #13, 2014

Chemometrics and Spectroscopy News Weekly #13, 2014

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Chemometrie und Spektroskopie Neuigkeiten Wöchentlich #13, 2014

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Chemometrics

NIRS calibration model Development for moisture content in multiple pharmaceutical products LINK Classification of Chamomile Flowers,Essential Oils & Commercial Products Using Chemometrics LINK

Near Infrared

- "Use of near infrared technology expands Greater use of near infrared technology c... |… LINK NIR Technology Improves Driver Assistance Systems - visual and near infrared (NIR) range LINK Use of near infrared technology expands | NIR NIRS calibrations ag agriculture feed LINK Networking system employing near infrared spectroscopy 4 sugarcane payment in Japan | sugarindex cane LINK Presents Applications of Biomedical Diagnosis, NIR SWIR Spectroscopy LINK

Infrared

Multispectral system in UV, VIS & IR for artwork study & conservation | museum LINK

Raman

Identifying beverages made from industrial alcohol,surface-enhanced Raman spectroscopy SERS LINK Detection of Denatonium Benzoate (Bitrex) Remnants in Noncommercial Alcoholic Beverages by Raman Spectroscopy http://t.… LINK Mystery of Renoir’s red solved with surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) LINK

Hyperspectral

Hyperspectral imaging & pattern recognition for categorization & authentication of red Meat LINK Linear Variable Filters for Fluorescence and Hyperspectral Imaging LINK Hyperspectral imaging helps staff learn about artists’ practices: | Museum paint LINK Casos de estudio Hiperespectral SWIR y VNIR | HSI Hyperspectral LIDAR LINK Hyperspectral imaging of Lake Geneva |/ remote sensing LINK

Spectral Imaging

Each dairy page scanned with 39-megapixel spectral imaging - revealed ... | forensics LINK

Spectroscopy

Conference: 2 Sep 2014 - International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy LINK Compact InGaAs Video Camera For SWIR Imaging LINK

Facts

Are you up on the latest advancements in molecular spectroscopy: instrumentation & applications? |… LINK

Agriculture

Natural remedies dosed with Viagra analogue - near-IR spectra compared against a database LINK NIR technology: Agriculture nutrient concentration in feed : protein fat fibre starch sugar LINK Better Yields in the Fields with Drones. Crops health indicator Chlorophyll with Spectral Imaging | plants HSI LINK

Laboratory

Seminar on Statistical Analysis for Product Development. Analytical method development QA/QC LINK Video:Standardizing food, pharma and environmental testing | bioanalytical Laboratory QC LINK Raman Spectroscopy of Automotive and Architectural Paints | Forensics LINK

Other

Maschinelles Lernen LINK

What are pre-developed NIR pre-calibrations?Was sind vorentwickelte NIR Vor-Kalibrierungen?

There are a lot of terms that means the same, pre-calibration or NIR starter calibration or pre-built calibration or pre-installed calibration orcalibration package or pre-developed calibrations or pre-calibrated NIR or global calibrations or nir global calibration package or factory calibrations or universal near-infrared (NIR) calibrations or local calibrations or ready-to-use NIR calibrations or off-the-shelf calibrations or factory-calibrated or pre calculated model or start-up calibrations or calibration equations or prefabricated nir calibrations or calibration library or mathematical model. That are Calibration models that are prepared and developed by a calibration specialist. They have collected a lot of samples over years and measured them with NIR and analyced it with reference methods. The NIR spectra are then calibrated against the reference values. This is called a NIR calibration or calibration model or sometimes calibration curve or calibration equation. Normally a precalibration is delivered as a file that is compatible to the used NIR analysis software. Such a calibration file does not contain the spectra nor the reference values.

So how can that work?

The only thing that is in the file is a description what it is for (e.g. protein in feed) and the chemometric model that is represented and stored as list of vectors and matrices. You can't visualize them, it's a black-box file. You have no insight of how the calibration is done, how are the settings, how is the prediction performance. You can not extend the calibration with your data to adjust it to your purpose or specialty. Most often the pre calibration files are protected, so you can use it only with a paid license to your software or even to your instrument serials number. These are some (not well known) limitations you will discover if you got one. But such starter calibrations are very useful to have a fast and easy start with a new NIR spectrometer. That's the main reason why pre-calibrations are available. The second reason is that a collection of spectra can be reused to build such pre calibrations.

Predicting the future?

