# 🧪 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

### 1. 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
```
3. 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

## 🧪 Калькулятор питательных сред
### 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
Укажите общий объём среды (например, 1000 мл)

Добавьте реагенты с их процентным содержанием

При необходимости укажите коэффициент пересчёта и разбавление

Нажмите "Рассчитать"

В столбце "Количество" отобразятся необходимые объёмы/массы

#📈 Планирование эксперимента
### Вкладка "Параметры эксперимента"
Факторы
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
Зависимые переменные (OD600, концентрация продукта и т.д.)

Настройки
Количество центральных точек — для оценки дисперсии воспроизводимости

Рэндомизация порядка опытов — случайный порядок выполнения

Вкладка "Матрица планирования"
Отображает сгенерированный план эксперимента

Факторные точки помечены комбинацией уровней (+/–)

Центральные точки выделены жёлтым цветом

Кнопка "Экспорт в CSV" сохраняет матрицу в файл

### Вкладка "Анализ результатов"
Введите результаты экспериментов в таблицу

Нажмите "Провести регрессионный анализ"

Получите:

Среднее значение отклика

Общую дисперсию

Стандартное отклонение

Коэффициент вариации

Дисперсию воспроизводимости (по центральным точкам)

Критерий Фишера для проверки адекватности модели

💾 Сохранение и загрузка
 Калькулятор сред
💾 Сохранить — сохранить рецепт в JSON-файл

📂 Загрузить — загрузить сохранённый рецепт

Планирование эксперимента
📊 Экспорт в CSV — сохранить матрицу планирования

## 📦 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