Комп’ютерні технології у фармації
Дослідження полісахаридних комплексів. Критичне значення критерію Кохрена. Кінетична модель процесу етерифікації етилового спирту оцтової кислоти. Константа хімічної рівноваги. Графічні залежності концентрації. Однофакторний дисперсійний аналіз.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 18.05.2012 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Івано-Франківський державний медичний університет
Кафедра інформаційних технологій, медичної і біологічної фізики
Завідувач кафедрою
професор Мойсеєнко М.І.
КОМП'ЮТЕРНІ ТЕХНОЛОГІЇ У ФАРМАЦІЇ
Курсова робота
Номер залікової книжки 47-05
Варіант 47
Задачі 8, 29, 37
2008
Зміст
1. Задача 8:
· умова задачі;
· теоретична частина;
· розрахункова частина;
· висновки.
2. Задача 29:
· умова задачі;
· теоретична частина;
· розрахункова частина;
· висновки.
3. Задача 37:
· умова задачі;
· теоретична частина;
· розрахункова частина;
· висновки.
Література
Задача №8
Дослідження полісахаридних комплексів (ПСК) на спермоцидну дію. Дані представлені в таблиці:
|
Сперматограма |
Наявність рухливих сперматозоїдів(повторні досліди) |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
ПСК № 1 водний |
9,6 |
15,6 |
34,4 |
28,1 |
15,3 |
24,6 |
|
|
ПСК № 2 етилацетатний |
30,2 |
25,6 |
26,4 |
36,4 |
22,6 |
38,7 |
|
|
ПСК № 3 бутанольний |
39,8 |
26,5 |
28,7 |
25,3 |
19,8 |
30,3 |
Мета - визначити ПСК, що володіє найменшою (не згубною для сперматозоїдів) дією.
Теоретична частина
Для визначення ПСК, що володіє найменшою (не згубною для сперматозоїдів) дією використаємо однофакторний дисперсійний аналіз із однаковим числом повторень дослідів.
За умовою задачі фактор А - полісахаридний комплекс. Фактор змінювався на 3 рівнях: а1 - ПСК № 1 водний; а2 - ПСК № 2 етилацетатний;а3 - ПСК № 3 бутанольний.
Для проведення дисперсійного аналізу необхідно ввести в електронну таблицю MS Excel (рис.1.1) вихідні дані: - відгук на і-ому рівні у m-тому досліді (i = 1,2,…k, m = 1,2, …r); k - кількість рівнів фактора А (k = 3); r - число повторних дослідів ( r = 6).
Застосування дисперсійного аналізу передбачає перевірку на відтворюваність експерименту або однорідність дисперсій, тобто на відсутність достовірної різниці в дисперсіях усіх серій експерименту.
Перевірка відтворюваності експерименту.
У випадку однакового числа повторних дослідів для оцінки однорідності дисперсій застосовується критерій Кохрена (У):
,
де - експериментальне значення критерію Кохрена; - максимальна дисперсія; - сума всіх дисперсій за k рівнями фактора А.
При розрахунку використовуємо такі вкладені функції MS Excel:
- для знаходження дисперсії - функцію ДИСП;
- максимальне значення дисперсії - функція МАКС;
- середнього арифметичного СРЗНАЧ.
Критичне значення критерію Кохрена визначається за спеціальною таблицею Утабл = У(?; r-1; k) = У(0,05; 5; 3) = 0,7071 . Порівнюючи експериментальне і табличне значення критерію Кохрена, можна зробити висновок щодо однорідності дисперсій. Якщо дисперсії однорідні приступаємо до дисперсійного аналізу.
Дисперсійний аналіз.
В однофакторному експерименті гіпотеза Н0 (або нуль-гіпотеза) полягає у тому, що ефекти рівнів фактора рівні між собою (?1 = ?2 = ?3), тобто немає значної різниці між трьома полісахаридними комплексами.
