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MoBi® 观察器构建单元:分子观察器、容器观察器与从零创建示例详解

2026年8月19日 7点热度 0人点赞 0条评论

观察器(Observers)

观察器(Observer)是一种可在图表中显示的输出(参见模拟结果),它通过定义的公式从一个或多个分子/参数中派生而来。观察器分为两大类:分子观察器(Molecule Observers)和容器观察器(Container Observers);本节将详细说明这两类观察器的创建与编辑方法。它们之间的主要区别在于:

  • 分子观察器针对物理容器中存在该分子的分子实例进行计算。
  • 容器观察器可针对空间结构中的任意容器(物理容器和逻辑容器)进行计算,无论该容器中是否存在特定分子。不过,即使是容器观察器,也必须至少为一个分子定义,因为它将作为该分子的属性被创建。

以下章节基于从 PK-Sim 导出的 PBPK 模型,描述观察器构建单元(BB)的功能。随后通过一个简单的示例演示如何从零创建观察器。

加载在 PK-Sim® 中生成的模拟后(参见加载模拟),PK-Sim 模块将包含带有 PBPK 模型标准观察器的观察器构建单元。

观察器 — 功能概览

每个观察器都具有容器条件(Container Conditions),用于定义观察器将在哪些容器中创建;以及一个分子列表,用于定义观察器将针对哪些分子创建。容器条件在标签的使用方式中有详细说明。分子列表可以包含所有分子,也可以限制为包含列表(Include List)或排除列表(Exclude List)中的分子。

如果由于条件不匹配任何容器或分子而无法创建观察器,则在创建模拟时会发出警告(参见创建模拟)。

示例 — 创建观察器

在我们的示例项目中,双击已创建的观察器构建单元以打开编辑。如果模块中尚未创建观察器 BB,请右键点击模块,选择添加构建单元(Add Building Blocks),然后从列表中选择"Observers"。

要创建新观察器或从先前保存的文件加载观察器,请在上下文相关功能区中选择对应的新建(New)或加载(Load)按钮,然后选择正确的观察器类型。或者,您也可以在编辑窗口的空白区域右键点击,从上下文菜单中选择创建分子观察器(Create Molecule Observer)或创建容器观察器(Create Container Observer),以及对应的加载选项。选择新建或创建后,将打开名为新建分子观察器(New Molecule Observer)或新建容器观察器(New Container Observer)的窗口。

分子观察器

要操作分子观察器,请确保编辑窗口中选中了"Molecule Observer"选项卡。按照上述方法使用创建分子观察器功能,将打开"New Molecule Observer"窗口(见下图)。在我们的测试项目中,我们希望创建一个观察器,根据分子量计算摩尔浓度,对除"BigVial"之外的每个分子和每个隔室进行计算。

第 1 步:在名称输入框中输入"MolarConcentration",并在下方选择浓度(摩尔)(Concentration (molar))作为维度。

第 2 步:在"Calculated for following molecules"部分勾选All复选框。选中此复选框后,观察器将对所有现有分子定义。可以在排除列表(Exclude List)中定义例外。要向排除列表添加分子,请点击排除列表部分中的添加分子(Add Molecule)按钮。观察器不会为排除列表中列出的分子定义。如果取消勾选All复选框,则可以将分子添加到包含列表(Include List)中,此时观察器仅对包含列表中列出的分子定义。

第 3 步:然后右键点击"In Container with"下方的空白区域,从上下文菜单中选择New match tag条件。

第 4 步:系统会要求您输入标签名称。从下拉框中选择"Obs"或手动输入。此时"New Molecule Observer"窗口应如下所示:

新建分子观察器窗口

新建分子观察器窗口

第 5 步:下一步是创建Monitor公式,该公式定义观察器值的计算方式。此时,创建观察器至少需要一个公式名称;观察器公式等所有其他数据可在后续按需定义。点击"New Molecule Observer"窗口中的"Monitor"选项卡。

第 6 步:点击添加公式(Add Formula)按钮。系统会要求您输入反应公式名称;输入"MolarConcentration";如果该公式名称已存在,则可以在下拉框中选择它而不必新建。无论如何,"Formula Name"行和"Monitor"选项卡上的错误符号都会消失,OK按钮变为可用。

