Cet article a été publié dans J. Chrom A, 1469, Arase, et al., 35-47, Copyright Elsevier (2016).
LabSolutions LCGC - Fonctionnalités
Logiciel de pilotage global
Algorithme d'intégration de pic
Le temps nécessaire pour analyser de grandes quantités de données obtenues à partir d’analyses de plus en plus rapides et de plus en plus fréquentes d’analyses multicomposants simultanées ces dernières années est devenu un enjeu majeur. De plus, le renforcement des réglementations liées à l’intégrité des données a entraîné une demande de méthodes automatisées et simplifiées pour l’intégration manuelle des surfaces des pics problématiques sur les chromatogrammes. Nous présentons ici un nouvel algorithme d’intégration des pics pour LabSolutions, i-PeakFinder, conçu pour résoudre ces problèmes. i-PeakFinder, un nouvel algorithme d’intégration des pics pour LabSolutions, est une fonction d’intégration entièrement automatisée qui peut détecter les pics avec un haut niveau de précision sans nécessiter de réglages particuliers des paramètres. De plus, cet algorithme dispose de paramètres ajustables permettant d’appliquer la fonction d’intégration à une large gamme de chromatogrammes complexes. Par ailleurs, ces paramètres ajustables permettent d’obtenir des résultats d’intégration des pics très précis à partir de grandes quantités de données, même lors d’analyses en lots.
Fonctionnalités de i-PeakFinder
Avec les méthodes d’intégration de pics traditionnelles de Shimadzu ou celles des concurrents, certains chromatogrammes complexes nécessitent une programmation temporelle en plus des réglages habituels des paramètres d’intégration des pics. Cependant, i-PeakFinder peut effectuer l’intégration des pics de ces chromatogrammes simplement avec des réglages de paramètres simples. Cette fonction d’intégration des pics présente les caractéristiques suivantes :
- Détection très précise des pics d’épaulement
- Ajustement simple du traitement pic-ligne de base
- Amélioration du positionnement pic-ligne de base, ce qui améliore la reproductibilité
- Intégration précise des pics même en présence de variabilités dues à la dérive de la ligne de base
Shimadzu accorde également de l’importance à la compatibilité, ainsi LabSolutions peut aussi être utilisé avec les méthodes traditionnelles d’intégration des pics (mode Chromatopac). Le passage entre les méthodes d’intégration des pics traditionnelles et i-PeakFinder pendant l’analyse est facile, permettant à l’utilisateur de choisir la méthode la plus appropriée selon les circonstances. Cela inclut le choix d’une méthode traditionnelle pour la compatibilité avec les données antérieures. La Fig. 1 montre des exemples d’utilisation de la fonction d’intégration entièrement automatisée pour analyser des pics typiques.
Détection Très Précise des Pics d’Épaulement
i-PeakFinder peut détecter avec précision les pics d’épaulement. Dans les cas où une intégration manuelle des pics est nécessaire pour distinguer et détecter les pics d’épaulement et les pics principaux avec les méthodes traditionnelles, i-PeakFinder peut automatiquement détecter les pics d’épaulement tout en maintenant une sensibilité de détection constante sur tout le chromatogramme. En général, il est difficile de détecter automatiquement les pics d’épaulement très petits, comme illustré à la Fig. 2 ; cependant, i-PeakFinder peut même détecter ces pics automatiquement grâce à un jugement basé sur le seuil.