Для перевірки гіпотези Н0 використовуємо вбудований пакет аналізу (Сервис>Анализ данных>Однофакторный дисперсионный анализ) у вікні, що з'явилося, задати:
- Вхідний інтервал - вихідні дані дослідів (В5:D11);
- Групування - як розташовані вихідні дані різних факторів (по стовпчиках);
- Мітки в першому рядку - назви рівнів фактору в першому рядку;
- Альфа- рівень значущості (0,05);
- Вихідний інтервал - клітинка початку виводу результатів - кнопка ОК.
В результаті дисперсійного аналізу з'являться дві таблиці (рис. 1.2). В першій таблиці для кожного рівня фактора А підраховані Суми, Середні значення (уаі сер) та Дисперсії . Друга таблиця - Таблиця дисперсійного аналізу: Разом - загальна сума; SS - суми квадратів відхилень від середніх значень; df - число ступенів вільності; MS - середні квадрати відхилень (дисперсії); F - експериментальні значення критерію Фішера; F критичне - табличні значення критерію Фішера для заданого рівня значущості. Порівнюючи табличні та експериментальні значення F-критерію можна зробити такі висновки: якщо Fексп > Fтабл, то гіпотеза Н0 відхиляється. Це означає, що рівні фактора А мають значний вплив на відгук (?і ? 0). У протилежному випадку гіпотеза Н0 підтверджується: немає значної різниці між полісахаридними комплексами на цьому дослідження припиняють.
Побудова ряду переваг.
Використання F-критерію в дисперсійному аналізі дозволяє зробити лише один загальний висновок про вплив фактора А: впливає чи не впливає. Визначити, які саме рівні фактора А відповідальні за відкидання гіпотези Н0, можна за допомогою методу множинних порівнянь (множинний критерій Дункана). Даний метод полягає в наступному.
Середні значення розташовують в порядку зростання. Розраховують нормовану похибку середнього за формулою:
.
Значущі ранги знаходять з таблиці значущих рангів при обраному рівні значущості ?=0,05 (5% похибка) та числі степенів вільності ?між виписують (k-1) значення рангів (Р). Найменші значущі ранги (НЗР) обчислюють за формулою:
.
Порівнюють відмінність середніх значень відгуків для рівнів фактору за допомогою відповідних НЗР.
Ряд переваг будується на основі порівняння середніх значень відгуку і з урахуванням рівнів, які статистично не відрізняються, так як відмінність між ними не значна.
Розрахункова частина
Рис.1.1 Перевірка дисперсій на однорідність
Рис.1.2 Перевірка на наявність різниці між полісахаридними комплексами.
Висновки
1. Отримане експериментальне значення критерію Кохрена є менше за критичне значення критерію Кохрена, отже дисперсії можна вважати однорідними, а експеримент відтворюваним
2. За результатами дисперсійного аналізу експериментальне значення F-критерію є менше за критичне значення критерію, отже суттєвої різниці між полісахаридними комплексами при дослідженні на сперміцидну дію немає. Усі ПСК впливають в тій чи іншій мірі однаково.
Задача №29
Потрібно скласти кінетичну модель процесу етерифікації етилового спирту оцтової кислоти , знайти значення констант швидкостей і підтвердити механізм реакції. На першому етапі дослідження отримані експериментальні дані про ступінь перетворення Х прореагованої основної вихідної речовини (оцтової кислоти) у часі
|
t, сек |
64 |
103 |
137 |
164 |
|
|
ХА |
0,25 |
0,345 |
0,421 |
0,474 |
Експериментально встановлено також, що константа рівноваги
,
де k1 i k2 відповідно константи швидкості прямої і зворотної реакції (шукані параметри),
.
- ступінь перетворення вихідної речовини А в момент часу t. Визначити час протікання реакції і побудувати графіки залежності концентрацій всіх речовин від часу.
Теоретична частина
Рівняння, що відображає зміну концентрації якої-небудь речовини з часом під час хімічного перетворення називається кінетичним, а крива що відповідає цьому рівнянню - кінетичною кривою. Такі рівняння можуть бути описані одним або системою диференційних рівнянь ліві частини яких - похідні , , …, а праві частини - функції шуканих концентрацій реагентів системи СА, СВ, ….
