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當(dāng)中藥農(nóng)殘檢測(cè)“遇見”人工智能AI
背景介紹
為了幫助藥品生產(chǎn)企業(yè)、藥品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)更好地應(yīng)對(duì)2020版藥典中藥材及飲片（植物類）中禁用農(nóng)藥多殘留的分析方法，島津公司已推出2020《中國(guó)藥典》中藥材及飲片農(nóng)藥多殘留檢測(cè)全面解決方案。尤其在LC-MS/MS農(nóng)殘數(shù)據(jù)解析方面，采用全新PeakintelligenceTM功能，運(yùn)用AI技術(shù)對(duì)色譜峰自動(dòng)智能積分，無需設(shè)置任何積分參數(shù)，幫助用戶大大簡(jiǎn)化在LC-MS/MS數(shù)據(jù)處理上花費(fèi)的時(shí)間，有效提升工作效率。
已于2020年12月30日正式實(shí)施的2020年版《中國(guó)藥典》（以下簡(jiǎn)稱“2020版藥典”），在“2341 農(nóng)藥殘留量測(cè)定法”中新增第五法植物類藥材中禁用農(nóng)藥多殘留測(cè)定提供了GC-MS/MS和LC-MS/MS檢測(cè)的化合物清單、檢測(cè)方法、三種藥材樣品前處理。對(duì)于涉及藥材及飲片的制藥企業(yè)及藥廠，由于藥材及飲片（植物類）種類繁多，樣品基質(zhì)復(fù)雜，加上無相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備，實(shí)驗(yàn)人員在面對(duì)大量樣品數(shù)據(jù)處理時(shí)，難免會(huì)因分析經(jīng)驗(yàn)不足、目標(biāo)物受基質(zhì)干擾較大或人為失誤等原因，造成積分結(jié)果不準(zhǔn)確；甚至在特定情況下，會(huì)采取手動(dòng)積分操作處理。與此同時(shí)，由于中藥農(nóng)殘檢測(cè)投入較高，非自檢的企業(yè)會(huì)選擇第三方檢測(cè)公司委托分析，檢測(cè)企業(yè)的操作人員由于個(gè)人數(shù)據(jù)處理的能力參差不齊，難以避免會(huì)發(fā)生篡改積分結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。在合規(guī)性管理要求下，無論是制藥企業(yè)還是第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)，在如何快速準(zhǔn)確獲得結(jié)果報(bào)告方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。
為了幫助藥品生產(chǎn)企業(yè)、藥品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)及第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)更好地應(yīng)對(duì)在數(shù)據(jù)解析方面的困境，在開發(fā)的LC-MS/MS法檢測(cè)30個(gè)農(nóng)藥化合物多殘留的應(yīng)用方案中，對(duì)于農(nóng)殘的數(shù)據(jù)解析，通過PeakintelligenceTM功能，運(yùn)用AI技術(shù)對(duì)色譜峰自動(dòng)智能積分，無需設(shè)置任何積分參數(shù)，幫助用戶大大簡(jiǎn)化在LC-MS/MS數(shù)據(jù)處理上花費(fèi)的時(shí)間，有效提升工作效率。
Peakintelligence™
運(yùn)用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)色譜峰智能積分
準(zhǔn)確、快速處理海量農(nóng)殘數(shù)據(jù)
PeakintelligenceTM采用人工智能AI（AI：Artificial Intelligence）技術(shù)，通過深度學(xué)習(xí)，利用大量數(shù)據(jù)開展學(xué)習(xí)訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)正確檢測(cè)和積分目標(biāo)物色譜峰，減少了錯(cuò)誤檢測(cè)或未檢測(cè)色譜峰的數(shù)量，縮短確認(rèn)結(jié)果所需的時(shí)間。特別是有效解決用戶因分析經(jīng)驗(yàn)不足等原因，造成積分結(jié)果不準(zhǔn)確等問題。在顯著提升數(shù)據(jù)處理效率的同時(shí)，也可獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)結(jié)果。
按照2020版藥典通則2341《農(nóng)藥殘留量測(cè)定法》第五法《藥材及飲片（植物類）中禁用農(nóng)藥多殘留測(cè)定法》要求，采用LC-MS/MS配合PeakintelligenceTM技術(shù)開發(fā)了麥冬中30個(gè)農(nóng)藥化合物多殘留檢測(cè)的應(yīng)用方案。在麥冬樣品數(shù)據(jù)處理中，在質(zhì)譜數(shù)據(jù)處理軟件LabSolutions Insight打開LC-MS/MS采集的農(nóng)殘數(shù)據(jù)，在積分功能選項(xiàng)下拉菜單中，選擇算法“Peakintelligence_Ver2”及模型“LCMS_Model_V1”即可，無需設(shè)置任何積分參數(shù)，即可自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確完成目標(biāo)物色譜峰積分檢測(cè)。
通過運(yùn)用AI技術(shù)對(duì)不同濃度點(diǎn)的農(nóng)殘對(duì)照品進(jìn)行色譜峰智能積分，30個(gè)農(nóng)殘化合物的校正曲線相關(guān)系數(shù)r均大于0.999，農(nóng)殘混標(biāo)濃度點(diǎn)的準(zhǔn)確度范圍在94%~106%之間。在各自*濃度點(diǎn)范圍為1~5ng/mL，其準(zhǔn)確度分別為94%~100%。
以甲胺磷為例，應(yīng)用PeakintelligenceTM的AI技術(shù)解析農(nóng)殘混標(biāo)的準(zhǔn)確度%結(jié)果（濃度范圍5~200ng/mL，相關(guān)系數(shù)r=0.9992）
PeakintelligenceTM是由島津制作所與富士通株式會(huì)社、株式會(huì)社富士通研究所聯(lián)合研究開發(fā)。此外，開發(fā)過程中從大阪大學(xué)研究生院工學(xué)研究專業(yè)福崎英一郎教授、大阪大學(xué)信息科學(xué)研究專業(yè)松田史生教授處獲得研究人員需求和技術(shù)性建議。
通過深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練數(shù)據(jù)模型
在最新發(fā)表的一篇應(yīng)用通訊中，研究人員使用LCMS-8060NX分析了唾液中短鏈脂肪酸等口腔細(xì)菌產(chǎn)生的親水性代謝產(chǎn)物，以對(duì)口腔菌群進(jìn)行代謝組學(xué)研究。其中展示了使用PeakintelligenceTM技術(shù)對(duì)檢測(cè)到的色譜峰進(jìn)行積分的案例，對(duì)于復(fù)雜組分或是色譜峰未*分離的情況下，PeakintelligenceTM也可以正確檢測(cè)和積分，減少了錯(cuò)誤檢測(cè)或未檢測(cè)到峰的數(shù)量以及確認(rèn)結(jié)果所需的時(shí)間。
PeakintelligenceTM技術(shù)不僅適用于中藥農(nóng)殘檢測(cè)相關(guān)客戶，對(duì)于植物源性及動(dòng)物源性食品中農(nóng)殘檢測(cè)的用戶，也可運(yùn)用AI技術(shù)的全新算法，自動(dòng)快速處理海量的農(nóng)殘數(shù)據(jù)。目前PeakintelligenceTM技術(shù)支持農(nóng)藥殘留數(shù)據(jù)的快速解析，LC-MS/MS版初級(jí)代謝產(chǎn)物方法包和細(xì)胞培養(yǎng)上清液方法包中化合物的數(shù)據(jù)處理。