Fig. 1 Fonction d’Intégration Entièrement Automatisée de i-PeakFinder

Fig. 2 Exemples de Détection de Pics d’Épaulement
Ajustement Simple du Traitement Pic-Ligne de Base
La détection précise des pics d’impuretés est essentielle pour le contrôle qualité pharmaceutique et d’autres applications. Les pics d’impuretés sont souvent fusionnés à la base d’un pic principal, et les résultats quantitatifs obtenus par la normalisation de surface peuvent varier selon la méthode utilisée pour le traitement pic-ligne de base. La méthode de traitement pic-ligne de base varie également selon les échantillons et les objectifs de test. Avec les méthodes traditionnelles, effectuer un type spécifique de traitement pic-ligne de base nécessite d’inclure une programmation temporelle ou d’effectuer une intégration manuelle des pics.
Cependant, i-PeakFinder dispose de paramètres ajustables dans ses réglages de base pour effectuer un type spécifique de traitement pic-ligne de base, permettant à l’utilisateur d’appliquer facilement le type optimal dans chaque situation. La Fig. 3 montre une liste des types de traitement pic-ligne de base dans la fenêtre des paramètres, la Fig. 4 montre le résultat du réglage du type de traitement pic-ligne de base sur un pic d’impureté fusionné à la base d’un pic principal, et le Tableau 1 résume les résultats quantitatifs obtenus par normalisation de surface avec différents réglages. Le traitement pic-ligne de base adapté à une situation particulière peut être simplement réalisé en modifiant quelques paramètres de base.

Fig. 3 Réglages du Type de Traitement Pic-Ligne de Base

Fig. 4 Exemple de Traitement Pic-Ligne de Base
Tableau 1 : Résultats Quantitatifs Obtenus par Normalisation de Surface avec Différentes Méthodes de Traitement Pic-Ligne de Base
Non configuré | Division verticale | Base à base | |
---|---|---|---|
Pic principal | 99.681 | 99.448 | 99.680 |
Impureté | 0.160 | 0.338 | 0.160 |
Paramètres de Base pour la Détection des Pics
Les paramètres de base permettant à l’utilisateur d’ajuster les conditions de détection des pics sont le type de traitement pic-ligne de base mentionné ci-dessus, le seuil de détection des pics et la plage d’intégration des pics. Grâce au réglage du seuil de détection, les pics en dessous d’un certain seuil ne sont pas détectés en fonction du niveau de bruit estimé calculé à l’aide d’un algorithme propriétaire. Diminuer la valeur du seuil de détection permet de détecter des pics plus petits. La plage d’intégration des pics spécifie l’intervalle de temps pendant lequel les pics seront détectés. La Fig. 6 montre le changement de résultats produit en modifiant le seuil de détection des pics de la valeur par défaut de 5 à 2 000. Ces commandes intuitives permettent à l’utilisateur de détecter ou non de petits pics par un simple réglage. La Fig. 7 présente un exemple d’ajustement de la plage d’intégration des pics. Sans ajustement de la plage, tous les pics sont inclus et la ligne de base est affectée par des pics négatifs. En excluant les pics négatifs de la plage d’intégration, l’utilisateur peut configurer une ligne de base appropriée.

Fig. 7 Plage d’Intégration des Pics
Paramètres Détaillés de Détection des Pics
Pour les chromatogrammes complexes, l’ajustement du seuil de détection, de la plage d’intégration et du type de traitement pic-ligne de base peut ne pas suffire pour obtenir les résultats souhaités. i-PeakFinder est compatible avec une grande variété de chromatogrammes et permet à l’utilisateur de configurer des conditions de détection des pics plus détaillées. Certains de ces paramètres détaillés sont décrits ci-dessous :
(1) Pour Détecter les Pics Non Affectés par le Bruit [Largeur à mi-hauteur minimale]
Un lissage est parfois appliqué aux chromatogrammes obtenus par LCMS. Si la fréquence du bruit est proche de celle des pics, il devient difficile de déterminer automatiquement les pics et un pic unique peut être reconnu comme plusieurs pics. Dans ce cas, la configuration de la largeur à mi-hauteur minimale permet d’ignorer le bruit inférieur à cette valeur et garantit que seuls les pics ayant une valeur FWHM supérieure à la valeur minimale définie sont détectés, même parmi les pics à large profil dus au lissage. La Fig. 8 montre la différence obtenue en augmentant la valeur minimale de FWHM. Cette fonctionnalité est utile lorsqu’un bruit est observé sur un pic.

