S(Sigmoidal)曲线在科学研究中使用很多,如相变动力学模型曲线、药物反应(Does Response)研究对数模型等。Origin9.1对S曲线拟合的模型有“Boltz-mann”模型,“Logistical”模型、“Hill”模型和“Dose-response”模型,其拟合工具也比以前版本作了很大的改进。
共享参数的全局非线性拟合(Global Fit)是对两组数据同时拟合,拟合时共享部分拟合参数。下面结合酶(Enzyme)动力学中的Michaelis-Menten函数,介绍用全局共享参数对两组数据同时进行非线性拟合,即在拟合过程中共享同一个参数值。Michaelis-Menten函数为
式中v——反应速度;
[S]——基体浓度;
Vmax——最大速度;
Km——Michaelis常数。
通过v与[S]曲线进行非线性拟合,可以确定Vmax和Km。在Origin软件中没有内置的Michaelis-Menten函数,但可以利用Origin软件中内置的Hill函数完成拟合工作。Hill函数为
从式(14-2)中可以看到,当n=1时,Hill函数简化为Michaelis-Menten函数。
(1)用ASCII数据向导导入“Origin9.1\Samples\Curve Fitting\Enzyme.dat”数据文件,绘制散点图。导入的工作表如图14-120所示。
图14-120 导入的工作表
(2)从工作表中可以看到,有“No Inhibitor”和“Competitive In-hibitor”两组反应数据。因为Vmax(最大速度)对两种反应应该相同,因此可以将Vmax作为共享参数,进行全局拟合。
(3)选中工作表中B(Y)和C(Y),绘制散点图,如图14-121所示。(www.daowen.com)
(4)在绘制散点图为当前窗口时,选择菜单命令【Analysis】→【Fitting】→【Nonlinear Curve Fit】,打开【NLFit】窗口,选择“Hill”拟合函数。
(5)在“Settings”选项卡中选择“Data Selection”栏,在“Multi-Data Fit Mode”下拉列表框中选择“Global Fit”;在“Input Data”栏中选择“Add all plots in active page”。设置好“Settings”标签的【NLFit】窗口如图14-122所示。
图14-121 选中工作表中B(Y)和C(Y)绘制散点图
图14-122 设置好“Settings”标签的【NLFit】窗口
(6)在“Parameters”选项卡中选择“Vmax”为全局拟合参数(Share),将n设置为固定值1。设置好“Parameters”标签的【NLFit】窗口如图14-123所示。
(7)单击“Fit”按钮,完成拟合,得到拟合曲线和拟合参数。拟合曲线和拟合参数如图14-124所示。
从拟合结果得知,拟合得出的共享参数Vmax=2160μM,而Km参数对“No In-hibitor”和“Competitive Inhibitor”两组反应数据的拟合结果分别为1.78μM和4.18μM。拟合得到的函数关系式为
图14-123 设置好“Parameters”标签的【NLFit】窗口
图14-124 拟合曲线和拟合参数
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