聯用技術與現代應用
化學計量學
/ kee-moh-MET-riks /
現代儀器對一個樣品就能吐出一張含成千上萬個數字的光譜——遠超肉眼能直接讀懂的範圍。化學計量學就是那套數學與統計工具,能在這股數據洪流裡找出有意義的模式,並把它們變成有用的答案。
更確切地說,化學計量學用數學和統計方法從化學測量中提取信息:建立把整張光譜與濃度聯繫起來的校準模型、把樣品分門別類、找出哪些變量重要、並識別離群值。主成分分析和偏最小二乘等技術,讓它能處理那種幾百個測量值纏繞在一起的數據。
正是它讓複雜儀器和過程監測變得實用——讓一次近紅外掃描就能同時預測好幾種性質,而無需分離任何東西。危險在於過擬合與虛假的自信:一個模型可能把訓練數據擬合得極好,卻在新樣品上失靈,所以誠實的化學計量學堅持獨立驗證,並且絕不在建模數據範圍之外去相信模型。
糧商的近紅外掃描儀讀取整張小麥光譜,再用一個在數百份已知樣品上訓練好的偏最小二乘模型,在幾秒內同時預測蛋白質、水分和油脂含量——這是化學計量學在做單一波長做不到的事。
從一個豐富而彼此重疊的信號裡抽出好幾個答案。
儘管名字相近,化學計量學與化學計量(配平方程那種)無關;它是化學中負責數據分析的一面。它的金科玉律是:用模型從未見過的數據來驗證它,因為對舊數據擬合得好並說明不了什麼。
又稱
另見