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Analytische Chemie

Einführung​

Die analytische Chemie stellt die Instrumente und Techniken bereit, die zur Identifizierung und Quantifizierung der chemischen Bestandteile einer Probe erforderlich sind, und ist ein Eckpfeiler sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie. Sie ist für ein breites Spektrum von Anwendungen unerlässlich, von der Umweltüberwachung bis zur Arzneimittelforschung.

Trotz der Vielfalt der Analysemethoden ist ein gemeinsamer Nenner die große Menge an Daten, die mit instrumentellen Methoden erzeugt werden. Diese Daten müssen verarbeitet und interpretiert werden, um aussagekräftige Informationen zu erhalten. Das macht die analytische Chemie zu einem herausfordernden Bereich für das Forschungsdatenmanagement.

Datentypen​

Im Gegensatz zu einigen anderen Bereichen der Chemie werden die meisten Forschungsdaten in der analytischen Chemie mit instrumentellen Methoden gewonnen. Außerdem kann der Umfang und die Komplexität der Daten je nach Methode stark variieren.

Techniken wie Massenspektrometrie, Chromatographie und Spektroskopie erzeugen komplexe Daten, die aus Rohdaten, Metadaten und verarbeiteten Daten bestehen. Rohdaten sind oft proprietär und benötigen spezielle Software, um sie zu öffnen und zu interpretieren. Metadaten sind entscheidend für das Verständnis der Versuchsbedingungen und -parameter. Die verarbeiteten Daten können von einfachen Peaklisten bis hin zu komplexen multivariaten Modellen reichen.

Für bestimmte Datentypen sind einige offene Datenformate verfügbar, wie z. B. Massenspektrometriedaten im mzML-Format. Das JCAMP-DX-Format wird für optische Spektroskopiedaten verwendet. Dieses Format eignet sich auch für NMR-Spektroskopiedaten, allerdings mit einigen größeren Einschränkungen. Bei Chromatographie- oder kombinierten Chromatographie-Massenspektrometriedaten ist die Situation komplexer, da viele Anbieter ihre eigenen proprietären Formate haben.

ELNs und andere Tools​

Für eine effiziente Datenverwaltung sollten die Werkzeuge auf Projekt- oder Gruppenebene auf der Grundlage der Arbeitsabläufe ausgewählt werden. Da Arbeitsabläufe oft methodenspezifisch sind, sollten Nutzungsrichtlinien und Metadatenvorlagen in einem Datenmanagementplan (DMP) definiert und dokumentiert werden. NFDI4Chem bietet eine auf die Chemie zugeschnittene RDMO-Vorlage.

ELNs für die allgemeine Chemie können in der Regel für analytische Chemiedaten verwendet werden und eignen sich möglicherweise gut für Ihr Forschungsthema. Es gibt jedoch auch spezialisierte Tools, die auf die Bedürfnisse von analytischen Chemikern zugeschnitten sind. Diese Tools enthalten häufig Funktionen zur Verwaltung von Gerätedaten, zur Verarbeitung von Rohdatendateien und zur Visualisierung von Ergebnissen. Sie können auch Werkzeuge für die chemometrische Analyse enthalten.

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Daten veröffentlichen​

Daten aus der analytischen Chemie können auf verschiedenen Plattformen veröffentlicht werden, je nach Forschungsgegenstand und Datentyp.

Wenn die Analysedaten eine unterstützende Rolle in einer größeren Studie spielen, kann es sinnvoll sein, sie in einem allgemeinen Repository zu veröffentlichen. Wenn sich die Forschung auf die Analysemethode selbst konzentriert, ist ein spezialisiertes Repository möglicherweise besser geeignet.

Zu den allgemeinen Repositories gehören RADAR4Chem oder Zenodo. Für analytische Daten im Zusammenhang mit Daten aus der synthetischen Chemie könnte auch das Chemotion Repository eine geeignete Option darstellen.

Für methodenspezifische Daten gibt es mehrere spezialisierte Repositories. Einige Beispiele sind:

  • MassBank EUFachspezifisches Ökosystem von Datenbanken und Werkzeugen für Massenspektrometrie-Referenzspektren.
  • MetaboLights
    Ein Repository für metabolomische Studien.
  • nmrXivEin fachspezifisches Repositorium für NMR-Daten.

Diese Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, und möglicherweise gibt es andere Repositories, die für Ihre Daten besser geeignet sind.

Herausforderungen​

Die größte Herausforderung bei der Verwaltung von Daten aus der analytischen Chemie ist die Vielfalt des Fachgebiets. Verschiedene Methoden erzeugen verschiedene Arten von Daten, und die Daten können sich in Umfang und Komplexität stark unterscheiden. Wie bereits erwähnt, stellt die große Zahl verschiedener Anbieter und proprietärer Datenformate ein großes Hindernis für die gemeinsame Nutzung und Wiederverwendung von Daten dar.