多成分样品的成分相关特性的确定制造技术

一种确定多成分样品中的成分相关样品特性的方法，包括：使该样品经受微扰，该微扰被选定用于诱导测量数据的与时间有关的改变，该测量数据与关于该有待确定的样本特性的成分相关联；在使该样品经受该微扰之后记录测量数据的时序；并且从使该样品特性与测量数据的时序相关的校准在所记录的测量数据的时序的应用，确定该样品特性，所述校准是从在使每个参考样品经受该微扰之后针对多个参考样品中的每一个所记录的时序测量数据的化学计量时序建模凭经验得到的，每个参考样品具有样品特性的不同已知值。

Determination of component related properties of multicomponent samples

Includes a method to determine the related sample characteristic component composition of samples: the samples subjected to perturbation, the perturbation was selected to induce the change of measured data and time related, the measurement data and the sample to be determined on characteristics of the composition of the associated; after the samples were subjected to the micro disturbing the measurement data from the timing; and sample characteristics and measurement data of sequence correlation calibration used in timing measurement data recorded by the determination of the sample characteristics, the calibration is from after each of the reference samples to the perturbation stoichiometric time series modeling for multiple reference samples in each a recorded timing measurement data obtained by experience, each with different known reference samples, sample characteristic values.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多成分样品的成分相关特性的确定本专利技术涉及一种用于确定多成分样品的成分相关特性的方法和监测器，并且具体地，涉及这个确定在电磁辐射与样品相互作用之后使用对电磁辐射的化学计量分析。例如，在食品工业，顾客和生产商都越来越对获得更多关于产品的一种或更多种成分相关特性的详细信息感兴趣，例如，从肉和乳制品总脂肪含量到脂肪酸分析；从总蛋白质含量到蛋白质组分(如从牛奶蛋白质到酪蛋白和乳清组分)；从牛奶、酒和果汁产品中的总碳水化合物到糖分析；或者识别低浓度成分，如酒和果汁产品中的苹果酸或牛奶中的丙酮；或者确定食品的物理或功能特性。在本语境中，短语‘成分相关特性(constituentrelatedproperty)’指多成分样品的组成、物理或功能特性，受该样品的成分中的一种或更多种的影响。类似的短语将具有类似的意义。因此，期望可以从对成分本身进行的测量获得关于成分相关特性的信息。熟知的是，多成分产品的不同成分与光学辐射差别地相互作用，尤其是在电磁光谱的红外线区域内，从而产生更多或更少的特有的‘光谱指纹’。样品成分的化学键的伸缩和弯曲振动例如能够提供电磁光谱内的特征吸收带，尤其是光谱的近红外和中红外部分。不同的粒子尺寸(对于地面谷物而言，粒子尺寸与硬度有关)可能致使样品展现不同的光散射和/或吸收特征，能够再通过光学辐射与样品之间的相互作用监测到这些特征，从而提供关于样品内的感兴趣的特性的信息。