Сравнение опубликованных в 2018-2024 гг. универсальных моделей для предсказания газохроматографических индексов удерживания

Аннотация

. Индексы удерживания широко используются в газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии в качестве дополнительного фактора при предварительной идентификации (наряду с масс-спектром). Справочные данные об индексах удерживания доступны лишь для ограниченного числа молекул, в остальных случаях можно использовать предсказанные с помощью математических моделей индексы удерживания. Модели для предсказания индексов удерживания, разработанные до 2018 года, в основном имеют или очень низкую точность, или очень узкую сферу применимости. Однако в последние годы, начиная с 2018 года, ситуация начала меняться: применение глубоких нейронных сетей и больших обучающих наборов (в основном разные версии базы данных NIST) позволило построить одновременно точные и универсальные модели для предсказания газохроматографических индексов удерживания, причем точность повышается с течением времени. За последние годы было опубликовано в открытом доступе как минимум 7 моделей, основанных на глубоком обучении, для предсказания газохроматографических индексов удерживания. Во всех случаях авторы декларируют, что точность их модели выше, чем точность предыдущих моделей, однако какие-либо независимые измерения точности во всех случаях отсутствуют. Целью данной работы было объективное критическое сравнение моделей для предсказания индексов удерживания и соответствующего программного обеспечения с использованием одного и того же набора данных об удерживании, заведомо не пересекающегося с обучающими наборами, использованными авторами моделей. Было рассмотрено 7 моделей и соответствующих компьютерных программ, в том числе модели MetExpert (2018), DeepReI (2021), SVEKLA (2021), AIRI (2024). Показано, что для неполярной неподвижной фазы (ZB-5MS) точность новейших моделей постепенно приближается к точности референсных библиотек и является чрезвычайно высокой. Более новые модели действительно являются более точными, чем более старые. В то же время для полярной неподвижной фазы (SH-Stabilwax) точность (независимый набор данных) очень низкая и значительно ниже, чем заявлено в оригинальных статьях, посвященных моделям для предсказания индексов удерживания. Отдельной проблемой для неопытного пользователя является компиляция и запуск программного обеспечения спустя несколько лет после публикации из-за несовместимости файлов моделей с новыми версиями фреймворков; авторы обычно не поддерживают никаким образом программное обеспечение после публикации статьи в журнале.