第 7 步:您现在可以在"New Molecule Observer"窗口中继续创建公式。

或者,您可以点击OK或按Enter键返回编辑窗口,然后再次点击"Monitor"选项卡。

第 8 步:在 Monitor 窗口的右侧,您将看到"References"列。此时界面如下方截图所示:

分子观察器公式构建界面

分子观察器公式构建界面

第 9 步:您需要输入的分子浓度公式是分子量与容器体积的比值。对于两者,您都需要引用(References),与之前描述的所有公式类似。对于分子量,这非常直接:只需将右侧"Possible Referenced Objects"树中的 MOLECULE 拖放到左侧"Alias/Path/Dimension"下方的空白区域。将出现别名 M、路径 .. 和维度 Amount。别名 M 代表观察器计算的每个分子的对应量,计算依据是之前在"Properties"选项卡中定义的条件。

第 10 步:由于我们的浓度观察器应针对不同层级结构的容器进行计算(以防空间结构将来被扩展),您需要通过点击右侧相应的单选按钮来选择"Relative Path"(相对路径)。在此窗口中首次执行此操作时,系统会要求您通过下图所示的窗口输入路径。要完整显示路径,请按 * 键或点击名称左侧的所有 + 符号。您可以在此选择任意容器,然后使用其对应的 Volume 参数;但请勿使用任何"MoleculeProperties"分支,否则会使路径无效。要完成示例观察器,请点击 Vial1,然后点击 OK 按钮,如下图所示。

选择相对路径窗口

选择相对路径窗口

第 11 步:在"Possible Referenced Objects"树中,导航至 BigVial|Vial1 并展开它。您将在其下方看到 Volume 参数。

通过点击路径右侧的 ... 符号,可以随时更改本地引用点(Local Reference Point)。

第 12 步:将 Volume 拖放到左侧 M 的下方。将出现别名 Volume、路径 ..|..|Volume 和维度 Volume。请将下方截图与您的 Monitor 窗口进行对比。

第 13 步:最后,在引用下方的输入框中输入公式 M / Volume(在输入公式之前,输入框旁边会显示红色错误符号),完成后一切应如下图所示。

摩尔浓度分子观察器公式完成

摩尔浓度分子观察器公式(含引用)完成

如果您在构建分子时已经加载或创建了浓度参数(参见分子参数),您可能会疑惑为什么不能直接使用该反应参数作为观察器。这确实是一种替代方案。您无需拖放 M 和 Volume,而是可以使用具有正确相对路径的 Concentration 参数,该参数可在 BigVial|Vial1|A|Concentration 下找到。

许多其他分子观察器的示例,最好通过打开从 PK-Sim® 导出的模拟中的观察器构建单元来学习。

容器观察器

要操作容器观察器,请确保编辑窗口中选中了"Container Observer"选项卡。在我们的测试项目中,我们希望创建一个观察器来计算两种代谢物 B 和 C 的浓度之和。创建过程与分子观察器几乎完全相同,但获得的路径不同,且您将使用不同的属性和公式。

第 1 步:按照上述方法使用"创建容器观察器"功能创建新的容器观察器,将打开"New Container Observer"窗口,与分子观察器类似。

第 2 步:输入"SumMetabolites"作为名称,"Concentration (molar)"作为维度。

第 3 步:点击"Include List"部分中的"添加分子"按钮。系统会要求您输入分子名称;选择或输入"C"并点击OK。

第 4 步:作为容器条件,选择 Match Tag: Obs。

第 5 步:点击"Monitor"选项卡,然后点击添加公式按钮。输入"SumMetabolites"作为公式名称。然后点击OK或按Enter键。(如上文中分子观察器所述,您也可以在"New Container Observer"窗口中继续公式编辑。)

第 6 步:由于显示返回到属性选项卡,您需要再次点击"Monitor"选项卡。按照分子观察器的说明,将相对路径设置为 Vial1。

第 7 步:在"Possible Referenced Objects"中,一直展开 Vial1 路径,直到看到分子"B"和"C"的"Concentration"参数。

第 8 步:依次将两者拖放到引用列表中。

第 9 步:在公式输入框中输入 Concentration + Concentration1(位于红色错误符号左侧),输入完成后错误符号应消失。

界面应如下方截图所示:

代谢物总和容器观察器

代谢物总和容器观察器

标签: 暂无
最后更新:2026年8月19日

MSxiaoming

得失从缘,心无增减

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