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'''Indirect Hard Modeling (IHM)''' ist ein nichtlineares [[Multivariate Verfahren|multivariates Analyseverfahren]] zur quantitativen Untersuchung von [[Spektroskopie|Spektren]] bzw. allgemein von [[Peak]]-förmigen Daten, zum Beispiel auch [[Chromatographie|Chromatogrammen]].

IHM kann eingesetzt werden, um aus den Messdaten einer Probe eine gesuchte Messgröße zu bestimmen, i. d. R. die Konzentration der Bestandteile der Probe. Im Gegensatz zu den klassischen datengetriebenen linearen Verfahren verwendet IHM ein [[Determinismus|deterministisches]] nichtlineares Modell, welches einer rigorosen mathematischen Formulierung der physikalischen Zusammenhänge zwischen Messgröße und Messdaten entspricht. Es besteht aus zwei Teilmodellen. Das Modell des Spektrums (oder Chromatogramms) ergibt sich dabei als gewichtete Summe von so genannten ''Hard Models'' der Spektren der einzelnen Bestandteile der Probe. Jedes Hard Model entspricht wiederum einer gewichteten Summe von parametrisierten Peak-Funktionen. Das zweite Teilmodell ist ein funktionaler Zusammenhang zwischen den im ersten Teilmodell ermittelten Gewichten und der gesuchten Messgröße, die oft physikalisch begründet als linear angenommen werden kann. Der Name der Methode erklärt sich daraus, dass das Messsignal eines Gemisches nicht direkt durch Anpassen von Banden modelliert wird, sondern ausgehend von den Hard Models der Bestandteile.

== Hintergrund ==
=== Geschichte ===
Das IHM Verfahren wurde an der [[RWTH Aachen]] entwickelt und erstmals 2004 publiziert. Erweiterungen zur Identifikation unbekannter Teilmodelle (Complemental Hard Modeling, CHM, sowie Hard Modeling Factor Analysis, HMFA, welches Ideen aus der [[Hauptkomponentenanalyse]] aufgreift) erfolgten 2008.

Bis 2010 wurden IHM und verwandte Hard Modeling Methoden an der RWTH in einer Software names PEAXACT weiterentwickelt. Ende 2011 lizenzierte die RWTH die PEAXACT-Verwertungsrechte an das Aachener Unternehmen S-PACT GmbH, das seitdem die Entwicklungen weiterverfolgt.

=== Anwendung ===
Aufgrund der Verwendung eines deterministischen Modells ist die Anwendung von IHM nicht universell für multivariate statistische Fragestellungen geeignet, sondern speziell auf die Analyse von Peak-förmigen Daten ausgerichtet. Ihr Einsatzgebiet liegt somit innerhalb der instrumentellen [[Analytische Chemie|analytischen Chemie]], vor allem der Spektroskopie und der Chromatographie.

Derzeit existieren wissenschaftliche Veröffentlichungen, welche die Anwendung von IHM auf [[Infrarotspektroskopie|Infrarot-]] und [[Raman-Spektroskopie|Raman-Spektren]] behandeln.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=F. Alsmeyer, H.-J. Koß, W. Marquardt
|Titel=Indirect Spectral Hard Modeling for the Analysis of Reactive and Interacting Mixtures
|Sammelwerk=[[Applied Spectroscopy]]
|Band=58
|Nummer=8
|Datum=2016
|Seiten=975–985
|DOI=10.1366/0003702041655368}}
* {{Literatur
|Autor=E. Kriesten, F. Alsmeyer, C. Minnich, L. Greiner, W. Marquardt
|Titel=Identification of unknown pure component spectra by indirect hard modeling
|Sammelwerk=[[Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems]]
|Band=93
|Nummer=2
|Datum=2008-10
|Seiten=108–119
|DOI=10.1016/j.chemolab.2008.05.002}}

== Weblinks ==
* [https://www.s-pact.de/de/hard-modeling Hard Modeling in der Spektroskopie] auf der S-PACT Firmenwebseite
* [https://blog.peaxact.com/2011/12/how-does-indirect-hard-modeling-work.html Funktionsweise von IHM] im PEAXACT Blog (englisch)

[[Kategorie:Computerchemie]]

Indirect Hard Modeling - Versionsgeschichte

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