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          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          在科研工作中,要將原始實驗數據轉化為可理解的信息(如生理學信息、物理學信息、化學信息等等),或者將實驗參數與結果的關系歸納為理論模型(如經驗公式),往往需要進行一系列的繁雜處理流程(如原始數據轉換、數據計算、回歸分析等等)。

          市面上的商業軟件,如ClampFit(Molecular devices LLC)和SigmaPlot (Systat software Inc.),一般只能夠執行整個流程中的一部分,無法有效的完成所有步驟。

          研究人員往往不得不先將原始數據記錄在Excel電子表格中,用電子表格公式進行數據轉換和基本的計算,再用專業軟件進行回歸分析。這樣的工作模式步驟不連貫,效率較低

          以細胞內鈣瞬態分析為例,可以深切感受到整個處理流程的復雜,以及將整個流程分割到不同的軟件中進行的弊端。如下圖:

          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          也許不少的讀者都設想過將整個處理過程集中到Excel中完成,但最終大多因為覺得Excel的數據擬合功能比不上專業軟件而作罷。

          實際上,Excel可以實現的數據擬合功能一點不比專業軟件差,下邊將介紹一個Excel用作細胞內鈣瞬態分析的一站式數據處理的例子。

          其處理流程如下:

          1.數據輸入與處理

          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          如上圖:①先在A區域輸入(導入)原始數據(電壓檢測值);②在B、C區域選擇處理方法;③在圖D中通過游標E和滾動條F定義初始參數;④點擊G區Calibrate進行數據處理。

          2.計算細胞內鈣瞬態的絕對值

          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          如上圖:①選擇參數;②點擊Draw按鈕計算鈣瞬態絕對值曲線;③可以方便地在圖中進行拖動和縮放;④可以方便查看舒張值、峰值及收縮值等。

          3.數據擬合

          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          同時進行兩種模式的擬合:參數對比展示,便于確定最優擬合方式

          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          同時進行兩種模式的擬合:可視化對比,便于確定最有擬合方式。

          可進行復雜模式的曲線擬合(多元回歸):途中藍線為雙指數方程擬合結果,紅色為單指數方程擬合結果。

          Excel用作細胞內鈣瞬態的多元回歸分析

          Excel擬合結果與商業軟件結果完全一致。

          可見,運用Excel進行復雜的多元回歸分析并不比商業軟件的效果差。

          但與商用軟件相比,其具有更多的顯著優勢:

          1) 任何一臺能夠運行Microsoft Excel的PC機都能運行。

          2) 數據輸入、數據處理、結果顯示,均在同一個Excel工作簿中進行,易于熟悉和使用。

          3) 采用邏輯工作流,將實際步驟在excel中進行排序,確定原始數據輸入、處理有序。

          4) 原始數據、數據處理結果、計算結果和回歸分析結果都存儲在一個表格,一個實驗可以存儲為一個獨立的表格。后續重新分析可以通過簡單地重新打開工作簿來執行,不需要重新導入原始數據并重新導出準備/分析的結果。

          5) 無需購買專用商業軟件。

          參考文獻Computer methods and programs in biomedicine 113 (2014) 241–250:Ca analysis: An Excel based program for the analysis of intracellular Calcium transients including multiple, simultaneous regression analysis。

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