Поиск и оптимизация условий культивирования, влияющих на синтез микроорганизмами экономически значимого продукта
Реферат - Биология
Другие рефераты по предмету Биология
о обратно пропорциональному (рис 4. кривая 1).
Поскольку ошибку измерения ВП бактериальной популяции сложно сделать менее 20%, то первые несколько экспериментов по уровню ВП могут достоверно между собой не отличаться. Согласно сериальному критерию /7/ выбор фактора 1 на верхнем уровне в качестве значимого при указанном распределении будет сделан с надежностью свыше 90% (группа факторов свыше 8), надежность выбора второго на нижнем уровне - не хуже 80% (группа факторов из 4-х). Такое расположение учитывает интуитивный выбор экспериментатором наиболее значимых факторов на первые места.
После постановки эксперимента и ранжировка согласно полученным результатам эта гипотеза может быть принята или отвергнута, если получится иное расположение экспериментов, отличающееся от распределения таб.6, которое предлагается назвать каноническим. Распределение рис. 2, кривая 1 - неплохой результат для первого ОЭ, поскольку есть серия экспериментов с ВП, достоверно отличным от 0 и есть серия с ВП, близким к 0, что позволяет сразу сократить количество подозреваемых факторов, отбросив явно нейтральные по влиянию на ВП комбинации факторов. Гораздо хуже, когда во всех экспериментах ВП практически одинаков. Но если ВП = 0 во всей серии, то означает, что среди выбранных факторов нет искомых регуляторных и это самый худший вариант.
Таблица 8
План отсеивающего эксперимента /1/
№ э.12345678910111213141--+++-+-+-++-+2+--+-----+---+3-+-++--++++-+_4++++++--++-+-+5-----+++--+---6+-+-+++-+++-++7-++--++-++-++-8++-----+--+---9--+--+-+-+++++10+----+------++11-+--+-+-+-----12+++-+-------+-13---+++-+-++++-14+-++--+++-++--15-+++--++++-+++16++-+++++---+-+
В отличие от предлагаемого плана табл.6 , описанный ранее /1/ насыщенный двухуровневый план ОЭ табл. 8 имеет недостатки. Пары вектор - столбцов 1-7, 1-8, 1-9. 1-10, 1-11, 1-12, 1-13, 1-14 неортогональны. Следствием этого является то, что число общих пар факторов в серии из 16 экспериментов отличается от 4.
Более конкретно - для пары вектор - столбцов (1;7) сочетание (- -) встречается 3 раза, сочетание (+ +) 3 раза, (+ -) 5 раз,(- +) 5 раз, в то время как в ортогональной паре вектор-столбцов (1;2) все названные комбинации встречаются по 4 раза. Неортогональные пары вектор - столбцов плана табл.7 перечислены не полностью.
Следовательно, по крайней мере, для перечисленных вектор - столбцов априорные частоты встречаемости общих пар факторов в паре экспериментов получаются отличными от равномерного распределения, что приводит к сильно смещенному учету сочетаний факторов по три и более, априорному преимуществу одних сочетаний факторов и потере других сочетаний. Такое расположение факторов уменьшает качественное разнообразие проверяемых вариантов питательных сред и смещает оценки учета групп факторов, внося трудно контролируемые предпочтения одних комбинаций факторов перед другими.
Кроме этого, в рассматриваемом плане табл.8 отсутствует вариант испытания, в котором все факторы находятся на верхнем уровне. Следовательно, при построении плана с противоположными уровнями будет отсутствовать эксперимент со всеми факторами на нижнем уровне, что усложняет применение непараметрического критерия - метода парных сравнений, эффективного в случае большой ошибки измерения ВП, или при качественной оценке ВП. Отсутствие эксперимента с расположением всех факторов на верхнем (нижнем) уровне приводит к потере многих комбинаций факторов и сокращает количество проверяемых вариантов условий культивирования при том же, как и в плане таб.6, числе опытов. Эксперимент, учитывающий все факторы на одном уровне так же служит внутренним стандартом при обработке результатов поиска. Некий эталон, по которому можно судить, есть ли меньшая комбинация факторов с таким же или большим ВП, нет ли во всей выборке ингибирующих факторов. Это несложно сделать по месту эксперимента со всеми верхними уровнями факторов в ранжированном ряду. Если названный эксперимент - достоверно самый лучший, то нужна вся выборка, если в середине распределения, то есть ингибирующие факторы и нужны не все, т.е. задача отсеивания решается нагляднее, проще и полнее.
Предлагаемый план табл.6 подходит так же для задачи поиска сочетаний факторов, влияющих на синтез целевого продукта при наличии синтеза при культивировании на гидролизате или вытяжке природного сырья после разделения его физико-химическими методами (ионообменная хроматография, гель - фильтрация и т.д.) при наличии большого количества фракций. Из плана табл.6 при наличии проверяемых факторов не более 16 можно выбрать оптимальный план в смысле равномерного учета сочетаний пар факторов и максимального количества противоположных экспериментов, оставив столбцы 1-4 и 11 - 14 (всего 8 столбцов).
Предлагаемая запись плана ОЭ табл.6 позволяет уменьшить вероятность ошибки при выполнении экспериментальной части работы, поскольку обозначение факторов легко увязать с нумерацией столбцов. Упорядоченность расположения факторов в таб. 6 меньше напрягает внимание и уменьшает вероятность промаха исполнителем. Это отвечает 0-гипотезе о наибольшей значимости сочетания факторов (1;-2) на указанных уровнях. Если после реализации эксперимента и ранжировку результатов получилось иное расположение, то эту 0-гипотезу можно обоснованно отвергнуть.
Кроме этого, было увеличено количество проверяемых факторов путем размещения на каждом уровне новой добавки (сверхнасыщенность плана поискового эксперимента 2-го типа). Так, в первом столбце поместили пару глюкоза 2г/л - эритрит 2г/л, т.е. на верхнем уровне - глюкоза, на нижнем - эритрит. Во втором столбце - фосфат натрия 4 г /л, рН 7,2, на верхнем уров?/p>