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Hard Modeling in der Spektroskopie

Hard Modeling bezeichnet die Datenanalyse mit mechanistischen Modellen (Hard Models). Im Gegensatz zu statistischen Modellen (Soft Models) basieren mechanistische Modelle auf physikalisch-chemischen Gesetzen, was ihnen viele vorteilhaften Eigenschaften verleiht, angefangen von einfacher Interpretierbarkeit bis hin zu sehr guter Robustheit gegen Peak-Verschiebungen.


Mit unserer Analysesoftware PEAXACT machen wir spektrales Hard Modeling auf einfache Weise zugänglich. Vor allem die Methoden Hard Modeling Factor Analysis (HMFA) und Indirect Hard Modeling (IHM) findet man ausschließlich in PEAXACT. Beide Methoden nutzen besondern intelligent das physikalische Wissen, dass Spektren sich als Summe von Peak-förmigen Signalen zusammensetzen.


Einige Vorteile der Hard Modeling-Methoden:

  • Im Gegensatz zu Peak-Integration und Peak-Fitting funktionieren HMFA und IHM auch bei starker Peak-Überlagerung und bei ausgeprägten Peak-Verschiebungen. Sie eignen sich sehr gut für MIR-, Raman-, und NMR-Spektren.
  • Die Methoden sind sehr robust und eignen sich daher besonders für den Einsatz in der Prozessanalytik.
  • Im Gegensatz zu statistischen Modellen können Hard Models mit vergleichsweise wenigen Referenzmessungen kalibriert werden, d.h. geringere Kalibrierkosten.
  • Hard Models eignen sich zur Extrapolation, d.h. zur Analyse von Gemischen die nur schwer kalibriert werden können wie etwa reaktive Gemische.
  • Die Modelle sind leicht verständlich, was eine einfache Fehlersuche ermöglicht, falls die Analyseergebnisse doch mal den erwarteten Bereich verlassen.

HMFA und IHM wurden an der RWTH Aachen University entwickelt und sind publiziert.