За умови сталої температури та визначеного середовища константи швидкості k1, k2, … ki , що входять у кінетичні рівняння, можна розглядати як сталі величини і тоді отримуємо практично диференціальні рівняння із сталими коефіцієнтами.
Для рішення кінетичних диференціальних рівнянь потрібно їх проінтегрувати, застосувавши один із відомих методів: аналітичний, наближеного чисельного інтегрування або цифровий (за допомогою ПК).
Для рішення простих реакцій типу ; ; ; ; можна використовувати аналітичний спосіб інтегрування.
Для розв'язку кінетичних диференціальних рівнянь (або систем) необхідно їх про інтегрувати. Аналітичним способом диференціальні кінетичні рівняння можуть бути проінтегровані (вирішені) тільки для простих реакцій типу: .
Для складних реакцій, що описуються системами кінетичних диференціальних рівнянь (як правило, нелінійних), знайти розв'язок аналітичним способом дуже важко. При вивченні реакцій, кінетичні рівняння яких не піддаються аналітичному розв'язку, необхідно застосовувати методи наближеного чисельного інтегрування. Однак ці методи громіздкі і нерідко доводиться відмовлятися від аналітичного розв'язку задачі і користуватись лише емпіричними даними.
В даний час при вивченні кінетики хімічних реакцій (особливо складних) рекомендується користуватися машинним методом розв'язку кінетичних рівнянь шляхом моделювання процесу хімічного перетворення на комп'ютері. Це дозволяє скоротити кількість трудомістких і тривалих експериментів, що значно полегшує і прискорює роботу дослідника. Таким чином, розв'язок кінетичних рівнянь на ЕОМ здійснюється в багато разів простіше і швидше. Але головна перевага комп'ютерного моделювання полягає в тому, що на ЕОМ можна вирішувати і ті задачі, для яких точний аналітичний розв'язок неможливий, а наближений занадто трудомісткий і пов'язаний з великими витратами часу.
Складні реакції математично описуються системами диференціальних кінетичних рівнянь, кількість яких визначається кількістю речовин, що вступають в реакцію. До мінімально складних реакцій належать:
- зворотні реакції: ,
- паралельні реакції: та ,
- послідовні реакції: .
Поєднання цих трьох типів складних реакцій утворює більш складні реакції.
Константа швидкості реакції k є однією з основних величин у хімічній кінетиці. Як випливає з закону діючих мас, константа швидкості реакції k показує, з якою швидкістю йде хімічний процес при концентраціях реагуючих речовин, рівних одиниці. Залежність константи швидкості реакції k від температури найбільше часто виражають у вигляді рівняння Арреніуса:
де Т - абсолютна температура; R - універсальна газова постійна; Е - енергія активації; е - основа натуральних логарифмів; k0 - коефіцієнт пропорційності (при Т0 k=k0
Константи хімічної рівноваги. Багато хімічних процесів протікають за схемою зворотних реакцій, які характеризуються тим, що через якийсь час після їхнього початку швидкості прямої і зворотної реакції стають рівними одна одній і настає хімічна рівновага. Такий стан у кожному випадку визначається так званою константою рівноваги.
Константа хімічної рівноваги К - це відношення констант швидкості прямої і зворотної реакцій
(19)
Значення констант рівноваги знаходять через парціальні тиски (для газів - Кp), або як функцію концентрацій речовин, що беруть участь у реакції, (для рідин - Кc) за відповідними формулами.
Наприклад, у реакції
для газів
для рідин
Константа хімічної рівноваги K визначається, як правило, експериментально. Якщо значення K відомо, то константи швидкостей реакцій k1 і k2 відповідно в прямому і зворотному напрямку можуть бути знайдені за допомогою комп'ютерного моделюванням кінетичних рівнянь зворотної реакції.
