權威圖譜資料庫的巨擘-「KnowItAll」軟體介紹

2023/11/23

簡介

研究有機化合物的人，經常要透過光譜量測結果，推測化合物的分子結構。事實上，單透過圖譜資訊來推測化合物結構，絕非一件簡單的事。只有經過本科階段刻苦的學習，和研究所階段在實驗室實踐研究的知識背景累積，才能夠有機會看懂圖譜的表達。總之，要看懂圖譜，是需要花費時間積累處理有機化合物的相關經驗。當然，即使給了化合物的圖譜，如果是至今為止沒有研究發現過的化合物的話，要讀懂自然會有點問題，還需要時間查閱文獻和推測構造。
無論如何，想要拿到圖譜便一目了然，是件不太現實的事。但是透過軟體，實現自動化讀取圖譜的資訊，以及數據庫與智能分析校正功能，正一步一步讓使用者輕鬆地判讀圖譜資訊所帶來的背後意涵。就讓我們來介紹權威圖譜資料庫的巨擘KnowItAll軟體。

圖1. KnowItAll軟體進入畫面

用來搜索圖譜的KnowItAll是什麼呢

它提供了IR、Raman、NIR、NMR、MS、UV-Vis 等高品質的圖譜數據。介紹其中IR和Raman圖譜收集的大量資料，主要的特徵有以下四點：

擁有龐大的IR和Raman圖譜資料庫：解析圖譜的時候，能減少工作人員需要從文獻和網路上搜集資訊的時間。
內建圖譜優化功能，在檢索時可以幫助校正重要的圖譜：可以向研究人員提供不受經驗差異影響的搜索結果。
擅長檢索混合物的圖譜：因為能一次性解析，一眼就能確認，所以被用於找出解析的方向性。
檢索速度很快：解析圖譜的時候，一次檢索可能得不到滿意的結果，也時常通過改變解析模式，從特徵峰，混合物等方面來進行多次且全面的檢索。

龐大的IR和Raman圖譜資料庫

KnowItAll圖譜庫提供超過33萬張IR圖譜和超過2.6萬張Raman圖譜。隨著新的圖譜一天天地增加，圖譜資料庫也在日漸擴大，KnowItAll軟體也能夠通過網路自動更新它的資料庫。針對一個一個的化合物，只要將化合物對應文獻中的圖譜收錄在資料庫中，就能縮短解讀圖譜的時間。當然KnowItAll也可以根據輸入的化合物的結構，類比出對應的圖譜，然後從KnowItAll已經收錄的圖譜中找出和靶心圖表譜最接近的一張圖譜。

圖2. 圖譜檢索軟體畫面

擁有最優化修正功能，在檢索時可以幫助校正重要的圖譜

但是，從已知的圖譜出發檢索未知的圖譜時，不僅僅需要化學方面的知識，也要考慮到數學方面的知識。因為如果沒有精確的資料，就不能得到滿意且令人信服的檢索結果。有時，圖譜不同，檢索方法不同，甚至是因為量測儀器的品牌不同，產生的機差，都可能有機會導致出現不同的檢索結果。如此一來，我們就需要使用最優化修正功能，來排除這些意外的因素，並而導正檢索結果。KnowItAll軟體有以下的修正功能，既能夠核對搜索結果，又能確保檢索結果不會隨著外部條件而有所差異。以下為最優化功能： Baseline correction-基線修正。
ATR correction-衰減式全反射修正。
X-axis shift-X軸偏移修正。
Y-axis shift-Y軸偏移修正。
Vertical clipping-垂直裁減。
Intensity distortion-強度扭曲校正。
Raman intensity distortion-拉曼強度校正。
如圖3所表示，如果不對目標圖譜資料做修正就進行檢索的話，匹配率只有79.3%。顯示出了多達50個以上類似結構的化合物結果。經過修正，可以將匹配率提高到98.3%。就只顯示出了一個完美匹配的化合物。

圖3. 優化修正功能