شماره ركورد
30049
پديد آورنده
بيتا ياراحمدي
عنوان
مدلسازي، ارزيابي و پيشبيني فاكتور قالبگيري پليمرهاي قالب مولكولي مختلف با استفاده از الگوريتمهاي گوناگون يادگيري ماشين
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
شيمي تجزيه
سال تحصيل
1398
تاريخ دفاع
1402/07/29
استاد راهنما
سيد محمدرضا ميلاني حسيني- سيد مجيد هاشميانزاده
استاد مشاور
سجاد قرقاني
دانشكده
شيمي
چكيده
پليمر قالب مولكولي پليمرهايي با اتصالات عرضي مي باشند كه نسبت به شكل، ابعاد، نوع و تعداد گروههاي عاملي مولكول، الگوي انتخابپذيري نشان ميدهند. سنتز و بهينهسازي عملي مورد نياز جهت تهيه اين پليمرها معايب بسياري دارد، از جمله نياز به صرف زمان، صرف هزينه، نياز به مصرف مواد شيميايي كه براي سلامت انسان و محيط زيست ضرر دارند، نياز به اپراتور جهت انجام آناليزها، نياز به تجهيزات و وسايل آزمايشگاهي و غيره .فاكتور قالبگيري يك معيار ارزيابي كيفيت قالبگيري است. هرچه مقدار فاكتور قالبگيري بيشتر باشد به اين معنا است كه قالبگيري با كيفيت بالاتر و بهتر انجام شده است. يادگيري ماشين براي پيشبيني و دستهبندي متغيرهاي مختلف استفاده ميشود. ما در اين رساله با استفاده از يادگيري ماشين موفق به ساخت مدلي با دقت بالا جهت پيشبيني فاكتور قالبگيري پليمرهاي مختلف شديم. براي مدلسازي از روشهاي مختلف انتخاب ويژگي از جمله روش اطلاعات متقابل، همبستگي آماري، كاهش ابعاد، حذف ويژگي بازگشتي، forward selection ، از روشهاي اعتبارسنجي از جمله روش اعتبارسنجي آزمايشي- آموزشي و روش اعتبارسنجي K-Fold، همچنين از الگوريتمهاي رگرسيون شامل هفت الگوريتم رگرسيون خطي، ستيغي، شبكه الاستيك، درختان تصميمگيري، Lasso، k نزديكترين همسايه و ماشين صفحه پشتيبان و چهار الگوريتم كليت شامل ADA، گراديان تقويتي، جنگل تصادفي و درختان اضافي استفاده شد. در نتيجه استفاده از پاكسازي دادهها و استفاده از انتخاب ويژگي RFE و الگوريتم گراديان تقويتي مدلي با دقت 0.87 % ساختيم. استفاده از يادگيري ماشين سبب افزايش سرعت و دقت، كاهش زمان، كاهش چشمگير هزينهها، عدم نياز به مصرف تركيبات شيميايي و عدم نياز به تجهيزات و دستگاهها ميشود. در نهايت به منظور بررسي كارايي پليمرهاي تهيه شده، ارقام شايستگي شامل دقت، حساسيت، محدوده خطي، تكرارپذيري، گزينشپذيري و منحني كاليبراسيون براي دو پليمر قالب مولكولي مختلف (ريبوفلاوين و كمپلكس سفالكسين-كادميم) مورد بررسي قرار گرفت. مطابق نتايج پليمرها دقت و تكرارپذيري بالايي براي استخراج مولكولهاي هدف از خود نشان دادند.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/08/15
عنوان به انگليسي
Modeling, estimation and prediction of imprinting factor of different molecularly imprinted polymers using varios machine learning algorithms
تاريخ بهره برداري
10/20/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
بيتا ياراحمدي
چكيده به لاتين
Molecular imprinted polymers are cross-linked polymers that show a selectivity pattern with respect to the shape, dimensions, type, and number of functional groups of the molecule. The practical synthesis and optimization needed to prepare these polymers has many disadvantages, including the need to spend time, spend money, the need to consume chemicals that are harmful to human health and the environment, the need for an operator to perform analyses, the need for equipment and laboratory equipment, etc. Imprinting factor is a quality evaluation measure of the imprinting. The higher the value of the immprinting factor, it means that the imprinting has been done with a higher and better quality. Machine learning is used to predict and categorize different variables. In this paper, using machine learning, we succeeded in creating a model with high accuracy to predict the imprinting factor of different polymers. For modeling, various feature selection methods including mutual information method, statistical correlation, dimensionality reduction, recurrent feature removal, forward selection, validation methods such as test-training and K-Fold validation method, as well as regression algorithms including seven algorithms Linear regression, congruence, elastic net, decision trees, Lasso, k nearest neighbor and four general algorithms like ADA, gradient boosting, random forest, and extra trees were used. As a result of using data cleaning and using RFE feature selection and gradient ensemble algorithm, we creat a model with an accuracy of %0.087. The use of machine learning increases speed and accuracy, reduces time, significantly reduces costs, does not require the use of chemical compounds, and does not require equipment. Finally, to check the efficiency of the prepared polymers, the figures of merit including accuracy, sensitivity, linear range, repeatability, selectivity and calibration curve for two different molecular template polymers (riboflavin and cephalexin-cadmium complex) were investigated. According to the results, polymers showed high accuracy and reproducibility for extracting target molecules.
كليدواژه هاي فارسي
يادگيري ماشين , الگوريتمهاي رگرسيون , پليمر قالب مولكولي , الگوريتمهاي تقويتي
كليدواژه هاي لاتين
machine learning , regression algorithms , molecularly imprinted polymer , ensemble algorithms.
Author
bita yarahmadi
SuperVisor
Dr. Seyed Mohammad Reza Milani Hosseini Dr. Seyed Majid Hashemianzadeh