一、模型应用说明

Lambert-Pearson模型是描述抑菌浓度-生长响应的经典非线性模型,区别于简单线性插值,可精准拟合不同药物浓度下微生物生长抑制效应,计算最小有效浓度、半数抑制浓度,适合抑菌剂、噬菌体、生物抑制因子筛选课题。

oCelloScope通过UniExplorer导出不同处理组动力学参数(最大生物量、生长速率),将抑制剂浓度与微生物响应指标匹配,导入Origin开展Lambert-Pearson非线性拟合,弥补UniExplorer缺少该模型的短板。

模型核心公式:

y:微生物响应指标(相对生物量/相对生长速率);y₀:无抑制剂对照组响应值;x:抑制剂浓度;k:曲线斜率;EC₅₀:半数有效抑制浓度。


二、完整Origin拟合分步操作流程

1.数据准备

在UniExplorer完成图像质控,剔除气泡、污染异常孔;批量导出各组动力学参数,计算各组相对生长指标,以空白对照组数值归一化。整理数据表,两列数据:抑制剂浓度x、归一化微生物响应y。浓度建议采用对数坐标处理。

2.自定义函数录入

打开Origin,新建工作表录入数据;进入【分析】-【拟合】-【非线性曲线拟合】,打开拟合对话框。

选择【新建函数】,录入Lambert-Pearson方程,设置参数初始值与合理边界。

参数参考初值:y0=1,EC50预估试验浓度中点,k设置正值;设置参数上下限避免拟合发散。

3.拟合条件统一设置

选择最小二乘拟合算法;所有实验组固定同一套参数边界与初始猜测值,不可单独调整单条曲线参数。勾选残差输出、决定系数R²。

4.执行拟合与收敛检查

点击拟合运算,观察收敛状态。若拟合不收敛,调整参数初始值,核查离群点;浓度梯度范围不足会大幅提升拟合失败概率,建议设置6组及以上浓度梯度。

5.结果提取与图表绘制

导出拟合参数EC₅₀、k、y₀、95%置信区间;绘制散点原始数据+拟合曲线;X轴设置为对数刻度,符合抑菌模型通用绘图规范。

6.数据归档

保存拟合工程文件,函数脚本、参数汇总表作为论文补充材料,满足审稿溯源需求。


三、拟合质控要点

1.浓度梯度设置尽量覆盖完全抑制区间与无抑制区间,仅局部区间数据极易造成EC₅₀置信区间过大。

2.归一化方式全程统一,全部响应数据以空白对照组进行换算。

3.优先输出EC₅₀及其置信区间,仅报告EC₅₀数值会被审稿人要求补充误差范围。

4.多条曲线对比拟合时,保持函数、参数约束完全一致,保证横向可比。


四、中文材料方法段落

利用oCelloScope系统监测微生物生长动态,UniExplorer软件提取生长动力学参数并归一化处理。采用Lambert-Pearson模型表征抑制剂浓度与微生物生长响应的关系,在Origin软件中开展非线性最小二乘拟合,求解半数抑制浓度EC₅₀等关键参数,评估受试样品抑菌效能。


五、SCI英文段落

Growth dynamics were monitored by the oCelloScope system. Kinetic parameters were extracted and normalized in UniExplorer software. The Lambert-Pearson model was applied to describe the relationship between inhibitor concentration and microbial response. Nonlinear least-squares fitting was performed in Origin to calculate EC₅₀ and evaluate the antibacterial efficiency of tested samples.


六、常见拟合问题与解决办法

1.拟合无法收敛:扩充浓度梯度、优化参数初始猜测值、剔除明显异常离群样本。

2.EC₅₀置信区间极宽:浓度梯度跨度不合理,有效抑制点位过少。

3.论文写作禁止直接使用线性拟合替代非线性Lambert-Pearson模型,避免模型选用不当被审稿质疑。