Методы анализа кинетической информации в биофизических исследованиях на основе ЭВМ

• Автор: Комаров, Андрей Игоревич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

В в е д е н и е.

Глава I. АНАЛИЗ КИНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ЭВМ .

I. Постановка задачи .

2. Методы разложения экспоненциальных функций.

Обзор литературы

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА

АНАЛИЗА КИНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА МОДЕЛЬНЫХ КРИВЫХ

I. Метод анализа

А. Случай двух компонент

Б. Случай трех компонент

2. Некоторые вопросы реализации метода на ЭШ
3. Анализ модели для случая двух компонент
. Сходимость метода.
Б. Влияние облаоти задания функции О
. Граница разрешения
Г. Влияние постоянной составляющей
Д. Влияние шума .
Е. Анализ функции 2 Яг С
при воздействии шума .
4. Анализ модели для случая трех компонент
. Сходимость.
Б. Влияние области задания функции
. Граница разрешения.
Г. Анализ функции С .
5. Заключение.
стр.
Глава 3. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЬИИСЯИТЕШЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ .ЗАРЕГИСТРИРОВАННОЙ НА ФОТОНОСИТЕЛЕ.
I. Проблема ввода кинетической информации в ЭВМ 2. Структура и состав комплекса
3. Согласование ЭШ и автоматического микроденс
тометра .
4. Графопостроительпринтер.
5. Работа комплекса в системе сбора и обработки
спектральной и кинетической информации
Глава 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ
СПЕКТРАЛЬНОЙ И КИНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.
I. Структура программного обеспечения
2. Программа считывания координат линий, зарегистрированных на осциллограмме.
3. Применение системы сбора и обработки информации при исследовании кинетики восстановления цитохрома Р0 микроссм пенени крнс
4. Применение системы сбора и обработки информации
для анализа полутоновых изображений
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ЭЛЖТРОННОКОНФОШАЦИОННЫХ ПЕРЕХОДОВ В ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ РЕАКЦИОННЫХ
ЦЕНТРАХ.
ЛИТЕРАТУРА


В этой связи возникают серьезные трудности при отождеств лении модельных решений с результатами эксперимента. Значения коэффициентов кь 3 I,. Варьирование этих параметров для макси мального приближения модельных решений к экопериментальнш данным не всегда приводит к желаемым результатам. В большинстве случаев существует несколько наборов значений коэффициентов, приближающих модель к оригиналу с заданной степенью точности. Выбор конкретных значений коэффициентов из большого их числа является самостоятельной проблемой, требующей дополнительных исследований. С другой стороны, аппроксимация экспериментально зарегистрированных кривых модельными решениями, рассчитанными с помощью ЭВМ и представленными в табличной форме, и вычисление по форме этих кривых набора наиболее вероятных значений неизвестных коэффициентов наталкивается на значительные трудности вычислительного характера. Во мно гих случаях проведение вычислений осложняется наличием облас тей неустойчивости Все это требует разработки в каждом конк ретном случае сложных математических методов. Такое положение приводит к следующему. Экспериментально регистрируемая нестационарная кинетика релаксаций системы,поведение которой моделируется системой уравнений 1. Из данных, получаемых из подобных экспериментов возможно получение только интегральных сведений о некоторых обобщенных реакциях и их скоростях. Исследователи, как правило, стремятся максимально упрос тить математическое описание системы и поиск решения. С этой целью экспериментально создаются условия, в которых система дифференциальных уравнений 1. Например, создается большой избыток одного из компонентов реакции, концентрация которого не изменяется во времени и может входить в дифференциальное уравнение в виде константы. При этом ско рость бимолекулярных реакций с участи ал этого компонента становится линейно зависимой лишь от одного переменного, и система уравнений становится линейной. В этом случае решение системы дифференциальных уравнений 1. Зч , определяющих скорости протекания реакций. В общем случае количество компонент М также неизвестно и должно быть определено. СО . Данная задача декомпозиции возникает при исследовании биокинетики различными методами, получившими распространение за последнее десятилетие. Эти новые совершенные методы применяются для изучения самых различных процессов реакций переноса электрона и протона, реакций с участием свободных радикалов и три плетных частиц, процесоов комплексообразования, ферментативных реакций и т. Особенно много интересного и важного удалось узнать о протекающих в биологических системах процессах, таких, как фотосинтез, взаимодействие антигенантитело, ферментатив ный катализ и регуляция и пр. Инициирование реакций происходит, например, с помощью быстрого смешивания реагентов струйные методы , или с помощью быстрого изменения внешних параметров, таких как давление метод скачка давления , температуры метод скачка температуры , напряженности элект1Ического поля метод электрического импульса . В импульсном фотолизе и импульсном радиолизе поглощение энергии светового или более высокочастотного излучения, а также энергии ускоренных частиц приводит к появлению в системе нестабильных молекул возбуж денных частиц или свободных радикалов. Можно либо непосредственно следить за превращениями этих молекул, либо использовать их в качестве индикаторов для изучения реакций, интересующих исследователя. Значительный успех в этой области во многом связан с быстрым развитием лазерной техники, применяемой и для наблюдения за ходом реакций и для быстрого возбуждения системы. Принципы описанных выше методов, отличающихся в конкретных реализациях и применяемых во многих областях физики и биофизики, сходны между собой. Примеры подобных кривых представлены на рис. На рис. Р0 в микросомах печени крысы струйный метод, рис. I Р0 яигаентбелковых комплексов хлоропластов шпината в присутствии экзогенного пластоцианина дифференциальная спетрофотометрия .