一 基础说明
UniExplorer软件不内置Lambert-Pearson抑菌模型拟合功能。完整操作分为两大阶段:第一阶段在UniExplorer完成实验数据采集、曲线质控、AUC积分、数据导出;第二阶段将CSV数据导入Origin软件,完成Lambert-Pearson非线性拟合。下面提供可直接复现的分步操作教程。
二 UniExplorer软件完整操作教程
1 载入工程与原始曲线质控
打开UniExplorer,载入已完成时序扫描的工程文件。
绘图界面Y轴选择菌体像素总面积,优先使用该指标,TA浊度作为辅助参考;X轴设置为培养时间。
逐条查看各组生长曲线,双击曲线调取对应时间点Z轴堆叠图像。标记并剔除异常孔:存在药物结晶、持续气泡、冷凝水滴落、菌体大面积移位的样本,不纳入后续计算。
确认质控有效:阳性对照组呈现完整S型生长曲线,阴性空白基线平稳,溶剂对照组与阳性对照无明显差异。
2 设置统一积分区间(关键步骤)
打开积分工具,人为锁定统一的积分起始时间和积分终止时间。所有组别必须使用完全相同的积分区间,禁止不同组别使用不同起止时间。
启用动态BCA基线校正,调用实验预先采集的空白基线模板,削弱基线缓慢漂移带来的误差。
3 批量计算曲线AUC与相对生长系数Fa
选中单条曲线,使用Integrate积分功能,软件自动输出该曲线下面积AUC。
按住Ctrl多选同一药物浓度下所有生物学复孔,批量执行积分,记录全部复孔AUC数值。
建立数据表进行换算:Fa = 给药组AUC平均值 ÷ 阳性对照组AUC平均值。Fa范围0~1,数值越接近1代表抑制作用越弱。
4 时序数据批量导出
打开软件Export导出菜单;
导出字段勾选时间戳、像素总面积、TA浊度、各组AUC结果;
文件编码选择UTF-8,保存格式设置为CSV;
文件命名标注菌株、培养温度、pH、积分起止时间,方便后期溯源。
建议同时保存完整工程文件,保留全部原始图像堆栈,便于后续复核异常数据。
5 数据预处理整理
使用Excel打开导出的CSV文件,新建拟合专用数据表,保留两列核心信息:
第一列:药物浓度;第二列:对应浓度Fa均值;额外新增一列标准差,用于绘图添加误差棒。
三 Origin软件Lambert-Pearson模型拟合分步教程
1 导入数据表
打开Origin,新建工作表,将整理完成的浓度、Fa均值、标准差粘贴至表格,X列为药物浓度,Y列为Fa相对生长系数。
2 启动非线性拟合模块
顶部菜单栏依次选择:分析 → 拟合 → 非线性曲线拟合。
在函数编辑界面录入Lambert-Pearson模型表达式,设置合理参数初始值。
初始参数参考设置:拐点浓度初始值设置在预估MIC附近;陡度参数初始值设置区间1~3,避免迭代不收敛。
3 添加参数约束与选择迭代算法
设置参数边界约束,保证生物学意义:拐点浓度大于0,陡度参数大于0。
拟合迭代算法选择Levenberg-Marquardt算法,开启全局拟合选项。
点击拟合执行运算,软件自动迭代计算,输出拟合曲线、参数估值、标准误差、决定系数R²。
4 拟合结果评估
重点查看决定系数R²,R²>0.9代表拟合效果良好;R²<0.85,需要返回核查原始实验数据,排查梯度设计、药物析出、基线校正等问题。
提取关键输出参数:无抑制浓度NIC、拐点浓度、曲线陡度参数。
5 绘图输出
绘制离散实验观测点,叠加Lambert-Pearson平滑拟合曲线;
X轴为药物浓度,Y轴为Fa相对生长系数;
在图中标注NIC、动力学MIC关键阈值,利用标准差添加误差棒,形成标准SCI图表。
四 常见问题排查方案
1 拟合无法收敛
回到UniExplorer复核实验梯度,缺少中等抑制区间会直接造成拟合失败;可在临界抑制区间增设细分浓度梯度。
适当调整Origin内参数初始迭代值,缩小参数取值边界范围。
剔除高浓度下存在大量药物析出、理化干扰的浓度组别。
2 拟合R²数值偏低
调取UniExplorer时序图像,排查药物沉淀、乳滴干扰;优先使用像素面积数据,不单独依靠TA浊度。
核对所有组别积分起止时间是否统一,积分区间不一致会破坏剂量效应关系。
3 Fa数值大于1
代表给药组生长水平高于阳性对照组,多由基线漂移导致;重新启用UniExplorer动态BCA基线校正,再次计算AUC。
