Una pregunta del DoE sobre el bloqueo de la placa de pozoHola a todos,
Tengo una pregunta de un cliente y no estoy muy seguro de cuál es la respuesta correcta. Esta es la situación:
- Proceso Biotecnológico, donde intentan optimizar una formulación de buffer compleja
- Factores: 20 ingredientes + Temperatura
- Pueden permitirse placas de 3 pocillos, con 84 pocillos para las condiciones experimentales.
- tienen una restricción lineal, algunas interacciones y efectos cuadráticos
- La temperatura sólo se puede variar por pocillo.
Ahora bien, aquí está la pregunta:
Dado que es un factor DoE, ¿cómo se vería eso desde un punto de vista estadístico? ¿Factor de bloqueo, factor difícil de cambiar? Por un lado, por supuesto, están interesados en la temperatura como factor DoE regular (efecto fijo), pero solo tiene 3 repeticiones. Y estas 3 repeticiones podrían confundirse con la variabilidad de placa a placa.
¿Y cuál sería entonces la manera adecuada de analizar los resultados?
Espero que esto tenga sentido.;)
Gracias
Florián
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoByron sabe más sobre esto que yo, pero con las placas también es necesario comprender la logística del laboratorio para diseñar un "buen diseño" que también sea ejecutable. A menudo es necesario utilizar un "buen diseño" en lugar del "mejor diseño" para tener un experimento que se pueda ejecutar. Por ejemplo, ¿se trata de un experimento manual o automatizado en términos de carga de las placas? A menudo necesitará bloques dentro de la placa, ya que un experimento totalmente aleatorio (sin automatización) probablemente sería muy difícil de implementar.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozo¿Por qué no probar un diseño de gráfico dividido de 252 ejecuciones con la temperatura como un factor difícil de cambiar y hacer que todas las interacciones de los dos factores sean posibles? Esto facilitará el análisis, ya que no tendría que agregar una columna de gráfico completa y un efecto aleatorio al modelo, como sería el caso si tratara la temperatura como un bloque. Aumenté la cantidad de inicios a 10 y tardé unos minutos en completarlo. Esto también le brinda la opción de agregar restricciones.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoBuenos días, @Byron_JMP . Gracias por tu detallada respuesta. Me gusta el enfoque y el impulso a Pro.
Sin embargo, existen dos limitaciones: 1) los DSD no se adaptan a la restricción lineal y 2) la opción de agregar más de 8 ejecuciones adicionales solo es de EA.:)
Lo que pude generar hasta ahora es un diseño RSM de 252 ejecuciones con Temp como factor de bloqueo de 3 niveles.
El diseño de parcela dividida con temperatura difícil de cambiar no convergió después de unas pocas horas.
Convergió creando bloques aleatorios (el grupo se topa con...).
Siguiendo su enfoque, de comenzar asumiendo que el efecto de la temperatura es mucho mayor que la variación de placa a placa, para mí la forma más fácil de hacerlo parece ser un diseño RSM de 252 corridas con Temp como factor de bloqueo de 3 niveles y luego usar su enfoque de análisis con GenReg.
¿Qué opinas?
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoCreo que podría estar en desacuerdo con las respuestas de todos hasta ahora.
Es probable que la temperatura tenga un efecto mucho mayor que cualquier otra cosa, incluso la variación de placa a placa independientemente de la temperatura.
Configuraría el experimento exactamente de la misma manera en cada una de las tres placas y luego ejecutaría cada placa a la temperatura deseada.
Con solo 84 pocillos y 20 factores, están buscando un diseño de detección definitivo
Esto te dará 72 carreras con 12 puntos centrales (todos ceros)
En la placa, esto significa que las filas 1 a 7 tienen ejecuciones experimentales y la fila 8 está abierta para controles y demás. Habrá un punto central en cada una de las 12 columnas de la placa.
Luego, en el análisis, los bloques son irrelevantes (en un sentido práctico), por lo que se elimina ":Block" del script del modelo.
