实验设计单因素课件.ppt

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1、《实验设计与数据分析》Nov.14th,2014II-1、实验设计_单因素II-1、实验设计_单因素目录单因素实验设计实验设计均分法方差分析SPSS方差检验LSD法数据处理数据表数据图（柱形图、折线图）情境导入某公司以大豆蛋白为原料生产多肽类产品。为提高生产效果，新引入不同来源的蛋白酶9种，并且，需要对不同蛋白酶的最佳水解条件进行研究。假设你是公司新员工，接到该任务后，该如何设计实验，并正确评估蛋白酶的最佳催化条件？1、实验设计实验设计流程：确立实验目的查询实验方法选择实验模式准备数据记录实验目的：弄清蛋白酶1号的最佳酶促反应条件；实验方法：以酪蛋白为底物，TCA终止反应，在不同温度

2、、pH值、离子强度的条件下进行反应，以Lowery法检测TCA可溶多肽的含量，换算为酶促活力。结合Bradford检测蛋白质含量，计算酶比活力。实验模式：单因素实验，结合正交/响应面法进行拟合优化。数据记录：见下表蛋白酶1号最佳酶促反应条件标准方程LoweryProteinAssay最佳酶促反应：温度最佳酶促反应：pH值最佳酶促反应：离子强度管号12345678910标准蛋白质（mL）00.10.20.40.60.81.0未知蛋白质（mL)0.20.40.6蒸馏水（mL）1.00.90.80.60.40.200.80.60.4试剂甲（mL）5.05.05.05.05.05.05.05

3、.05.05.0试剂乙（mL）0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5吸光度值（A700）每管中蛋白质的量（mg）检测范围？数据梯度？不同处理数反应试剂数据记录及计算1.1单因素实验设计定义实验中只有一个影响因素，或虽有多个影响因素，在安排实验时，只考虑一个对指标影响最大的因素，其它因素尽量保持不变的实验，即为单因素实验。步骤确定实验范围x：实验点a＜x＜b确定目标根据实际及实验要求，科学安排实验点1.2单因素试验方法分类均分法对分法黄金分割法（0.618法）分数法1.2.1均分法操作方法优点只要把实验放在等分点上，实验点安排简单。n次实验可同时做，节约时间，也可

4、一个接一个做，灵活性强缺点实验次数较多，代价较大，不经济x：实验点a＜x＜b1.2.2对分法(中点取点)操作方法每次实验点都取在实验范围的中点，即中点取点法优点每做一个实验就可去掉试验范围的一半，且取点方便，试验次数大大减小，故效果较好适用情况适用于预先已了解所考察因素对指标的影响规律，能从一个试验的结果直接分析出该因素的值是取大了或取小了的情况，即每做一次实验，根据结果就可确定下次实验方向的情况例：称量质量为20~60g某种样品时，第一次砝码的质量为40g，如果砝码偏轻，则可判断样品的质量为40~60g，于是，第二次砝码的质量为50g，如果砝码又偏轻，则可判断样品的质量为50~60

5、g，接下来砝码的质量为55g，如此称下去，直到天平平衡为准20604050551.2.3黄金分割法（0.618法）单峰函数(实验中指标函数)单峰函数不一定是光滑的，甚至也不一定是连续的，它只要求在定义区间内只有一个“峰”函数的单峰性使我们可以根据消去法原理逐步地缩小搜索区间，已知其中包括了极小点的区间，称为搜索区间0.618法(黄金分割法)的构思设指标函数是一个单峰函数，即在某区间内只有一极小点，为最佳实验点f(c)

6、18法每次都按同一比例常数0.618来缩短区间，而分数法每次都是按不同的比例来缩短区间的，它是按菲波那契数列{Fn}产生的分数序列为比例来缩短区间的菲波那契数列13世纪意大利人Fibonacci曾经考虑过这样一串数,称之为Fibonacci数列{Fn}1.3均分法：最佳温度已知蛋白酶1号为中温蛋白酶，作用温度40~60℃。具体实验时，需要设定的实验内容包括：（1）温度范围：30~70℃（2）温度梯度：10℃处理号12345空白处理温度（℃）3040506070每组处理均需有空白样品蛋白质浓度（mg/mL）Bradford法测定蛋白质含量同一组样品可以使用同一数据A700nm吸光度每组

7、样品设定2~3个重复酶促活力（U/mL）由Lowery标准方程计算得出酶比活力（U/mgPro）1.3.2实验结果处理号12345温度（℃）3040506070蛋白质浓度（mg/mL）37.138.239.236.537.4A700nm吸光度平行10.0760.3550.9150.7560.186平行20.0720.4011.0550.6600.201平行30.0810.3880.9980.7650.186酶促活力（U/mL）Lowery标准方程：y=38