# 🧪 Цифровой помощник биохимика

Биотехнологические инструменты для лаборатории: калькулятор питательных сред и планирование полнофакторного эксперимента (DoE).

---

## 📋 Содержание

- [Возможности](#-возможности)
- [Установка](#-установка)
- [Запуск](#-запуск)
- [Структура проекта](#-структура-проекта)
- [Калькулятор питательных сред](#-калькулятор-питательных-сред)
- [Планирование эксперимента](#-планирование-эксперимента)
- [Сохранение и загрузка](#-сохранение-и-загрузка)
- [Требования](#-требования)
- [Лицензия](#-лицензия)

---

## ✨ Возможности

### 🔬 Калькулятор питательных сред
- Расчёт состава питательной среды по процентному содержанию компонентов
- Поддержка массовых (нг, мкг, мг, г, кг) и объёмных (нл, мкл, мл, л) единиц
- Учёт коэффициента пересчёта для каждого реагента
- Учёт разбавления реагентов (фактор разбавления)
- Автоматический расчёт необходимого количества растворителя
- Сохранение и загрузка рецептов в JSON

### 📊 Планирование эксперимента (DoE)
- Полнофакторный план 2ᵏ (k факторов)
- Генерация матрицы планирования с центральными точками
- Рэндомизация порядка опытов
- Ввод и анализ результатов экспериментов
- Регрессионный анализ (среднее, дисперсия, стандартное отклонение, CV)
- Критерий Фишера для проверки адекватности модели
- Экспорт матрицы в CSV

---

## 🚀 Установка

### Клонирование репозитория

```bash
git clone <repository-url>
cd nutrient_medium_pyqt
2. Создание виртуального окружения (рекомендуется)
bash
python3 -m venv venv
source venv/bin/activate  # Linux/Mac
# или
venv\Scripts\activate     # Windows
```
### Установка зависимостей
```bash
pip install -r requirements.txt
```
### ▶️ Запуск
Из командной строки
```bash
python3 main.py
```
Через скрипт
``` bash
chmod +x run.sh
./run.sh
```
## 📁 Структура проекта
```text
nutrient_medium_pyqt/
├── main.py                          # Точка входа
├── run.sh                           # Скрипт запуска
├── requirements.txt                 # Зависимости
├── README.md                        # Документация
│
└── src/                             # Исходный код
    ├── models/                      # Модели данных
    │   ├── reagent.py               # Класс Reagent
    │   ├── medium_model.py          # Модель расчёта сред
    │   └── experiment_model.py      # Модель планирования эксперимента
    │
    ├── views/                       # GUI компоненты
    │   ├── main_window.py           # Главное окно
    │   ├── medium_view.py           # Окно калькулятора сред
    │   └── experiment_view.py       # Окно планирования эксперимента
    │
    └── controllers/                 # Контроллеры
        ├── medium_controller.py     # Логика калькулятора
        └── experiment_controller.py # Логика планирования
```
## Основные поля

| Поле | Описание |
|:-----|:----------|
| **Общее количество** | Общий объём/масса готовой среды |
| **Растворитель** | Название растворителя (вода, буфер и т.д.) |
| **Название** | Имя реагента |
| **%** | Процентное содержание в среде |
| **Единица** | Единица измерения реагента |
| **Коэфф.** | Коэффициент пересчёта (например, для солей-гидратов) |
| **Разбавление (x)** | Во сколько раз разбавлен исходный раствор |

## Пример использования

| Шаг | Действие |
|:----|:----------|
| 1 | Укажите общий объём среды (например, 1000 мл) |
| 2 | Добавьте реагенты с их процентным содержанием |
| 3 | При необходимости укажите коэффициент пересчёта и разбавление |
| 4 | Нажмите **"Рассчитать"** |
| 5 | В столбце **"Количество"** отобразятся необходимые объёмы/массы |

## 📈 Планирование эксперимента

### Вкладка "Параметры эксперимента"

#### Факторы

| Параметр | Описание |
|:---------|:----------|
| **Фактор** | Название независимой переменной |
| **Нулевой уровень (0)** | Базовое значение |
| **Шаг** | Интервал варьирования |
| **Верхний уровень (+1)** | Нулевой уровень + шаг *(вычисляется автоматически)* |
| **Нижний уровень (-1)** | Нулевой уровень – шаг *(вычисляется автоматически)* |
| **Единица измерения** | °C, pH, г/л и т.д. |

#### Отклики

| Параметр | Описание |
|:---------|:----------|
| **Зависимые переменные** | OD600, концентрация продукта и т.д. |

#### Настройки

| Параметр | Описание |
|:---------|:----------|
| **Количество центральных точек** | Для оценки дисперсии воспроизводимости |
| **Рэндомизация порядка опытов** | Случайный порядок выполнения |

---

### Вкладка "Матрица планирования"

| Функция | Описание |
|:---------|:----------|
| **Отображение плана** | Сгенерированный план эксперимента |
| **Факторные точки** | Помечены комбинацией уровней (+/–) |
| **Центральные точки** | Выделены жёлтым цветом |
| **Экспорт в CSV** | Сохраняет матрицу в файл |

---

### Вкладка "Анализ результатов"

#### Порядок работы

1. Введите результаты экспериментов в таблицу
2. Нажмите **"Провести регрессионный анализ"**

#### Результаты анализа

| Показатель | Описание |
|:-----------|:----------|
| **Среднее значение отклика** | Центральная тенденция данных |
| **Общая дисперсия** | Разброс данных относительно среднего |
| **Стандартное отклонение** | Квадратный корень из дисперсии |
| **Коэффициент вариации (CV)** | Относительная мера разброса данных |
| **Дисперсия воспроизводимости** | Оценивается по центральным точкам |
| **Критерий Фишера (F-отношение)** | Проверка адекватности модели |

---

## 💾 Сохранение и загрузка

### Калькулятор питательных сред

| Кнопка | Действие |
|:-------|:----------|
| **💾 Сохранить** | Сохранить рецепт в JSON-файл |
| **📂 Загрузить** | Загрузить сохранённый рецепт |

### Планирование эксперимента

| Кнопка | Действие |
|:-------|:----------|
| **📊 Экспорт в CSV** | Сохранить матрицу планирования в CSV-файл |

## 📦 Требования
Пакет	Версия	Назначение
PyQt5	≥ 5.15.0	Графический интерфейс
numpy	≥ 1.19.0	Математические вычисления
Проверка установки
```bash
python3 -c "import PyQt5; import numpy; print('OK')"
```
📝 Формат JSON (калькулятор сред)

```json
{
    "total_amount": 1000.0,
    "amount_unit": "мл",
    "solvent": "Вода",
    "reagents": [
        {
            "name": "Глюкоза",
            "percentage": 2.0,
            "unit": "г",
            "conversion_factor": 1.0,
            "dilution_factor": 1.0
        }
    ]
}
```
## 🐛 Устранение неполадок

Ошибка "ModuleNotFoundError: No module named 'PyQt5'"
```bash
pip install PyQt5
Ошибка "No module named 'numpy'"
bash
pip install numpy
Проблемы с отображением кириллицы
Убедитесь, что в системе установлены русские шрифты
```
📄 Лицензия
© 2026 Цифровой помощник биохимика

Версия: 1.0.0

🙏 Благодарности
Разработано с использованием:

PyQt5 — GUI framework

NumPy — численные вычисления