微生物成長モデルを準最適温度の関数として区別するための最適な実験設計

予測微生物学の分野では、数学モデルは微生物の成長、生存、不活性化を記述するために重要な役割を果たします。多くの場合、微生物のダイナミクスを同様の方法で説明するために、さまざまなモデルが利用できます。ただし、システムを最良の方法で説明するモデルが望まれます。モデル識別のための最適な実験設計（OED-MD）は、ライバルモデルを識別するための効率的なツールです。この作業では、アトキンソンとフェドロフ（1975）[1]によって提案され、ウシンスキーとボガッカ（2005）[2]によって効率的に適用されたT12基準は、シュワアブらによって提案されたシュワブアプローチによって効率的に適用されました。（2008）[3]およびDonckels et al。（2009）[4]は、温度の関数として微生物成長率のライバルモデルを識別するために適用されます。2つの方法はシリコでテストされ、そのパフォーマンスを比較します。シミュレーション研究の結果は、提案されたモデルの1つが微生物の成長速度に対する温度効果を説明するためにより正確であることがより正確であることをケースを検証することが可能であることを示しています。どちらの方法でも、十分な差別の可能性を備えた入力を設計できます。ただし、Schwaab-Approachは、より正確なパラメーターの推定値と組み合わせて、より高い識別の可能性を持つ入力を提供することが観察されています。

In the field of predictive microbiology, mathematical models play an important role for describing microbial growth, survival and inactivation. Often different models are available for describing the microbial dynamics in a similar way. However, the model that describes the system in the best way is desired. Optimal experimental design for model discrimination (OED-MD) is an efficient tool for discriminating among rival models. In this work the T12-criterion proposed by Atkinson and Fedorov (1975) [1] and applied efficiently by Ucinski and Bogacka (2005) [2] and the Schwaab-approach proposed by Schwaab et al. (2008) [3] and Donckels et al. (2009) [4] will be applied for discriminating among rival models for the microbial growth rate as a function of temperature. The two methods will be tested in silico and their performances will be compared. Results from a simulation study indicate that it is possible to validate the case that one of the proposed models is more accurate for describing the temperature effect on the microbial growth rate. Both methods are able to design inputs with a sufficient discrimination potential. However, it has been observed that the Schwaab-approach provides inputs with a higher discrimination potential in combination with more accurate parameter estimates.