El análisis de cada placa individual les permitirá descubrir qué factores y, tal vez, qué términos de nivel superior son importantes. Con todas las ejecuciones adicionales, podrán estimar muchos de los términos cuadráticos y de interacción, si están presentes.
Para la concatenación final, las tres placas, teniendo cuidado de crear una columna de origen.
Recodifique esa columna de origen en un valor de temperatura numérico continuo.
Vaya al modelo de ajuste, seleccione las 20 variables y la temperatura, haga clic en el botón macro para RSM
Elija personalidad = regresión generalizada y luego utilice una selección hacia adelante en dos etapas
Si no tienen jmppro, véndanselo, porque honestamente, si realmente creen que tienen 20 factores que realmente hacen algo, comprarán cualquier cosa, incluso si solo tienen presupuesto para tres placas. Deberían haber dedicado mucho más tiempo a decidir en qué necesitaban experimentar.
Volviendo a la respuesta real:
Si no tienen una prueba profesional, utilicen la prueba de detección definitiva de ajuste (:Bloque eliminado) para cada temperatura. Comparen las tablas de parámetros para ver si los resultados son diferentes en las distintas temperaturas. La prueba de detección definitiva de ajuste ayudará a determinar qué variables no son importantes.
En la tabla de datos combinados, utilice el modelo de ajuste y RSM, pero solo en los factores activos, incluida la temperatura.
El detalle clave aquí es que están trabajando en un formato de 96 pocillos. Es más importante tener un experimento ejecutable que tener un diseño perfecto. (El diseño perfecto tendría alrededor de 808.182.895 ejecuciones)
También es muy importante venderles la idea de que necesitarán un experimento de seguimiento para ajustar los factores que realmente fueron importantes.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoSí, eso es cierto. Calcularon que 3 placas son factibles para esta tarea (CDMO, quieren vender esto como un procedimiento).
Entonces, se podría argumentar que la placa es un efecto aleatorio (y como se discutió, incluso la ubicación), pero también quieren investigar la temperatura, que solo pueden ajustar por placa.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoGracias @russ_wolfinger @Chris_Kirchberg @DonMcCormack ,
Ya tiene mucho sentido. Hablé con él sobre la aleatorización en toda la placa y asume que no hay efecto alguno en la ubicación del pozo.
Para asegurarme de que comprendo la sugerencia para la configuración del diseño, en el diseño personalizado, él crearía el diseño
- Especificación de los 20 factores continuos
- Especificar la temperatura como factor continuo, pero difícil de cambiar
- Establecer la restricción lineal
- Añadir los efectos del modelo
- Establezca el número de parcelas completas en 3
¿Correcto?
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoLo siento, no estaba pensando con claridad por la mañana. @DonMcCormack tiene una respuesta más correcta que la mía, pero aun así no haría cambios de temperatura con solo 3 placas. una temperatura por placa o dos placas para una temperatura y una placa para una temperatura podrían dar una idea general de que hay un efecto, pero como dice Don, la potencia sería tan baja que no habría ninguna confianza real en esa diferencia.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoEstoy de acuerdo con @russ_wolfinger en que estás tratando con un diseño de parcela dividida algo complejo. Yo trataría la temperatura como un factor difícil de cambiar. Con solo tres placas de pocillos, la potencia para la temperatura será muy baja, posiblemente tan baja que solo un efecto gigantesco será estadísticamente significativo. Dicho esto, sigue siendo bueno hacer la prueba estadística para evitar concluir que hay una diferencia para algo grande pero dentro del ruido experimental. Si bien el enfoque más sensato es tratar las filas y columnas de las placas como efectos aleatorios, tiene el potencial de complicar el análisis para el usuario. Si se sienten cómodos con esto, háganlo. Cuando tuve que lidiar con esta situación en el pasado, una alternativa común fue ignorar los pocillos en la periferia de la placa y asumir que la variabilidad entre filas y columnas era insignificante, simplificando el análisis al eliminar los dos efectos aleatorios adicionales.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoPara mayor claridad, ¿tienen 3 placas y solo puede haber una temperatura por placa? Con solo 3 placas, ni siquiera podrían estimar la varianza o el efecto para dos configuraciones de temperatura diferentes. Necesitarían al menos 2 por temperatura. Especialmente porque la temperatura es el gráfico/bloque para el gráfico dividido.
