如何解决Python:如何将具有层次函数内部的 ODE 系统拟合到多个数据中
我正在研究一些生物学数据,以使用 GFP 荧光蛋白和细胞生长数据对细菌系统的行为进行建模。基本上,它们是在 24 小时内测量的两个不同的数据集,我将它们放在两个不同的数据框中(假设名称为 fdata
和 odata
)。
现在,我有一个系统 ODE 模型,我需要适合这两个数据:
[dGFP] = a + (d + g(OD))[GFP] #g(OD) is basically another ODE to describe the growth rate
[dOD] = m * (1 - (OD/n)) * OD #this represents g(OD)
我编写了一个 Python 函数来对增长数据进行参数估计,如下所示:
import pandas as pd
import numpy as np
from scipy.integrate import odeint
from scipy.optimize import curve_fit
odata = df3[df3.columns[col]] #reading growth data
t = list(range(0,len(odata.index)))
def testfunc(t,k1,k2):
def cell_density_model(OD,t,m,n):
dOD = m * (1 - (OD[0]/n)) * OD[0]
return dOD
Ca0 = np.abs(odata[0])
rates = (k1,k2)
Casol = odeint(cell_density_model,Ca0,rates)
return Casol[:,0]
k_fit,kcov = curve_fit(testfunc,odata)
print(k_fit)
fit = testfunc(t,k_fit[0],k_fit[1])
plt.plot(t,odata,'+',label='data')
plt.plot(t,fit,'-',label='fit')
plt.legend(loc='best')
plt.show()
我有一个不同的函数来拟合蛋白质数据(不是工作代码)。我想做的基本上是将它们整合在一起,但我现在知道该怎么做。
def fitfunc(t,xa,xd,xCa0):
a = xa
d = xd
Ca0 = xCa0
def andGate(y,t):
[GFP] = y
OD = testfunc(t,amr,amc) #this seems problematic
GFP_ = a - (d + OD) * GFP
return [GFP_]
Casol = odeint(andGate,t)
return Casol[:,0]
def modelfit(t,xd):
return fitfunc(t,Ca0)
fdata = df2[df2.columns[col]] #reading fluorescence data
t = list(range(0,len(fdata.index)))
Ca0 = np.abs(fdata[0])
params,cov = curve_fit(modelfit,fdata)
fit = fitfunc(t,*params,Ca0)
print(params)
plt.plot(t,fdata,'x',label='fit')
plt.legend(loc='best')
plt.show()
有谁知道如何做到这一点?我已经尝试过 scipy 的 curve_fit
和 lmfit
。我愿意使用不同的库以及 Python 来重写我的函数。任何帮助将不胜感激。谢谢。
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