对光学光谱的化学计量分析现在一般被用作得到关于样品特性的定量或定性信息的手段，所述对光学光谱的化学计量分析是在电磁辐射与样品相互作用之后对从电磁光谱(在此称为‘光学辐射’)的紫外线到红外线部分内的一个或更多个波长区域中的电磁波辐射的检测得到的。化学计量分析还是所谓的‘间接’技术，意思是组分相关信息不是从所记录的光谱数据直接可获得的。相反，必须通过使参考样品的光谱特征与关于这些样品的感兴趣的特性的信息相关来建立校准，该信息是针对每个参考样品使用其他(一般是直接)分析技术获得的。然而，有利的是，化学计量分析提供了通过开发随后能够用于对新样品的定量特性估计以及用于未考虑在校准样品中的偏离样品的检测的模型算术地提取关于样品的感兴趣的特性的相关信息的能力。不幸的是，具有相似化学键的成分通常产生相似或严重重叠的光谱指纹。这将使得难以采用对常规光学光谱的化学计量分析从而确定样品的与这些成分相关的特性。根据本专利技术的第一方面，提供了一种确定多成分样品的样品特性的方法，包括：使该样品经受微扰，该微扰被选定用于诱导测量数据的与时间有关的改变，该测量数据与有待确定的样本特性的相关联；在使该样品经受该微扰之后记录该测量数据的时序；并且从使该样品特性与测量数据的时序相关的校准在所记录的该测量数据的时序的应用，确定该样品特性，所述校准是从在使每个参考样品经受该微扰之后针对多个参考样品中的每一个所记录的时序测量数据的多变量化学计量建模凭经验得到的，每个参考样品具有样品特性的不同已知值。借助通过诱导仅影响与有待确定的样品特性相关的成分的样品微扰(硬件微扰或者样品中微扰)将已知的静态测量情形改成动态测量情形，则可以采取时间演化数据来提供特征时间发展曲线以及其仅与感兴趣的成分相关联的内容改变。由于这是现在正采用的测量数据的特定改变，甚至现在处于低(即使之前不可检测)浓度的成分都可以生成相对大的改变，这允许其检测和特性确定，如成分浓度或与成分有关的物理或功能特性。而且，通过采取动态时间分辨型测量数据，能够使本专利技术的方法对干扰更加健壮，并且通过使用先进的化学计量动态时序建模可以减少所需的校准参考样品的数量。在测量过程中，通过例如温度改变、添加化学品、添加一种或更多种酶、盐或pH改变，直接在样品中诱导物理或化学微扰。在每种情况下，所采用的样品中微扰将被选定用于诱导样品的物理或化学改变，该物理或化学改变显现为与感兴趣的成分相关信息相关联的测量数据的改变。硬件微扰是应用在样品外部以在样品中产生微扰的微扰，例如，由于向液体样品施加电流或磁场而诱导保存在样品展示单元(包括例如透明小容器)中的液体样品中的分散粒子(如分子)的移动。根据本专利技术的第二方面，提供了一种样品特性监测器(2)，包括用于输出电磁波的输出单元(4)，该电磁波用于与多成分样品相互作用；检测单元(6)，用于在该电磁波与该多成分样品相互作用之后检测该电磁波的特性，并且输出所检测的该电磁波的特性作为测量数据；微扰单元(14)被适配成用于在该多成分样品中生成微扰，该微扰被选定用于诱导与待确定的样品特性相关联的改变，所述改变显现为被该检测单元(6)检测到的该电磁波的该特性的改变；以及确定单元(8)，用于从该输出测量数据确定该样品特性；其中，该检测单元(6)被适配成与该微扰单元(14)的运行以定时关系运行，从而在生成该微扰之后多次检测电磁辐射的特性并输出测量数据的时序；并且其中，该确定单元(8)被适配成用于处理测量数据的该时序，从而通过将有关该样品特性的校准应用在测量数据的该时序来确定成分相关的样品特性，该校准是从在每个样品中生成微扰之后针对多个参考样品中的每一个所记录的时序测量数据的多变量化学计量建模凭经验得到的，每个参考样品具有该样品特性的不同已知值。下面参照附图对专利技术进一步进行解释和例证，在附图中：图1展示了牛奶的典型中红外光谱；图2根据本专利技术示意性地展示了代表性样品特性监测器；图3示出了使用图2的分析器获得的示例性时间演化曲线；图4示出了从如图3中所展示的曲线检索的平行因子(PARAFAC)活跃模式；图5示出了通过对图3中例证的时间演变曲线的PARAFAC建模获得的对牛奶中K酪蛋白的校准；以及图6根据本专利技术示意性地示出了用于基于电泳的确定的图1的监测器中所采用的采样单元。现在将仅举例描述本方法的实施例。根据本示例性实施例，进行牛奶中K酪蛋白(‘Κ-casein’)量的确定作为成分相关的样品特性。