Ступінь перетворення. На практиці при протіканні хімічних реакцій вихідні речовини перетворюються повністю або частково, що можна оцінити значеннями поточних концентрацій цих речовин. Однак, значно простіше оцінювати стан перетворення вихідної реагуючої речовини величиною так званого ступеня перетворення. Якщо перетворення речовини А відбувається повністю, то це відповідає ступеню перетворення ХА = 1. Якщо перетворення речовини А зовсім не відбувається (реакція не протікає), то ХА = 0. Ступінь перетворення може приймати значення від 0 до 1, є безрозмірною величиною і характеризує певний вихідний реагент. Як правило його виражають відношенням:
(а)
де - відповідно початкова і кінцева кількість реагенту; () - кількість перетвореного вихідного реагенту. Діленням на величину досягається безрозмірність XA, що представляє собою частку вихідного реагуючого речовини, що перетворюється в продукт.
Якщо V = const, то ступінь перетворення визначається за формулою:
, (б)
з якої випливає, що ступінь перетворення - це відношення різниці початкової і кінцевої концентрацій реагенту до його початкової концентрації. Ступінь перетворення - параметр, що у технологічних розрахунках часто застосовується замість концентрації. З формул (а) і (б) можна одержати вирази для підрахунку NA або СА при відомих ХА і або :
Розрахункова частина
Задане стехiометричне рівняння:
належить до зворотних реакцій типу
А + В R + S .
-- початкові концентрації одержуваних продуктів R і S. Тому що на початку реакції продукти R і S відсутні, то
СВ, СS, CR -- відповідно концентрації другого вихідного реагенту і продуктів реакції в будь-який момент часу.
Математичний опис реакції являє собою систему чотирьох кінетичних диференціальних рівнянь:
По реагенту А
По реагенту В
По продукту S
По продукту R
Проте спочатку потрібно знайти константи швидкості прямої і зворотної реакції k1 i k2. Для цього спочатку знайдемо приведену концентрацію, яка є величиною сталою:
.
А константи швидкості знайдемо із:
Рис. 2.1
Для рішення дифрівняння 1-го порядку за допомогою програми MathCad застосуємо функцію rkfixed(Cp,t0,tk,N,D), де Ср - вектор початкових умов, t0 і tk - граничні точки інтервалу, на якому шукається рішення диференціальних рівнянь, N - число точок у яких шукається приблизне рішення, D - D(t,C)
Рис. 2.2 Розв'язок кінетичної моделі.
За допомогою програми MathCad будуємо графіки залежностей концентрацій , СB, , від часу.
Рисунок 2.3. Графічні залежності концентрації .
Перетворення речовини А відбувається не повністю, бо Хак?1.
Висновки
константи швидкості прямої і зворотної реакції k1=4,684•10-3 i k2=1,171•10-3
Перетворення речовини А відбувається не повністю, бо Хак?1. Час закінчення реакції 305,538 с.
полісахаридний концентрація графічний аналіз
Задача №37
Впродовж тижня працювало два аптечних кіоска. Визначити, чи існує відмінність між обсягами реалізації препаратів у кіосках. Якщо так, вибрати кіоск із найбільшим обсягом реалізації.
|
Обсяг реалізації, тис. грн |
Номер аптеки |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
|
Кіоск 1 |
13 |
23 |
12 |
11 |
24 |
34 |
32 |
|
|
Кіоск 2 |
20 |
24 |
11 |
17 |
28 |
34 |
39 |
Теоретична частина
Для вирішення поставленого завдання використаємо однофакторний дисперсійний аналіз. Для цього створимо електронну таблицю MS Excel (Рисунок 8). Використаємо вкладений пакет аналіз данних (Сервис>Анализ данных>Однофакторный дисперсионный анализ). При цьому задамо такі дані: Входной интервал: В3:Н4; Группирование: по строкам; Метки в первой строке: флажок; Альфа - 0,05; выходной интервал: А6.
Якщо розрахункове значення критерію Фішера (Е16) менше критичного, то необхідно розрахувати нові верхню (=FРАСПОБР(0,025;C16;C17)) і нижню (=FРАСПОБР(0,975;C16;C17)) критичні границі.
