Поиск и оптимизация условий культивирования, влияющих на синтез микроорганизмами экономически значимого продукта
Реферат - Биология
Другие рефераты по предмету Биология
?ит систематическую ошибку, вносимую с инокулятом, поскольку витамины и микроэлементы действуют в количествах от микрограммов на литр и могут очень сильно влиять на синтез целевого продукта /16/.
Последовательную процедуру поиска лучше проводить по схеме - макроэлементы; источники углерода; аминокислоты; витамины; микроэлементы; повышая степень чистоты на каждом этапе и уменьшая концентрации неконтролируемых по составу добавок, типа сыворотки или иных слабо охарактеризованных по составу вытяжек и гидролизатов из сырья природного происхождения.
Таблица 3
ОЭ План первого шага Бута и Кокса для поиска минимальных необходимых групп витаминов или микроэлементов /1/.
1167891213721491011121314159312581013141684123711121315169513456561234567891011117236910131415169824579121314169924681151034781015167113589111214158125671011121415169
В таб. 3 - 17-й столбец содержит числа верхних уровней в каждом эксперименте, столбец 1 - порядковые номера единичных испытаний. Остальные обозначения аналогично таб. 1.
Таблица 4, план ОЭ первого шага поиска, близкий к оптимальному.
№ э/ф123451-21-31-41-52-42-51-101-112-62-103-44-53-54-52-9В у11481112151820821481112141518209314591215197413578910131417181151357910131718961347111314161720107123467121516981256910111416172011912681316171819910126813161819811123567911121415171820141212345678910111213141516171819202013234510111617181910142478910121314151820121525781112157162345101617181991727911121314151718192012182349101214208193689101112131516191120368101113151617191021368101112131519922456714161920823456791314161920102456789101417209
Учет верхних уровней в серии экспериментов таб. 4
Верхних экспериментов
уровней
- 2
- 4
- - 7
- 4
- 3
- 2
- 1
- 1
В оптимальный для поиска активной группы интервал 30 -70% выборки факторов попадают 19 из 20 экспериментов.
План содержит испытание № 12, в котором все факторы на верхнем уровне, что является внутренним стандартом для проверки влияния на ВП выборок с меньшим количеством факторов. Если испытание № 12 не является лучшим по значению ВП, то нужны не все выбранные факторы.
питательный среда фермент антиген антибиотик
Таблица 5
Число верхних уровней в паре столбцов (факторов), - отклонения от ортогональности
234567891011121314151617181920133332233233323332222334422232244444342
В таб. 5 приведены числа верхних уровней в паре столбцов, что указывает близость к оптимуму по равномерности учета парных сочетаний факторов для первых двух столбцов. Для остальных столбцов данные не приведены, но частоты пар верхних уровней колеблются в интервале от 2 до 4, что близко к оптимальной частоте в 3 общих пары.
После постановки серии активных экспериментов достаточно провести ранжировку и выбрать серию опытов с максимальным выходом процесса. Анализируя эти эксперименты в парах с худшими, несложно сделать выводы о значимости той или иной группы без явной математической обработки и арифметических вычислений. При большой ошибке измерения ВП может быть сложно выбрать единственное сочетание в первой же серии. Скорее будет найден группа из 2-3 примерно равноценных экспериментов, недостоверно отличающихся друг от друга по величине ВП. Лучше сравнивать группы, сильно отличающиеся по выходу процесса, 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. Для этого достаточно возможностей простейшего текстового редактора для любого ПК, без использования специализированных математических и статистических пакетов прикладных программ.
После нахождения сильно действующих групп факторов из разных классов, можно перейти к поиску многокомпонентной синтетической добавки, уменьшая компоненты неизвестного состава и применяя отсеивающие эксперименты по сверхнасыщенной схеме для большего количества факторов. Не исключена сильная связь между компонентами питательной среды из разных классов и при возможности это нужно проверить экспериментально. В руководстве Максимова, Федорова /1/ приведено много планов, позволяющих проверить до 32 факторов на 16 экспериментальных точках при обычной расстановке факторов и до 64 факторов при описанной выше расстановке двух факторов в одном столбце, размещая каждый фактор на своем уровне (сверхнасыщенность второго типа).
Сверхнасыщенные планы Бута и Кокса /цит. по 1/ в этом отношении предпочтительнее построенных путем комбинации случайных выборок из проверяемого множества подозреваемых факторов без каких-либо явно формализованных критериев.
Критериями оптимальности отсеивающих экспериментов можно считать учет парных сочетаний факторов с равными частотами (ортогональность вектор - столбцов), что позволяет более полно учесть сочетания высших порядков и увеличить качественное разнообразие испытуемых вариантов питательных сред при ограниченном количестве опытов в серии, обеспечить близкое к максимальному разнообразие для выбранного количества испытаний /5/. Для этого лучше всего подходят серии экспериментов с числом, кратным 4. Количественно выборки из проверяемой группы подозреваемых факторов в каждом опыте желательно должны попадать в интервал от 30 до 70% от всей проверяемой группы, незначительно отличаясь в большую или меньшую сторону в небольшом количестве опытов одной серии. Это близкая к оптимальной тактика поиска небольшой группы связанных между собой сильно действующих факторов среди достаточно большого подозреваемого множества и вероятного большого количества нейтральных, пассивных по влиянию на ВП, сочетаний факторов, строго док?/p>