24 апреля 2013

Техническая революция

В научном приборостроении, в том числе биологическом и медицинском, за последние десятилетия произошла техническая революция, связанная с применением ЭВМ. На первом этапе, в 60-х годах, для подавляющего числа приборов данные, полученные с помощью приборов через оператора, передавались для обработки на ЭВМ. На втором этапе, в 70-х годах, стала интенсивно осуществляться связь прибор — ЭВМ по каналам прямой связи между ними (on — line), но ЭВМ, как правило, были неспециализированными, хотя у многих приборов появились свои, встроенные ЭВМ.

Наконец, в 80-х годах компьютеризация в приборостроении приобрела тотальные масштабы. ЭВМ, входящим в состав приборов, переданы функции, типичные для исследователя: управление прибором, обработка и накопление данных, а также функции, ранее осуществлявшиеся самим прибором, например уменьшение ошибок, коррекция данных применительно к аппаратурной функции прибора, получение характеристик, представляющих фактически математическое преобразование какой-либо величины, которую можно измерить более простым образом, чем искомую характеристику (например, в спектральном анализе получение разностных характеристик спектров в опыте и контроле или производных спектральной функции).

Появление ЭВМ как составной части прибора позволило резко повысить производительность эксперимента, а это во многих случаях дало возможность увеличить число измерений в одной и той же серии и этим повысить надежность эксперимента, что является принципиально важным для биологии, где тест-объект, особенно если он живой, имеет тенденцию к большому разбросу своих показателей.

Приборы с микро ЭВМ в сочетании с ЭВМ более высокого ранга позволили создать комплексы для многопараметрических измерений с последующей обработкой данных методами теории распознавания образов, что, в свою очередь, дало возможность создать разнообразную технику для диагностики состояния биологических объектов разного уровня сложности, включая автоматические устройства распознавания (см., например, патент Японии № 3412778, 1974).

Появление исследовательских автоматизированных приборов высокой производительности быстро выявило узкое место большинства экспериментов, проводимых на тест-объектах молекулярного, клеточного и тканевого уровня.

Это операции по приготовлению растворов, клеточных суспензий, дозированию, разбавлению, приготовлению препаратов к микроскопированию и т. п. В этом направлении техника также значительно продвинулась вперед, и в настоящее время различные фирмы широко представляют образцы подобной техники (см., например: проспекты фирм LKB АВ, Швеция; Labomed GMBH, ФРГ; Technicon, США; Labsystems OY, Финляндия и др.; см. также патенты США № 3949615 и № 499596, 1976).

Существенным следствием использования ЭВМ как составной части приборов явилось приближение сложных технических устройств к экспериментатору-биологу. Как правило, между сложным прибором и биологом или медиком непосредственно в процессе эксперимента находился инженер.

Современная техника позволила не только вести эксперимент в автоматизированном режиме, но и осуществлять при этом управление прибором в форме диалога между экспериментором и ЭВМ.

Диалог при этом может быть построен с учетом профиля специальности экспериментатора и даже его интеллекта. ЭВМ, встроенной в прибор или связанной с ним «оn — line», все чаще поручается контроль за состоянием прибора, поиск неисправностей, выдача рекомендаций по их устранению, что не только увеличивает надежность прибора, но и еще больше упрощает общение с ним экспериментатора.


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Все тестируемые ХС проходят регистрацию и определение степени новизны, а также прогностическое установление типа потенциальной биологической (фармакологической) активности расчетными методами структурно-информационного анализа. На этом основании для веществ с невысокими значениями Q, L и М определяется та выборка тестов, через которую они должны пройти. В ряде случаев эта выборка определяется по формализованным правилам, в большинстве случаев…

В итоговом документе («Биологический паспорт»), который формируется по итогам классификации данного ХС в автоматизированной системе, излагаются цели испытаний, а также следующие сведения о тестированном ХС: исходная информация о ХС (структурная и брутто-формула, физико-химические характеристики, организация-производитель, исходное назначение); номер регистрации; степень подлинности (соответствие структур, чистота); результаты испытаний с использованием расчетных методов; оценка биологической активности и токсичных…

Можно представить схему, изображенную на рисунке ниже, в более сжатой конспективной форме, развернув все события вдоль оси времени. Смотрите рисунок — Генеральная конфигурация системы классификации ХС Такая линейная развертка событий представлена на рисунке ниже, а комментарий к ней содержится в таблице, которую можно рассматривать как расширенную подпись к этому рисунку. Смотрите рисунок — Последовательность основных…

Вся работа системы проводится в интерактивном режиме: специфика работы с биологическим тест-объектом такова, что весьма высока вероятность его отклонения от стандарта в процессе подготовки эксперимента, резкого изменения его состояния или даже гибели в процессе эксперимента и т. д. Возможны ситуации, когда результаты тестирования ХС по одной методике могут привести к изменению всего порядка последующих испытаний…

Карта информационной биотехнологии и технических средств (часть 6)

Блок 9. классификация ХС по ихспособности сенсибилизировать биологические объекты к действию Функциональное назначение Определить изменение чувствительности биологических объектов при действии на них ХС по отношению к стандартному физическому фактору (нагревание, световое облучение и другие факторы в зависимости от задачи). Знание таких характеристик позволяет: 1) прогнозировать результат комбинированного действия ХС и физфактора; 2) выявить действие ХС,…