Многомерный физико- химический анализ Водные растворы аминокислот

2 Авторы «Если бы не было статистики, мы бы даже не подозревали о том, как хорошо мы работаем» Закадровый голос Новосельцева из к/ф «Служебный роман»

3 Содержание доклада Многомерный физико-химический анализ Факторный анализ свойств водного раствора глицина Вещественный анализ смешанного раствора глицина и лизина

4 «Ну, начнем ….. Надеюсь в конце мы будем знать больше, чем сейчас» Г.Х. Андерсен, «Снежная королева»

5 Физико-химический анализ является количественным измерением равновесных систем, которое дает возможность построить диаграмму состав-свойство и на основании последней делать выводы о взаимодействии между компонентами. Н.С. Курнаков

6 Одномерный физико-химический анализ Y x

7 Многомерный физико-химический анализ YiYi x

8 Модель многомерного физико- химического анализа Объект С YiYi C – матрица концентраций Y - матрица средних значений параметров - матрица дисперсий- ковариаций параметров Предмет многомерного физико-химического анализа – исследование взаимосвязей концентрационной матрицы, матрицы средних значений параметров и матрицы дисперсий- ковариаций параметров.

9 Инструментарий МФХА Множественная регрессия MANOVA PLSR PCR Факторный анализ и метод главных компонент Дискриминантный анализ Кластерный анализ Канонический корреляционный анализ

10 Факторный анализ свойств раствора глицина

11 Факторный анализ свойств раствора глицина

12

13 Химические реакции в растворе Gly-Lys Gly + + H 2 O Gly ± + H 3 O + Gly ± + OH - Gly - + H 2 O Lys 2+ + H 2 O Lys + + H 3 O + Lys + + H 2 O Lys ± + H 3 O + Lys ± + OH - Lys - + H 2 O

14 Диаграммы ионных форм – любимый инструмент кафедры Что же происходит с электронейтральностью? Gly Lys

15 Еще одна реакция? Gly ± + Lys ± Gly - + Lys +

16 Эксперимент Водный раствор глицина (Gly) и лизина (Lys). Диапазон концентраций – 0.01 – 1.0 М (пять уровней). Измерения: электропроводность; pH; коэффициент преломления

17 Дисперсионный анализ Таблица 1. Зависимая переменная - электропроводность ЭффектMSfF-критерий [Gly] * [Lys] * [Gly]x[Lys] * Ошибка0.0425

18 Дисперсионный анализ Таблица 2. Зависимая переменная - pH ЭффектMSfF-критерий [Gly] * [Lys] * [Gly]x[Lys] * Ошибка0.0425

19 Дисперсионный анализ Таблица 3. Зависимая переменная – коэффициент преломления Эффект MSfF-критерий [Gly] * [Lys] * [Gly]x[Lys] Ошибка

20 Трехмерная диаграмма электропроводности раствора Gly-Lys

21 Регрессионный анализ Зависимая переменная - электропроводность æ 10 3 = 4.0 [Gly] [Lys] [Gly] [Lys] – 3.0 [Gly] 2 – 6.8 [Lys] 2 R 2 = 0.97; F = 288; p< = [Lys] – 3.0 [Gly] = [Gly] – 6.8 [Lys]

22 SEPATH моделирование латентной структуры

23 Модель ковариационной структуры Классификация переменных : Наблюдаемые: Общая концентрация Gly Общая концентрация Lys Электропроводность Латентные: Ионная концентрация Gly - Ионная концентрация Lys + = ( Gly, Lys, )

24 Диаграмма путей Gly

25 Результаты моделирования Диапазон концентраций 0.01 – 0.5 М Ионная форма Подвижность, Ом -1 см 2 моль -1 Степень ионизации Lys Gly Диапазон концентраций 0.5 – 1.0 М Ионная форма Подвижность, Ом -1 см 2 моль -1 Степень ионизации Lys Gly

26 Возможности применения методологии МФХА Многомерный экологический мониторинг Мультисенсорные методы анализа («электронный нос», «электронный язык») Контроль качества химических веществ (соответствие НТД) Контроль качества фармацевтических препаратов (соответствие ФС) Изучение транспорта в области межфазных границ мембрана/раствор