Are very old spectra useful to predict the future? To adjust a calibration model with newly collected data, the calibrations grows and contains more and more redundancy. That means there are very similar spectra with the same concentration range. So which spectra can be removed to make the calibration better? You maybe never ask this because often you hear, that the more spectra you put into a model the better it will be. Why to remove some spectra?
  • reduce not needed redundancy
  • makes the calibration smaller and less complex
  • makes the calibration better fit to the current situation of now and the near future
  • remove long past seasonal data if you have natural products because nature is changing
  • and of course bad outliers should be removed

Custom NIR calibrations

Build your own calibrations that perfectly fit to your specific sample matrix of your products and your preferred raw materials from your local suppliers. Nature grows differently depending on the geographical region, by seasons and year by year. As you know that NIR-Spectroscopy is not an absolute method, then you have to think about to calibrate these current changing effects into your models. If you own the spectra and the reference values then your are able to build your own calibration models and re-calibrate them when needed. So you have the full control on Calibration updates (also known as moving models).

Conclusion

A NIR-instrument can only measure NIR spectra. So the usefulness of NIR comes in with calibrations. That is very important to know when buying such an instrument. For a fast start you can use pre-built calibrations. Good reliably calibrations are offered from third party to quite high prices that level is similar to a cheaper NIR-Instrument! To continue successfully it is highly recommended to develop your own customized calibration (multivariate calibration model) with your own data from your own products, especially with the use of natural resources. Therefore you need knowledge about chemometrics and multivariate analysis (MVA), spectroscopy and the software used to get the calibration optimized. It is worthwhile to create your own calibrations, because you can calibrate product characteristics that are not covered by the proposed pre-calibrations.Es gibt eine Menge von Begriffen, die das gleiche bedeuten, Vorkalibrierung oder NIR-Starter-Kalibrierung oder vorgefertigte Kalibrierung oder vorinstallierte Kalibrierung oder Kalibrierung Paket oder vorentwickelte Kalibrierungen oder NIR Vorkalibrierung oder globale Kalibrierungen oder NIR Global Kalibrations Paket oder lokale Kalibrierungen oder ready-to-use NIR-Kalibrierungen oder Werkskalibrierungen oder Starter Kalibrierung oder Kalibrierungen von der Stange oder werkseitig kalibriert oder vorberechnete Modelle oder Start-up-Kalibrierungen Kalibrierungsgleichungen oder vorgefertigte NIR-Kalibrierungen oder Kalibrierungs Bibliothek oder mathematisches Modell. Es sind Kalibrierungs Modelle, die bereitgestellt und entwickelt wurden von einem Kalibrierungs Spezialisten. Diese haben eine Menge von Proben über Jahre gesammelt und mit NIR vermessen und mit Referenzmethoden analysiert. Die NIR-Spektren werden dann gegen die Referenzwerte kalibriert. Dies nennt man eine NIR-Kalibrierung oder Eichungs-Modell oder manchmal Kalibrierkurve oder Kalibrierungsgleichung. Normalerweise wird eine Vorkalibrierung als Datei die kompatibel zur verwendeten NIR-Analyse-Software geliefert. Eine solche Kalibrierung Datei enthält weder die Spektren noch die Referenzwerte.

Also wie kann das funktionieren?

Das einzige was die Datei enthält ist eine Beschreibung, wozu es verwendet wird (z.B. Eiweiß in Futtermitteln) und das Chemometrische Modell, repräsentiert als gespeicherte Liste von Vektoren und Matrizen. Sie können diese nicht zu visualisieren, es ist eine Black-Box-Datei. Sie haben keinen Einblick, wie die Kalibrierung erfolgt ist, wie die Einstellungen sind, wie die Vorhersage Leistung ist. Sie können die Kalibrierung nicht mit Ihren Daten erweitern um sie Ihrem Produkt oder Spezialitäten anzupassen. Meistens sind die Pre-Kalibrierung Dateien geschützt, so können Sie es nur mit einer kostenpflichtigen Lizenz mit der Software Nutzen oder sogar auch nur auf einem bestimmen Instrument z.B. via Serien-Nummer. Dies sind einige (nicht so bekannte) Beschränkungen. Aber solche Starter-Kalibrierungen sind sehr nützlich, um einen schnellen und einfachen Start mit einem neuen NIR-Spektrometer zu haben. Das ist der Hauptgrund, warum Vor-Kalibrierungen zur Verfügung stehen. Der zweite Grund ist, weil eine Sammlung von Spektren wiederverwendet werden kann, um solche Vor-Kalibrierungen zu bauen.

Die Zukunft vorhersagen?

