指数衰减方程可对许多化学和生物过程进行建模。当某种现象的发生速率与剩余量成正比时,即可使用该方程。
当所测量的结果是快速和慢速指数衰减之和时,便采用两相模型。这也被称为双指数衰减。
创建一个XY数据表。将时间输入到X列,将响应值(结合量、浓度等)输入到Y列。如果有多个实验条件,请将第一个条件放在A列,第二个放在B列,依此类推。
输入数据后,单击“分析”,选择“非线性回归”,选择“指数方程”面板,然后选择“两相衰减”。
如果您已扣除任何背景信号,则知道曲线必须在 Y=0 处达到平台期。在这种情况下,应将参数“平台期”约束为恒定值 0。 要实现这一点,请转到非线性回归对话框的“约束”选项卡,将“Plateau”旁边的下拉菜单设置为“常数等于”,并输入值 0.0。
在某些情况下,即使未扣除背景信号,您也知道平台期必须为零。例如,在药代动力学中,您知道药物浓度(通常)在长时间点时必须降至零。
SpanFast=(Y0-Plateau)*PercentFast*.01
SpanSlow=(Y0-Plateau)*(100-PercentFast)*.01
Y=Plateau + SpanFast*exp(-KFast*X) + SpanSlow*exp(-KSlow*X)

Y0 是当 X(时间)为零时的 Y 值。其单位与 Y 相同,
Plateau 是时间无限大时的 Y 值,其单位与 Y 相同。
Kfast 和 Kslow 是两个速率常数,以 X 轴时间单位的倒数表示。如果 X 以分钟为单位,则 K 以倒数分钟表示。
TauFast 和 TauSlow 是两个时间常数,单位与 X 轴相同。它们通过速率常数的倒数计算得出。
半衰期(快)和半衰期(慢)采用 X 轴的时间单位。它们的计算方式为 ln(2)/K。
PercentFast 指两个组分中较快的那一个所占的跨度比例(从 Y0 到 Plateau)。
如果您已扣除任何背景信号,则知道曲线必须在 Y=0 处达到平台期。您还知道,在某些其他情况下(如药代动力学),曲线必须下降至 Y=0。在这些情况下,您应将参数 Plateau 约束为恒定值零。
施加此约束后,模型更易于理解。该模型是两个组分的总和,每个组分由一个速率常数和一个初始 Y 值定义。这两个速率常数分别为 Kfast 和 Kslow。初始 Y 值由以下方程定义:
SpanFast = Y0*PercentFast*.01
SpanSlow = Y0*(100-PercentFast)*.01
SpanFast 和 SpanSlow 这两个名称,或许更适合理解为 Y0Fast 和 Y0Slow。
请注意,这两个阶段在所有时间点都在同时发生。认为“先是快速阶段结束,然后慢速阶段才开始”这种想法是不正确的。