ハイプリッド遺伝的アルゴリズムを用いた波形分離による多変量ラマンイメージング

使用混合遗传算法通过波形分离进行多元拉曼成像

• 批准号: 07J08271
• 负责人: 新澤 英之
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research (2008)Kwansei Gakuin University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08271/
• 关键词: ラマン分光法; 近赤外分光法; ケモメトリックス; Self-Modeling Curve Resolution; 二次元相関分光法; 分光イメージング

ラマンイメージングは試料を数マイクロレベルの画素に分割し、各画素においてラマンスペクトルを測定する方法である。対象の分子構造に関する情報に加えて、空間的な位置関係、即ち、物質の分布に関する情報も得られる。このような情報が非破壊的に得られることから、製剤の各プロセスなどへの応用が期待されている。本研究では製剤作成時の攪拌工程によって引き起こされる物理・化学的な変化(メカノケミカル効果)に着目し、この過程をラマンイメージングにより解析することにより、メカノケミカル効果の分子レベルでのメカニズムの理解と、製剤工程における有益な知見を得ることを目的とした。ラマンイメージングスペクトルは、空間座標に加え波数方向の次元も持った多次元データである。実際のラマンイメージングの解析を困難にしている一つの要因として、このような多次元のデータの解釈が挙げられる。本研究ではケモメトリックスで用いられるSelf-Modeling Curve Resolution(SMCR)を基にし、スペクトルイメージングに適したアルゴリズムへと改良することにより、より詳細なラマンイメージの解析を可能にした。この開発手法を用い、ペントキシフィリン-パルミチン酸の混合錠剤やセルロース錠剤が攪拌工程において受ける物理・化学的影響を調べたところ、攪拌工程により錠剤中の成分が徐々に均一に分散されていく一方で、ペントキシフィリンやセルロースといった特定の分子はメカノケミカル効果により結晶性の低下を示した。この結晶性変化は製剤の溶出速度の遅延と相関していることから、製剤の溶出メカニズムには、成分の分布だけでなく成分間の分子レベルでの相互作用が深く関わっている事を明らかにした。

拉曼成像是将样品分为几个微级别并测量每个像素处的拉曼光谱的一种方法。除了有关受试者分子结构的信息外，还获得了有关空间位置关系的信息，即物质的分布。由于可以非破坏性获得此类信息，因此预计将应用于各种准备过程。这项研究的重点是制备过程中搅动过程引起的物理和化学变化（机械化学效应），并且通过拉曼成像分析这一过程，目的是了解分子水平上的机械化学作用的机制，并在制剂过程中获得有用的知识。拉曼成像光谱是多维数据，在波数方向以及空间坐标上具有尺寸。使实际拉曼成像分析变得困难的一个因素是对这种多维数据的解释。在这项研究中，基于化学计量学中使用的自模型曲线分辨率（SMCR），我们将算法改进到适合光谱成像的算法，从而对拉曼图像进行了更详细的分析。使用这种开发方法，我们研究了在搅拌过程中五氧化磷脂 - 五甲米酸和纤维素片的混合片的物理和化学作用。虽然片剂中的成分在搅拌过程中逐渐分散，但由于机械化学效应，某些分子（例如五氧化脂蛋白和纤维素）表现出结晶度的降低。结晶度的这种变化与制剂的溶解速率延迟相关，并且发现不仅成分的分布，而且分子水平上的成分之间的相互作用都与制剂的溶解机制深深涉及。

项目成果

Bagged Self-Modeling Curve Resolution(SMCR)による近赤外イメージングデータ解析

使用袋装自建模曲线分辨率 (SMCR) 进行近红外成像数据分析

• 发表时间: 2007
• 作者: 山口英裕;入江正浩;松田建児;Hideyuki Shinzawa;Hideyuki Shinzawa;H. Shinzawa;H. Shinzawa;K. Awa;H. Shinzawa;Hideyuki Shinzawa;新澤英之;新澤英之
• 通讯作者: 新澤英之

A convergence criterion in alternating least squares (ALS) by global phase angle

全局相位角交替最小二乘法 (ALS) 的收敛准则

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Molecular Structure 883-884
• 作者: 山口英裕;入江正浩;松田建児;Hideyuki Shinzawa
• 通讯作者: Hideyuki Shinzawa

Self-Modeling Curve Resolution with an Error Criteria based on Global Phase Angle

基于全局相位角的误差准则自建模曲线分辨率

• 发表时间: 2007
• 作者: 山口英裕;入江正浩;松田建児;Hideyuki Shinzawa;Hideyuki Shinzawa;H. Shinzawa;H. Shinzawa;K. Awa;H. Shinzawa;Hideyuki Shinzawa;新澤英之;新澤英之;H. Shinzawa
• 通讯作者: H. Shinzawa

PSO-SMCRとSMCR Kernelによる各種カルボン酸の分子間水素結合に関する研究

使用PSO-SMCR和SMCR Kernel研究各种羧酸的分子间氢键

• 发表时间: 2007
• 作者: 山口英裕;入江正浩;松田建児;Hideyuki Shinzawa;Hideyuki Shinzawa;H. Shinzawa;H. Shinzawa;K. Awa;H. Shinzawa;Hideyuki Shinzawa;新澤英之;新澤英之;H. Shinzawa;新澤英之
• 通讯作者: 新澤英之

生命科学のための機器分析実験ハンドブック

生命科学仪器分析实验手册

• 发表时间: 2007
• 作者: 清水 敏之;赤星 真由子;小泉 望;橋本 博;佐藤 衛;佐藤 衛
• 通讯作者: 佐藤 衛