Sind sehr alte Spektren nützlich, die Zukunft vorherzusagen? Um ein Kalibrierungs Modell mit neu gesammelten Daten anzupassen, wächst die Kalibrierung und enthält immer mehr und mehr Redundanz. Das heisst, sie besteht aus sehr ähnlichen Spektren aus dem gleichen Konzentrationsbereich. Also welche Spektren können entfernt werden, um die Kalibrierung zu verbessern? Sie stellen sich diese Frage vielleicht nicht, weil Sie oft hören, dass je mehr Spektren in ein Modell aufgenommen werden, desto besser wird es sein. Warum einige Spektren entfernen?
  • Nicht benötigte Redundanzen
  • Macht die Kalibrierung kleiner und weniger komplex
  • Passt die Kalibrierung besser an die aktuelle jetzige Situation und der nahen Zukunft an
  • Entfernen von längst vergangenen Saison Daten bei natürlichen Produkten, weil die Natur sich verändert
  • Und natürlich schlechte Ausreißer entfernt werden sollten

Benutzerdefinierte NIR Kalibrierung

Bauen Sie Ihre eigenen Kalibrierungen die perfekt angepasst sind an die spezielle Probenmatrix Ihrer Produkte und die von Ihnen bevorzugten Rohstoffe von Ihren lokalen Zulieferern. Die Natur wächst unterschiedlich, je nach geographischer Region, durch die Jahreszeiten und von Jahr zu Jahr. Wie Sie wissen, ist NIR-Spektroskopie keine absolute Methode, darum muss man darüber nachdenken, diese aktuellen wechselnden Effekte in Ihre Modelle zu kalibrieren. Wenn Sie die Spektren und die Referenzwerte besitzen dann sind Sie in der Lage, Ihre eigenen Kalibrierungs Modelle zu bauen und zu re-kalibrieren wenn nötig. So haben Sie die volle Kontrolle über Kalibrations Updates (auch als bewegte Modelle bekannt).

Schlussfolgerung

Ein NIR-Gerät kann nur NIR-Spektren messen. Also die Nützlichkeit von NIR kommt mit den Kalibrierungen. Das ist sehr wichtig zu wissen beim Kauf eines solchen Instruments. Für einen schnellen Start können Sie vorgefertigte Kalibrierungen verwenden. Gute zuverlässige Kalibrierungen werden von Drittanbietern zu  relativ hohen Preisen angeboten, im Bereich eines günstigen NIR-Instruments! Um erfolgreich voranzukommen wird dringend empfohlen, Ihre eigene Multivariate Kalibrierung mit Ihren eigenen Daten von Ihren eigenen Produkten zu entwickeln, vor allem bei Verwendung von natürlichen Rohstoffen. Daher müssen Sie das nötige Wissen über Chemometrie, Multivariate Analysis (MVA), Spektroskopie und der verwendeten Software erlangen um gut optimierte Kalibrierungen erstellen zu können. Es lohnt sich eigene Kalibrationen zu erstellen, denn so können Sie auch Produkt Eigenschaften kalibrieren, die nicht mit den angebotenen Pre-Kalibrationen abgedeckt sind.

The Ghost CalibratorDer Ghost Kalibrator

To explain our service in an other way, I use an analogy between a book and a calibration. Building good calibrations is like writing a good book (a bestseller). You can write in a foreign language (chemometrics) with a high sophisticated word-processor (the chemometric software) that has a grammar checker (an outlier detection). Due to the complexity of the language (chemometrics) and the difficulty of the chosen book topic (the data) and the incomplete automatic grammar checker, you can never be sure if the grammar is correct and may not lead to misunderstanding (bad prediction performance). So the best way is to let a native language speaker check and correct the text. In that way (the analogy), you can see us even as a ghostwriter (a ghost calibration developer, a ghostcalibrator) that helps you, writing the book (with long year experience, consolidated knowledge, time saving, a lot of benefit). The analogy fits very well, because you can define the topic of the book (with your data). Finally you own the calibration and you have the full insight in how it is done. You have it under full control.

Um unseren Service in einer anderen Art und Weise zu erklären, verwende ich eine Analogie zwischen einem Buch und einer Kalibrierung. Das Erstellen guter Kalibrierungen ist wie das Schreiben eines guten Buches (ein Bestseller). Sie können mit einer anspruchsvollen Textverarbeitung (der Chemometrie Software), die eine Grammatikprüfung (Ausreißer-Detektion) hat in einer Fremdsprache (Chemometrie) schreiben.

Aufgrund der Komplexität der Fremdsprache (Chemometrie) und die Schwierigkeit des gewählten Buch Themas (die Daten) und der unvollständigen automatischen Grammatikprüfung, können Sie nie sicher sein, ob die Grammatik korrekt ist und es nicht zu Missverständnissen (schlechte Prognose Performance) führen kann. Der beste Weg ist, den Text von einem Muttersprachler überprüfen und korrigieren zu lassen.

Auf diese Weise (die Analogie), können Sie uns auch als Ghostwriter (Ghost Kalibrations Entwickler, ghostcalibrator) sehen, der Ihnen hilft das Buch zu schreiben (mit langjähriger Erfahrung, fundiertes Wissen, Zeitersparnis, eine Reihe von Vorteilen).
Die Analogie passt sehr gut, weil Sie das Thema des Buches (mit Ihren Daten) definieren können. Zum Schluss besitzen Sie die Kalibration und Sie haben den vollen Einblick, wie es gemacht wird. Sie haben es unter voller Kontrolle.