Якщо розраховане значення критерію Фішера знаходиться між нижньою і верхньою критичними границями, то це означає, що статистично значущого розходження між середнім обсягом реалізації у кіосках не існує, тобто обсяг реалізації не залежить від місця розташування кіоску.
Розрахункова частина
Рисунок . Однофакторний дисперсійний аналіз
Висновки
При проведенні дисперсійного аналізу отримане значення критерію Фішера F=0.4412666 знаходиться між верхньою і нижньою критичними границями, отже немає різниці між обсягами продажу препаратів обома кіосками.
Література
1. Конспект лекцій.
2. Методичні рекомендації до практичних занять.
3. Свердан П.Л. Вища математика. Аналіз інформації у медицині: Підручник. - Львів: Світ, 1998.
4. Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel.- 2-е изд., перераб. и доп. - К.:МОРИОН, 2001.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Поява в світі комп'ютерних вірусів: винахід 15-річного школяра з Піттсбурга. Сенсаційне дослідження харківських науковців: порушення зору у 70 % вітчизняних користувачів комп’ютерів. Мобільний принтер для транспорту. Шедевр в матричній технології друку.
реферат [14,1 K], добавлен 08.10.2010Реорганізація діяльності підприємства за методикою BSP. Проблеми першого виду. Аналіз і реорганізація діяльності підприємства. Комп’ютерні технології у бухгалтерському обліку. Класифікація програмних систем для автоматизації бухгалтерських робіт.
реферат [20,2 K], добавлен 17.11.2008Проект комп’ютерної мережі масштабу чотирьохповерхового будинку, побудованої на базі технології Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), розгляд загальних характеристик, переваг та обмеження. WiMAX як технології безпровідного зв'язку.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 03.06.2011Структура програмного забезпечення. Поняття про операційні системи. Опис комп’ютерних програм: Hortor, Читанка, Ecofin, Expertus, що використовуються в діяльності провізора. Формалізація та алгоритмізація медичних задач. Способи подання алгоритмів.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 24.05.2015Нові інформаційні технології (НІТ) як сукупність нових засобів і методів обробки, зберігання і передачі інформації. Технологічна основа та основні принципи створення НІТ. Класифікатори техніко-економічної інформації в фінансовому контролі й аудиті.
контрольная работа [21,5 K], добавлен 27.09.2010Комп’ютерні віруси та шкідливе програмне забезпечення: історія виникнення та класифікація. Засоби профілактики від ураження шкідливими програмами. Принципи стискання та засоби архівації даних, запис на оптичні диски, форматування та копіювання дисків.
конспект урока [18,8 K], добавлен 03.01.2010Аналіз сучасного програмного забезпечення комп'ютерних інформаційних мережевих систем. Загальна економіко-правова характеристика Бершадського відділення Вінницької філії ЗАТ КБ "ПриватБанк", захист інформації та дотримання безпеки в комп’ютерній мережі.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 14.05.2011Модель взаємодії відкритих систем ISO/OSI. Структура систем телеобробки. Проблема ефективного використання апаратних ресурсів. Визначення розподіленних систем. Технології LAN, WAN, MAN. Технологія і класифікація локальних мереж, міжмережевий обмін.
реферат [489,1 K], добавлен 13.06.2010Передумови виникнення, застосування і задачі інформаційних систем в життєдіяльності людства, їх види. Структура, класифікація і типи взаємодії ІС. Комп’ютерні технології в автоматизованих інформаційних системах, фактори, що обумовлюють їх впровадження.
презентация [1,3 M], добавлен 16.10.2014Історія появи перших обчислювальних машин. Пам'ять як один із основних елементів комп'ютера, що дозволяє йому нормально функціонувати. Значення внутрішньої пам'яті комп'ютера з позиції зберігання інформації. Аналіз зовнішньої пам’яті та її модернізація.
реферат [24,4 K], добавлен 27.12.2011