Fig. 8 Exemple de Configuration de la Largeur FWHM Minimale
(2) Pour Garantir la Précision et la Linéarité de la Surface des Pics [Hauteur de la ligne de base du pic]
Avec des pics traînants et des chromatogrammes présentant beaucoup de bruit de ligne de base, les points de début et de fin du pic peuvent varier selon les données, ce qui peut réduire la précision de la surface. En utilisant le réglage de la hauteur de la ligne de base du pic, les points de début et de fin du pic sont reconnus comme le produit d’une valeur saisie pour la hauteur de la ligne de base et de l’intensité du bruit calculée par un algorithme propriétaire. Ainsi, plus la valeur de la hauteur de la ligne de base est élevée, plus la ligne de base du pic est positionnée haut.
Ce réglage permet une bonne reproductibilité dans la détermination des points de début et de fin de la ligne de base du pic. La Fig. 9 montre un exemple de configuration où la longueur de la ligne de base des pics traînants est ajustée en spécifiant la hauteur de la ligne de base.

Fig. 9 Exemple de Configuration de la Hauteur de Ligne de Base pour les Pics Traînants
(3) Pour Éviter de Reconnaître les Ondulations Longues comme des Pics [Largeur à mi-hauteur maximale]
La largeur à mi-hauteur maximale, opposée à la largeur minimale, est un paramètre qui peut être spécifié pour ignorer les grands pics considérés comme des ondulations de la ligne de base. Par exemple, la Fig. 10 montre une dérive de la ligne de base apparaissant comme une grande bosse qui pourrait être reconnue comme un pic. Cette ondulation peut être éliminée en spécifiant une FWHM maximale.

Fig. 10 Exemple de Configuration de la FWHM Maximale
(4) Pour Fusionner des Pics Non Résolus en un Seul Pic [Fusionner les pics par largeur de séparation]
Le paramètre de largeur à mi-hauteur minimale sert à éviter de reconnaître le bruit comme des pics, tandis que le paramètre de fusion des pics par facteur de séparation permet de combiner des pics fusionnés en un seul pic. La Fig. 11 montre trois pics fusionnés. En configurant ce paramètre, les deux pics latéraux sont fusionnés avec le pic principal. Notez que ce réglage n’est efficace que pour les intervalles de ligne de base contenant des pics fusionnés.

Fig. 11 Exemple de Fusion de Pics Non Résolus
(5) Pour Décider de la Reconnaissance des Pics d’Épaulement [Fusionner les pics par rapport d’épaulement]
Lorsque des impuretés sont fusionnées sous forme de pics d’épaulement à la base d’un pic principal, la méthode traditionnelle d’intégration des pics nécessitait une programmation temporelle ou une intégration manuelle pour détecter le pic d’épaulement. i-PeakFinder permet une détection facile des pics d’épaulement et permet également à l’utilisateur de décider de reconnaître (ou non) les pics d’impuretés selon un rapport seuil entre la hauteur du pic principal et la hauteur tangentielle du pic d’épaulement. La Fig. 12 montre un exemple de détection de pic d’épaulement réalisée sans programmation temporelle ni intégration manuelle, et un exemple d’utilisation de la valeur seuil pour fusionner le pic d’épaulement avec le pic principal. La configuration d’une valeur seuil peut également servir de condition pour décider de la reconnaissance des pics d’impuretés.

Fig. 12 Exemple de Réglage d’un Seuil pour la Reconnaissance des Pics d’Épaulement
Interface utilisateur reliant les appareils intelligents au logiciel LabSolutions (Direct)
LabSolutions Direct est un nouvel outil d’accès à distance pour la série LabSolutions qui permet de contrôler et de surveiller les HPLC à partir d’un smartphone ou d’une tablette PC disponible dans le commerce via une interface utilisateur simple. LabSolutions Direct permet d’allumer/éteindre l’unité de distribution de solvant ou le four du HPLC, de lancer une analyse et de surveiller les chromatogrammes. Ainsi, l’analyse peut désormais être réalisée tout en vérifiant l’état de l’instrument à distance.

Accédez directement au HPLC dans un laboratoire depuis un smartphone ou une tablette PC.
Accès Direct à l’Instrument depuis un Environnement Mobile
Le HPLC connecté à LabSolutions peut être directement accessible depuis un smartphone ou une tablette PC disponible dans le commerce, simplement en ajoutant un routeur LAN sans fil. Cela permet de contrôler et de surveiller l’instrument à distance. LabSolutions Direct prend en charge l’ensemble des opérations d’analyse, y compris la sélection des méthodes utilisées pour l’analyse, l’allumage/l’arrêt de la pompe et du four de la colonne, l’acquisition de données et la surveillance des chromatogrammes ou de l’état de l’instrument. Aucun logiciel spécial n’est requis ; il suffit d’un navigateur Web. Ainsi, tout le monde peut utiliser LabSolutions Direct facilement.

