试议小二基于Origin生物化学实验数据最小二乘处理及图形化

论文导读：话框上单击【OK】按钮（接受默认设置）。程序自动进行最小二乘拟合，得到的拟合曲线如图2所示。相关的分析数据可以在数据表【LinearFitl】中找到，包含了参与拟合的数据选择、拟合控制、残差分析、结果报告和绘图等各选项。3结论利用Or源于：论文网站www.7ctime.comigin实现最小二乘法处理，操作简便，结果全面
摘要：Origin是目前较流行的专业函数绘图软件，是公认的简单易学、操作灵活、功能强大的软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。本文将借助这种软件， 结合生物化学总糖测定试验， 介绍实验数据处理的最小二乘法实现，方法简便直观。
关键词：Origin软件 生物化学实验 最小二乘
中图分类号：Q5-3
基金项目：广西教育科学“十二五”规划课题（2011C0028）；教育科学研究院级重点立项课题（桂工院教〔2007〕2号）。
最小二乘法（又称最小平方法）是一种数学优化技术。它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，是处理实验数据常用的方法。与其他常用数据处理方法相比， 最小二乘法得到的结果准确性最高， 误差最小。然而在实际教学过程中， 实施起来却比较困难。虽然也可以通过Excel的“图表工具”和“数据分析”来实现，但是前者的结果中仅给出拟合方程和相关系数的平方值， 其他分析数据较少；后者的结果中数据较多， 学生要能够对过多的数据进行取舍。同时， 图表中只画出了数据点，而没有给出拟合直线， 需要通过后期处理， 才能得到完整的图表。而Origin软件其本身的作图功能最受青睐[2-4]，但我们在研究和教学实践中发现其统计分析功能也较完善和实用，尤其在进行线性拟合时，而且学生容易掌握，它的特点是直观！快捷！无需编程。本文将借助这种软件， 结合生物化学实验中的总糖测定试验， 介绍最小二乘法的实现。
1 实例
在总糖的测定试验中，通过测得的标准葡萄糖的吸光度数据如表1：
表1 蒽酮比色法测总糖含量的数据记录表
由实验原理可知， 吸光度值 y （因变量）与浓度 x（自变量） 满足 y = a+bx 这样的方程。根据方程通过测定样品的吸光度值（y）就可以得到样品中总糖的含量。
2 利用Origin软件实现最小二乘法处理
打开 Origin8.0 ，软件会自动建立一个项目（ Project ） ， 并在该项目下生成一个空的数据表（Worksheet） ， 提醒学生在数据输入时，自变量（浓度）所在列要设定为X，因变量（吸光度值）输入Y列中。选中A （ X ） 和B （ Y ） 列， 点击右键， 在弹出的菜单中选择【Plot】 ， 再在下一级菜单中选择【Scatter】， 画出数据点。接下来单击菜单命令 【Analysis 】→ 【Fitting 】→ 【Fit Linear ...】， 如图1 所示。在打开的 【Linear Fit】 对话框上单击 【OK】 按钮 （接受默认设置）。程序自动进行最小二乘拟合，得到的拟合曲线如图2所示。相关的分析数据可以在数据表【Linear Fitl】中找到，包含了参与拟合的数据选择、 拟合控制、残差分析、结果报告和绘图等各选项。
3 结论
利用Or源于：论文网站www.7ctime.com
igin 实现最小二乘法处理， 操作简便， 结果全面且不宜出错， 无需复杂编程， 易于学生掌握。近两年在教学中引入了Origin软件的实验环节，师生的反映效果都很好，觉得利用 Origin 对生物化学实验数据进行最小二乘法处理， 方便灵活；配合图形输出结果， 形象直观， 有利于提高实验的效率。
参考文献：
高永祥，用Origin 软件作直线拟合. 电力学报，2013，18（2）： 141-142，148.
李润明，吴晓明. 图解Origin 8.0科技绘图及数据分析. 北京：人民邮电出版社，2009.
[3] 姜红霞. Origin软件在生物统计学教学中的应用.陕西教育（高教版）， 2009， 3： 82-83.
[4] 王宇， 胡赟， 曹仲义， 杨祖荣. Origin软件在化工原理实验数据拟合中的应用.实验技术与管理，2010，27（1）：86-88，93.