Поиск и оптимизация условий культивирования, влияющих на синтез микроорганизмами экономически значимого продукта
Реферат - Биология
Другие рефераты по предмету Биология
ий. Представление результатов в виде корреляционной таблицы уже является первой стадией математической обработки. И эта стадия весьма информативна, не смотря на простоту получения. К сожалению, редко используется в массовой работе.
Применение сериального критерия, или метода парных сравнений, которые строго сформулированы и обоснованы математиками, позволяет при минимальных арифметических расчетах сделать минимально субъективные выводы и оценить их надежность /7/. При большой ошибке измерения ВП может быть сложно выбрать единственное сочетание в первой же серии. Скорее всего, будет найден группа из 2-3 примерно равноценных экспериментов, недостоверно отличающихся друг от друга по величине ВП. Уточнить влияние компонентов найденной группы несложно в следующей серии испытаний.
Лучше сравнивать группы, сильно отличающиеся по ВП, при, желательно, небольшом качественном различии. Это несложно сделать, представив результаты в виде корреляционной таблицы, переставляя строки и столбцы первоначального плана в наиболее удобном и наглядном виде. Такое построение можно быстро сделать на любом ПК, не выходя за возможности современных текстовых редакторов и без применения специализированных математических программ. Автоматическую ранжировку результатов позволяют сделать даже многие программируемые калькуляторы.
Постановка поискового опыта по плану, близкому к ДФЭ высокой степени дробности значительно облегчает обработку результатов и повышает надежность выводов. В микробиологии при посевах на искусственные питательные среды стоимость каждого опыта, как правило, невысока, поэтому значительно удобнее применять план близкий к ДФЭ из двух противоположных планов Бута - Кокса. Если есть возможность, то нужно ставить максимальное количество опытов в серии и не держаться за свернасыщенную схему, когда количество проверяемых факторов больше количества единичных испытаний.
При возможности постановки ДФЭ, лучше выбрать план, в котором все вектор - столбцы ортогональны, поскольку в планах Бута-Кокса есть отличающиеся от ортогональности пары вектор - столбцов. Но это не обязательно, поскольку слегка избыточный план (количество опытов незначительно превышает количество проверяемых факторов, в данном случае 24 опыта на 20 факторов) весьма устойчив к небольшим отклонениям от строгой оптимальности и не единственный. Если приходится использовать экспериментальных животных, либо иные дорогостоящие опыты, то нужно решать о целесообразности выбора того или иного плана в каждом конкретном случае.
Если позволяют экономические возможности, то лучше поставить избыточную серию экспериментов (количество экспериментов хотя бы не на много превышает количество проверяемых факторов). В первой серии можно зафиксировать концентрации аминокислот, принятые для близкородственных объектов, на верхнем уровне. На нижнем взять 0-вые концентрации. Во второй серии поменять уровни местами, если ограничится планом таб.1. Тогда каждый эксперимент в серии будет иметь противоположный, что значительно облегчает обработку результатов в случае большой ошибки измерений, позволяя эффективно применить метод парных сравнений /7/. Это строго доказано математиками и подтверждено многочисленными экспериментальными работами. Кроме того, эксперимент будет содержать 24 опыта для 20 аминокислот. Это уже не сверхнасыщенная схема, а близкий к ДФЭ (в строгом смысле не есть ДФЭ, т.к. 24 испытания не есть степень 2) с близким к оптимальному набором опытов для поиска при минимальных начальных ограничениях. Такой план эффективен на первых шагах, при наличии только априорной и аналоговой информации достаточно общего характера.
Выбрав минимальную группу аминокислот, можно поставить уточняющую часть работы, применяя дробный или полный факторный эксперимент, что определяется, прежде всего, экономическими возможностями.
Для поиска минимальной группы необходимых витаминов может подойти сверхнасыщенный план Бута и Кокса таб. 3 /цит. по 1/, позволяющий проверить различные выборки из 16 факторов на 12 экспериментах при фиксированном фоне неорганических компонент, углеводов, аминокислот и пептидов. Такой план несколько лучше в смысле разнообразия сред (условий), чем план таб.1 из которого случайным образом отброшены 4 столбца. Приводимая здесь запись плана таб. 3 тоже отличается от принятой в литературе /1/ и была подвергнута небольшим преобразованиям, аналогично плану таб.1. Микроэлементы тоже можно проверить, применяя указанный выше план таб.3 для витаминов на фиксированном фоне прочих соединений.
Если количество подозреваемых факторов невелико (около 10), то рациональнее взять в качестве плана дробную реплику максимальной дробности от ПФЭ и противоположный по уровням план, с превышением числа опытов над числом факторов, либо ДФЭ с подходящим количеством факторов и испытаний. На первых стадиях изучения объекта невозможно указать единственный оптимальный план, слишком велико разнообразие начальных условий. Необходимо прочувствовать логику выбора близкого к оптимальности плана, поскольку абсолютно оптимального и единственного не существует. Превышение числа единичных опытов над числом факторов только повысит надежность и скорость нахождения активной группы и определяется, прежде всего, экономическими возможностями.
Как и при поиске витаминов, поиск микроэлементов требует повышенной чистоты воды и посуды. Желательно применять посевной материал в виде отмытых клеток, чтобы умень?/p>