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Sciences de la vie

Utilisez System Modeler pour la modélisation et l’analyse tout au long de la découverte, du développement, des essais cliniques et de la fabrication de médicaments. Cet environnement flexible prend en charge des domaines d’application tels que la biologie des systèmes, la bioinformatique, etc.

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Chromatographie sur colonne

La chromatographie est l’un des outils les plus importants pour l’analyse des mélanges chimiques et la purification. Les colonnes de la chromatographie sont de tailles très différentes, mais leur principe de base reste le même : différentes interactions moléculaires font que différentes substances traversent la colonne à des vitesses différentes, ce qui les sépare efficacement les unes des autres. Ce modèle étudie l’un de ces types d’interaction. La bibliothèque gratuite BioChem de Modelica est nécessaire pour exécuter cet exemple. Vous pouvez la télécharger ici.

Pour exécuter cet exemple, il vous faut

les dernières versions de System Modeler et Mathematica.

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Le modèle

La chromatographie sur colonne peut être décrite comme ayant deux phases, la phase mobile et la phase stationnaire. Les substances se déplacent entre les deux phases, sous réserve d’un équilibre. Les substances présentes dans la phase mobile se déplacent également vers le bas de la colonne. Des équations différentielles partielles décrivent les concentrations des deux phases à chaque point de la colonne. En utilisant la méthode des lignes, les points spatiaux peuvent être discrétisés et les EDA obtenues peuvent être résolues numériquement.

Les équations aux dérivées partielles du modèle sont discrétisées dans Mathematica et converties automatiquement en code Modelica.

Génération automatique du code

Mathematica peut générer et exporter du code Modelica pouvant être directement simulé dans System Modeler.

L’exemple montre la chromatographie sur colonne utilisée pour analyser une réaction biochimique simple, modélisée à l’aide de la bibliothèque gratuite BioChem de Modelica. Si l’éluant de la colonne était surveillé en continu à l’aide d’un spectrophotomètre, des pics distincts signaleraient l’élution d’une substance particulière. La simulation du système permet d’analyser le profil d’élution pour voir comment chaque substance contribue au profil.

Tracé de la contribution de chacune des substances au profil d’élution.

Interagissez avec le système

Les résultats de la simulation étant importés dans Mathematica, l’intérieur de la chromatographie sur colonne peut être visualisé. Les visualisations interactives peuvent être déployées et distribuées à l’aide du format de document calculable, CDF.

Séparation des substances à l’intérieur de la colonne et représentation de la manière dont chaque substance contribue au signal de sortie du spectrophotomètre.

Interagissez avec les résultats

Les résultats de System Modeler peuvent être importés dans Mathematica, où il est possible d’effectuer des analyses plus approfondies.

Discrétisez les équations différentielles partielles

En utilisant la méthode des lignes, les coordonnées spatiales sont discrétisées, tandis que les dérivées temporelles restent continues.

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