Карта информационной биотехнологии и технических средств (часть 6) - Автоматизированная система классификации химических соединений по биологической активности: научные принципы, основы технологии, элементы техники - Биологически активные вещества - Библиотека доктора - Медкурсор - актуальная медицина
12 июня 2013

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, не проявляющееся в отсутствие физфакторов; 3) подобрать комбинацию ХС, уменьшающих сенсибилизацию биологических объектов по отношению к физфакторам; 4) использовать полученную информацию для повышения надежности прогноза в других блоках, например в случае прогноза канцерогенности на гетрахимене; 5) использовать чувствительность клеток к физфакторам как их характеристику, пригодную при анализе любого анализируемого в АСПОБ вида опасности (например, можно тестировать мутагенную активность ХС по способности ХС наследственно изменять устойчивость к данному агенту)
Особенности методов Используются уже существующие блоки с дополнительным вводом физфакторов
Основные характеристики блока
Объект Измеряемая характеристика Измеряемая зависимость от структуры (класса) и дозы ХС Техника
Простейшие (тетрахимена) Подвижность, ЛД50, сорбция красителей Концентрационно-временные характеристики при двух значениях интенсивности используемого физфактора Флуоресцентный проточный микроскоп
Бактерии (Е. coli) Автоматизированный суспензионный модуль
Эритроциты Проницаемость мембран, осмотические характеристики, сорбция красителей Источник стандартного физического воздействия (нагреватель, лазер)

Автоматизация биологических испытаний предполагает управление типовыми технологическими процедурами, операциями и соответствующими техническими средствами посредством ЭВМ. Для этого должен быть создан язык для описания технологических схем экспериментов. Тезаурус основных типовых процедур и операций был разработан Г. А. Чуичем и его сотрудниками, ими же были предложены принципы записи технологических схем измерения на знаковых (иероглифических) принципах (смотрите в таблице ниже).

Смотрите таблицу — Знаковое кодирование некоторых элементов технологических схем

Для введения технологической схемы эксперимента в ЭВМ сравнительно просто перевести этот тезаурус в кодовую форму.

Разбиение всего технологического процесса на ряд элементарных операций позволяет составить словарь языка, на котором могут быть описаны любые цепочки технологических операций.

Для примера на рисунке ниже, А и Б представлены блок-схема установки и описание технологической цепи для эксперимента по определению выхода ионов из эритроцитов (в суспензии, in vitro) при действии на клетки различных ХС.

Смотрите рисунок и описание к нему ниже — Принципы записи технологических схем испытательных экспериментов

Рассматривается эксперимент по изучению с помощью автоматизированного суспензионного модуля (ACM) способности ХС вызывать вытекание ионов из клеток в суспензии эритроцитов (данные Г. А. Чуича).

А — блок-схема ACM. ACM выполняет следующие операции: 1) подачу объекта, ХС, других реагентов в испытательную ячейку; 2) промывку ячейки после каждого испытания; 3) перемешивание суспензии (интенсивность перемешивания регулируется); 4) аэрирование суспензии в контейнере при длительных экспериментах; 5) измерение параметров суспензии (электрическое сопротивление, оптическая плотность, температура, обобщенный электрический заряд клеток, агрегативная способность клеток, концентрация ионов водорода и калия); 6) осуществление различных воздействий (электрическое, механическое, температурное, химическое); 7) создание условий жизнеобеспечения суспензии как в измерительной ячейке, так и в общем контейнере; 8) выполнение вышеперечисленных операций в инкубационной и проточной испытательных ячейках. Объект — суспензии клеток; эритроциты, лимфоциты, гепатоциты, бактерии, растительные клетки и др.

Б — запись технологической схемы эксперимента. Цифры возле символов означают их количественное выпажение в общепринятых единицах, °С, мл, об/мин и т. п., например,

Формула

Таким образом, на основании карты информационной биотехнологии и технических средств, технологической карты каждой методики и ее описания на специализированном языке формируется задание для ЭВМ на проведение определенного эксперимента. Совокупность таких заданий определяет систему программ, обеспечивающих выполне- нение намеченной цели.

«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…

Блок 7. классификация ХС по цито- и гистологичности Функциональное назначение Определение зависимости эффект—концентрация—время (концен-трационно-временных пределов) для ЛД50 на культивируемых клеточных объектах и аналогичных минимальных пределов, при которых можно зафиксировать повреждение на переживающих тканях Особенности методов Данный блок не имеет своей экспериментально-технологической базы и оперирует с данными, полученными во всех предыдущих блоках подсистемы, где проводятся параллельно…