这个确定是在波与牛奶相互作用之后通过分析电磁波特性(在此为电磁波的波长分量的强度)的与微扰诱导的时间有关的改变而进行的。现在考虑图1，展示了在波数区域1000cm-1至1600cm-1(对应于波长区域10,000nm至6250nm)中牛奶的代表性中红外吸收光谱。对牛奶样品光谱指纹的蛋白质(P)相关特征进行标识。酪蛋白已知代表约80％的全蛋白质含量。由于根据比尔定律(Beer’slaw)，电磁能量(在此为中红外能量)的吸收与吸收分量的量成比例，则使用对常规静态光学光谱的化学计量分析的酪蛋白的检测应当是可能的。然而，如从图1中可见，蛋白质光谱特征(P)未显示明显可区别结构。与K酪蛋白相关的光谱特征与牛奶中的其他蛋白质本质上是不能区分的。如本领域技术人员将理解的，被开发用于从此类测量数据推测K酪蛋白含量的常规化学计量模型在这些情况下将是不准确的。熟知的是，添加凝乳酶酪使酪蛋白胶束的凝胶化是制造奶酪的第一步。该酶具体将K酪蛋白的羧基端除去，造成酪蛋白胶束的失稳和随后结块，所述结块造成牛奶样品的光学光谱指纹的改变。仅举例来说，使用这种酶作为对牛奶样品的化学微扰，能够为每个样品记录光谱数据的时序作为对K酪蛋白结块的时间演化的监测。在本示例性实施例中使用了两种酶制剂(凝乳酶制剂)，即CHYMAXPLUSTM和CHYMAXM1000T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定多成分样品中的成分相关样品特性的方法，包括：使该样品经受微扰，该微扰被选定用于诱导测量数据的与时间有关的改变，该测量数据与有待确定的样本特性相关联；在使该样品经受该微扰之后记录该测量数据的时序；并且从使该样品特性与测量数据的时序相关的校准在所记录的该测量数据的时序的应用，确定该样品特性，所述校准是从在使每个参考样品经受该微扰之后针对多个参考样品中的每一个所记录的时序测量数据的多变量化学计量建模凭经验得到的，每个参考样品具有该样品特性的不同已知值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定多成分样品中的成分相关样品特性的方法，包括：使该样品经受微扰，该微扰被选定用于诱导测量数据的与时间有关的改变，该测量数据与有待确定的样本特性相关联；在使该样品经受该微扰之后记录该测量数据的时序；并且从使该样品特性与测量数据的时序相关的校准在所记录的该测量数据的时序的应用，确定该样品特性，所述校准是从在使每个参考样品经受该微扰之后针对多个参考样品中的每一个所记录的时序测量数据的多变量化学计量建模凭经验得到的，每个参考样品具有该样品特性的不同已知值。2.如权利要求1所述的方法，其中，记录该时序测量数据包括在电磁波与该样品相互作用之后记录该电磁波的特性。3.如权利要求2所述的方法，其中，电磁波的该特性是具有波长分量的电磁波的与波长有关的强度，该波长分量的强度取决于微扰诱导的改变而改变，该微扰诱导的改变与该多成分样品中影响该样品特性的成分相关联。4.如权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中，该多变量化学计量建模包括将多路建模法应用于该时序测量数据。5.如权利要求4所述的方法，其中，该多路建模法是选自平行因子即PARAFAC、TUCKER3和NPLS的方法。6.如权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中，使该样品经受微扰包括使该样品经受化学微扰。7.如权利要求6所述的方法，其中，该化学微扰包括对该样品采用酶。8.如权利要求6或权利要求7所述的方法，其中，感兴趣的成分是食物样品中的蛋白质。9.如权利要求8所述的方法，其中，该样品是牛奶并且该化学品是被选定以方便K酪蛋白凝聚的酶，并且其中，确定该样品特性的步骤包括确定K酪蛋白的浓度作为该样品特性。10.如权利要求9所述的方法，其中，该酶是一种凝乳酶制剂。11.如权利要求1至5所述的方法，其中，使该样品经受微扰包括使该样品经受物理微扰。12.如权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·内高，A·鲍姆，H·V·朱尔，P·W·汉森，J·D·米克尔森，
申请(专利权)人：福斯分析仪器公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK