Спецификация: Калькулятор пересевов

Назначение и биологический контекст

Инструмент отвечает на рабочий вопрос: сколько суспензии отмерить и сколько среды долить, если концентрация живых клеток уже известна. Концентрацию берут тремя способами: готовым числом из счётчика клеток, подсчётом в камере Горяева или по большим квадратам C-chip.

Цель посева задают двумя способами: по плотности на площадь или рабочий объём или общим числом клеток на ёмкость. У адгезивных культур различают фласк и планшет: у планшета площадь относится к одной лунке и умножается на число лунок и планшетов, поэтому цель считается на весь планшет. Объём среды берётся из настроек ёмкости: у фласка — на всю ёмкость, у планшета — на лунку.

Работа ведётся экспериментами: в браузере сохраняется до 99 независимых экспериментов с названием, датой и записями, история доступна на стартовом экране и через «Все эксперименты». Внутри эксперимента каждая клеточная линия ведётся своей записью: запись можно свернуть, раскрыть и удалить независимо от других. Режим у ламинара показывает готовые результаты по всем записям сразу.

Границы: криоконсервация и моноклонирование — отдельные инструменты, и они не читают хранилище пересевов; ёмкость, из которой взята суспензия, не вводится; у планшета моделируется число планшетов и лунок, но не раскладка по лункам; расчётные данные остаются в браузере пользователя.

Математическая модель и формулы

Обозначения: A — площадь ёмкости или одной лунки (см²), V — рабочий объём суспензионной колбы (мл), d — посевная плотность, C — концентрация живых клеток (млн клеток/мл), D — фактор разведения, K — коэффициент квадрата камеры (клеток/мл на одну посчитанную клетку), N — число посчитанных клеток, units — число единиц посева, v — объём суспензии для посева.

• D = (клеточная суспензия + трипановый синий) / клеточная суспензияДля камеры Горяева и C-chip по умолчанию 1 к 1, то есть D = 2. Для счётчика по умолчанию выбран «Прибор учёл», и тогда D = 1.
• K = 1000 / (сторона квадрата² × глубина камеры)Размеры в миллиметрах. Камера Горяева 0,2 × 0,2 мм при глубине 0,1 мм даёт K = 250 000, C-chip 1 × 1 мм при глубине 0,1 мм — K = 10 000.
• C = показание счётчика × DСпособ «счётчик клеток»: при «Прибор учёл» число берётся как есть.
• C = (живых клеток всего / квадратов) × K × D / 1 000 000Способ «камера Горяева»: вводится одно число живых клеток на все квадраты, среднее считает инструмент.
• C = (сумма живых клеток по квадратам / квадратов) × K × D / 1 000 000Способ «C-chip»: число вводится в каждый большой квадрат, среднее инструмент считает сам.
• V = 100 × живые / (живые + мёртвые)Жизнеспособность камеры и C-chip считается, только если включено «Считать мёртвые». При нулевой сумме показатель не считается, и это не ошибка.
• units = планшеты × лунки для планшета; units = 1 для фласка и суспензииПланшет — адгезивная ёмкость; число единиц умножает площадь, цель и объём среды.
• N цель = A × units × d × 10 000 / 1 000 000 — для адгезивных; N цель = V × d — для суспензионныхЦель по плотности. Плотность адгезивных задаётся в 10⁴ кл/см², суспензионных — в 10⁶ кл/мл. Если выбрана цель «Всего клеток», введённое число берётся как есть.
• v = (N цель / C) × 1000Объём суспензии для посева в микролитрах.
• V среды = объём ёмкости − v / 1000У фласка объём ёмкости — «Объём среды, мл» из настроек; у планшета — «Среды на лунку, мл» × units; у суспензионной колбы средой служит рабочий объём. Если суспензии больше, инструмент предупреждает и не показывает отрицательный объём среды.

Входные параметры

Выходные параметры и состав отчёта

Главный результат — две зелёные плашки: объём суспензии в микролитрах с подписью «суспензии» и объём среды, которую нужно долить, с подписью «среды». В раскрытой форме плашки занимают всю ширину формы, а внутри крупное число стоит слева, единица с подписью — справа двумя строками. Нажатие на плашку копирует только её число без единицы и заменяет подпись на «✓ Скопировано».

В свёрнутой записи видны название линии, ёмкость, дата, концентрация живых клеток и необязательные пассаж и жизнеспособность; плашки делят свободное место строки метаданных. До расчёта на их месте стоит «Здесь будет результат».

Среда считается как объём ёмкости минус объём суспензии: для T75 при 15 мл и 312,5 мкл суспензии это 14,69 мл, для трёх 6-луночных планшетов по 2 мл на лунку — 36 мл и 35,28 мл после вычета суспензии. Если суспензии больше объёма среды, инструмент предупреждает и не показывает отрицательный объём.

Режим у ламинара показывает только готовые результаты: название линии, ёмкость и два крупных числа — объём суспензии и объём среды. Переключатель меняет плотность строк, выбранная плотность запоминается, а пока режим открыт, страница просит браузер не гасить экран. Текст и PNG записи или эксперимента создаются локально и скачиваются на устройство.

Кнопка «Как пользоваться?» открывает руководство из шести шагов: эксперимент и запись, концентрация, ёмкость и плотность, два числа, результат, режим у ламинара. Поля в руководстве настоящие, но значения принадлежат только демонстрации и не попадают в эксперименты и записи; первый заход открывает руководство один раз, отметка хранится в localStorage.

• Объём суспензии и объём среды показываются с округлением до двух знаков после запятой; концентрация в свёрнутой записи — тоже.
• Список готовых ёмкостей: адгезивные T12,5, T25, T75, T150, T175, T225 и планшеты на 6, 12, 24, 48 и 96 лунок; суспензионные колбы 50, 125, 250, 500, 1000 мл, 3 и 5 л с рабочими объёмами 15, 40, 80, 150, 300, 1500 и 2500 мл.
• Эксперименты с названием, датой и записями сохраняются автоматически в браузере пользователя: до 99 экспериментов; нажатие на сохранённый эксперимент открывает тот же рабочий экран, что и новый, удаление требует подтверждения. Вместе с экспериментами сохраняются изменённые площади, объёмы, плотности и названия готовых ёмкостей.
• Перезагрузка страницы возвращает в открытый эксперимент, а новый вход в инструмент из каталога, меню, с главной или по закладке открывает перечень экспериментов.
• Экспорт локальный: текст TXT и картинка PNG записи или эксперимента готовятся в браузере; результат можно скопировать.

Правила валидации

• Название линии обязательно: пустое поле — ошибка «Не указано название клеточной линии».
• Ёмкость обязательна: без неё ошибка «Не выбрана ёмкость для посева».
• При цели «Плотность» нужны площадь (или рабочий объём) больше нуля и посевная плотность больше нуля.
• При цели «Всего клеток» нужно число клеток больше нуля.
• Планшет: количество планшетов целое от 1 до 100, лунок на планшет — целое от 1 до 384.
• Разведение камеры и C-chip: частей суспензии больше нуля, частей трипанового синего не меньше нуля. У счётчика при «Указать части» — те же правила.
• Счётчик: концентрация живых клеток обязательна и должна быть больше нуля; жизнеспособность, если заполнена, — от 0 до 100 %.
• Камера: число квадратов целое, от 1 до 25; живые клетки — целое не меньше нуля; сторона квадрата и глубина больше нуля. При включённом «Считать мёртвые» мёртвые клетки обязательны.
• C-chip: число квадратов целое, от 1 до 25; заполнены все квадраты схемы, в каждом целое число живых клеток не меньше нуля; сторона квадрата и глубина больше нуля. При включённом «Считать мёртвые» мёртвые клетки обязательны.
• Итоговая концентрация должна быть больше нуля, иначе ошибка «Концентрация живых клеток должна быть больше нуля».
• Если объём суспензии не удалось получить (не число или не больше нуля) — ошибка «Не удалось получить объём суспензии для посева», результат не показывается.
• Объём среды: пустое поле означает «объём не задан» и не мешает посчитать суспензию; заполненное неположительное значение даёт предупреждение.
• Если вычисленный объём суспензии больше объёма среды, показывается предупреждение «Объём суспензии больше объёма среды: уменьшите объём посева или увеличьте объём среды», а объём среды не показывается.
• Предупреждения не блокируют расчёт: «Мало клеток для точного подсчёта» появляется при числе посчитанных клеток меньше 100, «Концентрация очень низкая; проверьте подсчёт» — при концентрации меньше 0,01 млн кл/мл.
• Пока есть хоть одна ошибка, целевое число клеток и объём не считаются: в записи вместо результата пустой блок, в раскрытой форме — причина. Введённые значения при этом сохраняются.
• Число квадратов камеры и C-chip задаётся целым от 1 до 25; значения сверх 25 считаются опечаткой и блокируют расчёт.
• Когда хранилище браузера недоступно или переполнено, инструмент сообщает об этом, а сохранённые эксперименты не изменяет: чтение показывает предупреждение, неудачная запись — просьбу не закрывать страницу. Сверх 99 сохранённых экспериментов новый не создаётся, пока не удалён ненужный.

Источники

• Метод и контрольные примеры — docs/CELL_SEEDING_CALCULATOR.md в репозитории проекта
• Коэффициенты камер 250000 и 10000 — принятые в проекте значения; внешний источник в проекте не зафиксирован.