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoUn buen enfoque inicial para ayudar a evitar la confusión sería tratar la temperatura como una covariable continua y especificar la placa y potencialmente también la fila(placa) y la columna(placa) como efectos aleatorios.
Este es un escenario de parcela dividida y hay una discusión en profundidad con ejemplos en https://www.amazon.com/JMP-Mixed-Models-Ruth-Hummel/dp/195236521X?asin=1951684028&revisionId=&format=4&depth=1
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoSigo fiel a la idea de un diseño completamente replicado para cada nivel de temperatura/placa.
20 factores no son prácticos para un modelo RSM, tanto por la cantidad de ejecuciones requeridas como por la viabilidad de pipetear 252 combinaciones sin cometer un error. Es posible programar el robot para que haga las combinaciones, pero no conozco ningún sistema de robot que pueda manejar 20 componentes. ¿Quizás tengan uno?
Si realmente necesitan 20 factores, entonces un DSD es realmente la dirección correcta. Para las ejecuciones que violan las restricciones lineales, deje el pocillo en la placa vacío e informe los datos como faltantes para el análisis, o simplemente haga la ejecución de todos modos, no habrá suficientes ejecuciones incorrectas para arruinar el experimento. Para las ejecuciones adicionales, simplemente agregue variables ficticias como lo hace JMP. Es exactamente lo mismo que agregar factores adicionales. Por ejemplo, haga el diseño con 20 + 8 factores, luego elimine las 8 columnas adicionales. La estructura de plegado estará allí. La opción de ejecuciones adicionales fue más simple que explicar el concepto de ejecución ficticia. (nota: 8 factores adicionales agregan 16 ejecuciones... ejecuciones totales = factores * 2 + 1. Debería poder detectar 10 u 11 factores activos y sus términos de orden superior, asumiendo que aproximadamente la mitad de los 20 factores están activos, lo que podría ser exagerado). @DonMcCormack ¿puede volver a verificar esto?
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozo
Para las ejecuciones que violan las restricciones lineales, deje el pocillo de la placa vacío e informe los datos como faltantes para el análisis, o simplemente realice la ejecución de todos modos; no habrá suficientes ejecuciones incorrectas para arruinar el experimento.
Tenga en cuenta que las ejecuciones faltantes en un DSD tienden a romper las cosas (también debe ocultar/excluir la ejecución de plegado correspondiente y/o usar algo como GenReg para hacer el análisis).
Re: Una pregunta sobre el bloqueo del DoE en la placa de pozoTengo dos preocupaciones con la realización del experimento de esta manera. En primer lugar, detesto la idea de descartar ejecuciones. Es contraproducente para la razón por la que la DOE es mejor que la experimentación ad hoc. En segundo lugar, con tantas interacciones de dos factores y tan poca información (supongo que si supieran más, habría menos factores) se corre el riesgo de tener muchos 2FI activos. Los DSD funcionan mal en estas circunstancias. Trataría esto como un experimento de selección y no me preocuparía por los efectos cuadráticos. Con 252 ejecuciones por placa, tienes suficiente para estimar todos los efectos principales y los 2FI. Dado que hay tres placas, la potencia para los 2FI debería ser decente dependiendo de las restricciones.
Por cierto, cuando intento crear este diseño, termino cancelando la generación del diseño después de 5 o 10 minutos. No estoy seguro de si no lo dejo pasar el tiempo suficiente o si simplemente no funciona. Lo intentaré nuevamente durante la noche y te contaré qué sucede.
