Пошук і оптимізація умов культивування, що впливають на синтез мікроорганізмами економічно значущого продукту
Шулюпін О.К.
Пущино 2012
Список використовуваних скорочень.
ПК - персональний комп'ютер
ЦП - цільовий продукт мікробіологічного синтезу
ВП - вихід процесу (рівень синтезу цільового продукту)
ОЕ - відсіває експеримент, завдання якого полягає у зменшенні
кількості досліджуваних змінних, знаходженні сильнодіючих
на ВП факторів і відкиданні нейтральних
ПФЕ - ​​повний факторний експеримент
ДУПФЕ - ​​дворівневий повний факторний експеримент
ПОСЛУ - погано обумовлена ​​система лінійних рівнянь
СЛЗ - система лінійних рівнянь
ІФА - імуноферментний аналіз
Анотація
У пропонованій роботі розглянута задача прикладної мікробіології з пошуку компонентів живильного середовища і умов культивування, що впливають на синтез економічно значущого продукту (ферменти, антигени, антибіотики).
Представлений розроблений дворівневий план відсіває експерименту з 15 ю перевіряються факторами на 16 ти експериментальних точках, близьке до оптимального по рівномірному обліку поєднань пар факторів у серії експериментів. План єдиний і оптимальний для випадку відсутності апріорної інформації та зазначених кількостей факторів, дозволяє перевірити до 30 факторів при розміщенні нового чинника на кожному рівні.
Пропонується алгоритм побудови дворівневих планів другого кроку, уточнюючих знайдені фактори, обумовлені, з отриманою інформацією. Побудований близький до оптимального трирівневий план перехідного до оптимізації експерименту, що дозволяє уточнити рівні і фактори при перевірці 5 факторів на 8 експериментальних точках. Пропонується нова форма запису, яка зменшує ймовірність помилки при експериментальній постановці. p align="justify"> Розглянуто обмеження дворівневого повного факторного експерименту при вирішенні задач знаходження оптимальних умов культивування як некоректно поставленого завдання та запропоновано шлях регуляризації через оцінки значущості коефіцієнтів полінома із застосуванням непараметричних критеріїв, побудови графіків, кореляційних таблиць і кореляційних полів до рішення системи лінійних рівнянь.
Передмова
Розвиток біотехнології, вдосконалення раціонів вигодовування сільськогосподарських тварин і рослин, розширення виробництва харчових добавок для людей ставлять завдання швидкого пошуку компонентів харчування з підвищеною біологічною активністю. В опублікованій літературі задачі оптимізації раціонів розроблені досить глибоко, але завдання оптимального пошуку компонентів харчування з підвищеною біологічною активністю розроблені слабше і на наш погляд не відповідають сучасним потребам промисловості та сільського господарства. p align="justify"> У пропонованій роботі розглянуті в першу чергу завдання пошуку, близького до оптимального, фізіологічно активних компонентів їжі (нутрієнтів), необхідних різноманітним живим системам для інтенсивного росту і синтезу біологічно активних сполук (економічно важливого цільового продукту).
Найбільш повно в існуючій літературі ці питання розглянуті для мікроорганізмів у класичному керівництві Максимова, Федорова/1 /, але ця монографія вже давно стала бібліографічною рідкістю. До того ж методи обробки результатів активного пошуку (відсіває експерименту) розглянуті недостатньо повно, що не відображено застосування комп'ютерів при обробці результатів, слабо розглянуті обмеження ДУПФ, сильний акцент на ручні обчислювальні операції і від читача потрібно досить висока математична підготовка, що обмежує контингент потенційних користувачів.
У пропонованій роботі зроблена спроба ліквідувати або скоротити перераховані прогалини. Спочатку розглянуті завдання планування і обробки результатів активних експериментів при проведенні пошуку, близького до оптимального. Запропоновано критерії оптимальності побудови серії пошукових експериментів на основі насичених і наднасичене планів відсіює експерименту. Ця частина роботи не вимагає підвищеної математичної підготовки, але має на увазі досить розвинену інтуїцію дослідника. На нашу думку, без інтуїції пошукові роботи проводити не раціонально, оск...
