Development of chemometric calibration toolbox and its application for determination of salep adulteration
Kemometrik kalibrasyon yazılım paketi geliştirilmesi ve salep tağşişinin belirlenmesinde kullanılması
- Tez No: 539964
- Danışmanlar: PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ters En Küçük Kareler (ILS) Regresyonu, Temel Bileşen Regresyonu (PCR), Kısmi En Küçük Kareler Regresyonu (PLSR), Genetik Ters En Küçük Kareler (GILS) Regresyonu ve Ridge Regresyonu uygulamalarına olanak sağlayan bir kemometrik kalibrasyon paketi MATLAB üzerinde geliştirildi. Geliştirme aşamasında yazılımın hızlandırılması amacıyla vektörizasyon ve paralelizasyon yöntemleriden faydalanıldı. Bunun yanı sıra, PCR ve PLS metotlarında parametre optimizasyonu için verimli hesaplama prosedürleri kullanıldı. GILS metodunda ise, CV matrislerinin tek sefer hesaplanması yoluyla hız konusunda iyileştirmeler gerçekleştirildi. Ek olarak geliştirilen Grafiksel Kullanıcı Arayüzü (GUI) üzerinden hem zemin kayması düzeltmesi ve değişken çıkarma hem de kolay bir kullanıcı deneyimi hedeflendi. Ortalama, normalizasyon ve değişken çıkarımının yanı sıra, kullanılan kalibrasyon tekniğinden de bağımsız olarak regresyon katsayılarının tüm bu işlemleri kapsayacak ve boyutu girdi boyutuna eşit tek bir vektör ile ifadesi sağlandı. Geliştirilen bu yazılım paketi vasıtasıyla, hızı ve kolay kullanımı ile bilinen FTIR-ATR spektrometresi kullanılarak elde edilmiş Mid-IR verileri üzerinden, salepte sahteciliğin kantitatif olarak belirlenmesine yönelik kemometrik kalibrasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Bu çalışmanın temel motivasyonu, yasal düzenlemelere rağmen yüksek fiyatı nedeniyle salebin sahteciliğe maruz kalma potansiyelinin yüksekliği ve bu konuda halihazırda bir metodolojinin bulunmamasıdır. Bu amaçla, 20 adet tağşiş malzemesini farklı oranlarda bulunduran 365 örnek hazırlanarak olabildiğince çok tağşiş senaryosunun kapsanması hedeflenmiştir. Bu örneklerin Mid-IR spektrumları ile çalışılan kalibrasyon metotları arasında, GILS ve Ridge regresyonlarının ortalaması ile elde edilen kombine model 6.82 (w/w %) RMSEP başarımı ile en uygun model olarak belirlendi. Modele dahil edilmemis tağşiş malzemelerinin varlığının belirlenmesinde ise SIMCA yönteminin kalitatif bir önbilgi için kullanılabileceği gösterildi.
Özet (Çeviri)
A chemometric calibration toolbox, which contains Inverse Least Squares (ILS) regression, Principle Components Regression (PCR), Partial Least Squares Regression (PLSR), Genetic Inverse Least Squares (GILS) regression, and Ridge regression, was developed in MATLAB environment. During the development, multiple strategies to improve the calculation speed, namely vectorization and parallelization, were employed. Besides these programmatic strategies, efficient cross-validation (CV) procedures were implemented that are specifically tailored for parameter tuning of PCR and PLSR. For GILS, by constructing CV matrices in advance, the computational cost was further reduced. Additionally, a Graphical User Interface (GUI), which also includes baseline correction and variable range selection capabilities, was developed. For increased convenience, regardless of the chosen model, the toolbox returns a single vector of regression coefficients that accounts for centering and scaling of variables along with variable selection. Using the developed toolbox, quantitative determination of salep adulteration was carried out through chemometric calibration methods on Mid-IR data obtained from FTIR-ATR which is a fast and easy-to-use spectroscopic instrument. The main motivation was the lack of an established method for determination of adulteration of salep which can be quite common due to very high price of pure salep, despite the strict legal regulations. Using 365 samples covering a wide range of adulteration scenarios with 20 adulterants, calibration models were obtained and evaluated. Ensemble model, obtained by averaging GILS and Ridge, yielded the best RMSEP of 6.82 (w/w %). To cope with the unspecific adulterant problem, SIMCA was employed to provide a qualitative insight about the presence of such compounds.
Benzer Tezler
- Development of chemometric multivariate calibration models for spectroscopic quality analysis of biodiesel blends
Biyodizel karışımlarının spektroskopik kalite analizi için kemometrik çok değişkenli kalibrasyon modelleri geliştirilmesi
MURAT BAĞCIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Demir ve alüminyumun doğal sularda UV spektrofotometrik tayini için yöntem geliştirilmesi ve elde edilen verilerin kemometrik kalibrasyon yöntemleri ile değerlendirilmesi
UV spectrophotometric method development for the determination of iron and aluminium in natural waters and evaluation of the data obtained from the chemometric calibration methods
BENGİSU MUTLUTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
KimyaSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET HAKAN AKTAŞ
- Development of genetic algorithms based multivariate calibration models for the determination of lubricating oil compositions using Fourier transform infrared spectroscopy
Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi kullanılarak madeni yağ içeriklerinin belirlenmesi için genetik algoritmalara dayalı çok değişkenli kalibrasyon modellerinin geliştirilmesi
İREM ANIL
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- The development of chemometric methods based on molecular spectroscopy for the standardization of production processes and product traceability of personal care and cleaning products
Kişisel bakım ve temizlik ürünleri üretim süreçlerinin standardizasyonu ve ürün izlenebilirliği için moleküler spektroskopiye dayalı kemometrik metotların geliştirilmesi
BERFU ÇİFTÇİ İLMEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DURMUŞ ÖZDEMİR
- Ballarda tağşişin belirlenmesi için spektroskopik ve kromatografik çok değişkenli kemometrik modellerin geliştirilmesi
Development of spectroscopic and chromatographic multivariate chemometric models for detection of adulteration in honey
MERVE ÖZBAY
Doktora
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GAZİ GÖRÜR
DOÇ. DR. FATMA NUR ARSLAN