خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: فهم مفهوم MPN. العدد الأكثر احتمالاً (MPN) هو طريقة إحصائية تُستخدم لتقدير تركيز الكائنات الحية الدقيقة في عينة، خاصة عندما تكون التركيزات منخفضة. تعتمد الطريقة على تخفيف العينة وزراعتها في أنابيب متعددة، ثم تسجيل عدد الأنابيب الإيجابية (التي تظهر نمواً). يستخدم MPN في اختبارات جودة المياه والأغذية.
الخطوة الثانية: إدخال المعاملات المطلوبة. يُطلب من المستخدم إدخال ثلاثة قيم: p (عدد الأنابيب الإيجابية)، n (إجمالي عدد الأنابيب المستخدمة)، و v (حجم اللقاح الملقح في كل أنبوب بالملليلتر). على سبيل المثال، إذا تم استخدام 5 أنابيب بحجم 10 مل لكل منها، وأظهرت 3 أنابيب نمواً، فإن p=3, n=5, v=10.
الخطوة الثالثة: حساب MPN باستخدام الصيغة الإحصائية. تعتمد عملية الحساب على نظرية الاحتمالات وتحديداً توزيع بواسون. الصيغة المستخدمة هي حل المعادلة: ∑ (p_i / (1 - e^(-λ v_i))) = ∑ (n_i - p_i) v_i e^(-λ v_i) / (1 - e^(-λ v_i)) حيث λ هو تركيز الكائنات الدقيقة (MPN/ml). في حالة تخفيف واحد (مجموعة واحدة من الأنابيب)، يمكن استخدام الجداول القياسية أو طريقة التقريب: MPN = -ln(1 - p/n) / v. هذه الصيغة تفترض أن p/n < 1. يتم حساب ln من اللوغاريتم الطبيعي.
الخطوة الرابعة: تفسير النتيجة. الناتج هو تقدير لتركيز الكائنات الحية الدقيقة في العينة الأصلية بوحدة MPN/ml (أي عدد الكائنات المحتمل لكل ملليلتر). على سبيل المثال، إذا كانت النتيجة 2.3 MPN/ml، فهذا يعني أن أفضل تقدير لتركيز الميكروبات هو 2.3 كائن حي لكل ملليلتر. يُرفق عادة فاصل ثقة (95%) ولكن هذه الآلة الحاسبة البسيطة لا تقدمه.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على العدد الأكثر احتمالاً MPN بخطوات الحل كاملة.
الحل
لحساب MPN: p = 7, n = 10, v = 1 ml. نستخدم الصيغة: MPN = -ln(1 - p/n) / v = -ln(1 - 7/10) / 1 = -ln(0.3) / 1. قيمة ln(0.3) ≈ -1.20397، إذن MPN = -(-1.20397) = 1.20397 MPN/ml. التقريب إلى رقمين عشريين: 1.20 MPN/ml. هذا يعني أن أفضل تقدير لتركيز البكتيريا في العينة هو حوالي 1.2 كائن حي لكل ملليلتر. في الواقع، يُستخدم جدول MPN القياسي الذي يأخذ في الاعتبار التخفيفات المتعددة. في هذا المثال البسيط (تخفيف واحد)، النتيجة معقولة. لاحظ أنه إذا كانت p = n (جميع الأنابيب إيجابية)، لا يمكن استخدام الصيغة لأن ln(0) غير معرف، وفي هذه الحالة يجب تخفيف العينة أكثر.
الحل
هذا يتطلب حساب MPN بتخفيفات متعددة. الطريقة تعتمد على حل معادلة الاحتمال الأقصى. الصيغة العامة أكثر تعقيداً وتستخدم الجداول. لحساب تقريبي، نستخدم طريقة التوزيع الاحتمالي: نبحث في جداول MPN القياسية عن المجموعة (4,2) مقابل التخفيفات (0.1, 0.01). وفقاً للجداول، التركيز المقابل هو 17 MPN/ml تقريباً (الوحدة تعتمد على حجم الأنابيب). في الواقع، الجداول تعطي قيمة MPN لكل 100 مل أحياناً. هنا v بالأصل 0.1 و0.01 مل، لذا النتيجة مباشرة MPN/ml. القيمة التقريبية: 17 MPN/ml. هذا يعني أن تركيز البكتيريا في الحليب يبلغ حوالي 17 كائن حي لكل ملليلتر. بالنسبة لمثالنا، يمكن استخدام طريقة حاسوبية لحل المعادلات اللاخطية، لكن يدوياً يُستخدم الجدول.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة العدد الأكثر احتمالاً MPN.
قيم مُدخَلة قياسية
- الأنابيب الموجبة
- 3
- N
- 5
- V
- 10
قيم مُدخَلة مرتفعة
- الأنابيب الموجبة
- 5
- N
- 100,000
- V
- 17
قيم مُدخَلة مرتفعة
- الأنابيب الموجبة
- 10
- N
- 11
- V
- 10