Exemple de configuration du système
Réalisez Vos Analyses Facilement Grâce à des Opérations Simples
LabSolutions Direct accompagne les utilisateurs avec des écrans visuellement faciles à suivre pour les différentes opérations, y compris la sélection des méthodes, le contrôle de l’instrument, l’acquisition de données et la surveillance des chromatogrammes. Toutes les fonctions nécessaires à l’utilisation à distance sont organisées de manière claire sur des écrans compacts, de sorte qu’elles peuvent être utilisées avec la même apparence et convivialité que les applications pour smartphone ou tablette PC.

Connexion Transparente avec LabSolutions
Les fichiers de méthode ou les fichiers de lot créés et gérés sur LabSolutions sont lus par LabSolutions Direct et exécutés pour l’acquisition de données. Les données acquises sont automatiquement enregistrées sur un PC afin de pouvoir être analysées avec LabSolutions.
En se connectant à LabSolutions, où les méthodes, les fichiers de lot et les données sont gérés de façon centralisée, LabSolutions Direct fournit un environnement d’accès à distance transparent.
* LabSolutions Direct prend en charge le contrôle/la surveillance des HPLC dans LabSolutions LC/GC.
Analyse intelligente de déconvolution des pics (i-PDeA II)
Qu'est-ce que i-PDeA ? – Présentation à travers des exemples d'application –
L’Intelligent Peak Deconvolution Analysis (i-PDeA) est une technique d’analyse de données qui extrait un seul pic à partir de pics co-élués et le quantifie en exploitant les différences de spectre entre chaque composé.
i-PDeA II permet aux utilisateurs de visualiser et de détecter une impureté mineure unique même lorsque celle-ci est co-éluée avec un analyte. Il facilite également la séparation de pics difficiles à séparer sur la colonne grâce au traitement informatique et à la déconvolution des informations spectrales, ce qui réduit les efforts nécessaires pour étudier les paramètres de séparation.
Les points suivants mettent en avant certains avantages de i-PDeA II à travers des exemples d'application.
Exemple 1 : J’ai développé une méthode d’analyse ultra-rapide, mais je souhaite encore réduire le temps d’analyse. Cependant, raccourcir le temps d’analyse affecterait la séparation.
En appliquant i-PDeA, vous pouvez visualiser sélectivement uniquement les composants que vous souhaitez voir, même les pics qui ne sont pas séparés !
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Avec i-PDeA, les pics VP et DFBP peuvent être séparés !
(DFBP : Difluorobenzophénone, VP : Valérophénone) -
Courbe d'étalonnage créée avec i-PDeA pour l'échantillon standard VP
Exemple 2 : Je souhaite quantifier correctement les impuretés éluées dans la traînée du pic du composant principal.
Avec i-PDeA, plus besoin de considérer les conditions de séparation ! Le calcul quantitatif peut être effectué directement !

Ces données ont été fournies par M. Kanta Horie, Global Formulation Research, Pharmaceutical Science & Technology, Eisai Co., Ltd.
Comparé aux méthodes d’intégration des pics existantes telles que la traînée (méthode de la tangente) et la séparation verticale (méthode du trait vertical), i-PDeA permet le calcul quantitatif des impuretés avec une plus grande précision !
Exemple 3 : La séparation des composés isomères de position ne fonctionne pas correctement.
Obtenez la séparation avec i-PDeA même si les spectres sont similaires.

Séparation du 1,2-diméthoxybenzène (longueur d'onde 274,2 nm) et du 1,3-diméthoxybenzène (273,6 nm)
Bien que la différence de longueur d’onde d’absorption entre le 1,2-diméthoxybenzène (274,2 nm) et le 1,3-diméthoxybenzène (273,6 nm) ne soit que de 0,6 nm, les chromatogrammes individuels peuvent être obtenus !