CN114365164A - 基于活性的酶库存管理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法，包括(i)优选经由输入单元(10)接收由至少所述酶制剂的温度和储存持续时间以及初始酶活性值定义的至少一个储存段数据的输入数据；(ii)经由处理单元(20)基于储存段数据和初始酶活性值确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；(iii)优选经由输出单元(30)提供酶制剂的剩余活性值，以及(iv)基于步骤(iii)的剩余活性值管理所述酶制剂，所述管理优选地包括以下中的至少一项：‑优选经由输出单元(30)基于酶制剂的剩余活性值提供剂量推荐；‑基于酶制剂的剩余活性值提供所述酶制剂的剩余保质期指标；‑通过控制施用设备自动调节酶制剂的剂量；和/或‑如果剩余活性值指示酶制剂中的总酶活性低于预定阈值，则引出一个批次的酶制剂的订单。本发明还涉及一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的装置，包括：‑输入单元(10)，其被配置为接收数据输入，该输入单元优选为用户界面，其中，数据输入包括由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；‑处理单元(20)，优选为包括至少一个处理器的处理单元，该处理单元被配置为具体地通过编程基于储存段数据和初始酶活性值来确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；以及‑输出单元(30)，其被配置为将酶制剂的剩余活性值输出到用户和/或数据接口；以及包括所述装置的***。本发明进一步涉及与上述方法、装置和***相关的方法、计算机程序、数据载体和用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法，包括(i)优选经由输入单元接收由至少所述酶制剂的温度和储存持续时间以及初始酶活性值定义的至少一个储存段数据的输入数据；(ii)经由处理单元基于储存段数据和初始酶活性值确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；(iii)优选经由输出单元提供酶制剂的剩余活性值，以及(iv)基于步骤(iii)的剩余活性值管理所述酶制剂，所述管理优选地包括以下中的至少一项：-优选经由输出单元基于酶制剂的剩余活性值提供剂量推荐；-基于酶制剂的剩余活性值提供所述酶制剂的剩余保质期指标；-通过控制施用(dosing)设备自动调节酶制剂的剂量；和/或-如果剩余活性值指示酶制剂中的总酶活性低于预定阈值，则引出一个批次的酶制剂的订单。本发明还涉及一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的装置，包括：-输入单元，其被配置为接收数据输入，该输入单元优选为用户界面，其中，数据输入包括由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；-处理单元，优选地包括至少一个处理器，该处理单元被配置为具体地通过编程基于储存段数据和初始酶活性值来确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；以及-输出单元，其被配置为将酶制剂的剩余活性值输出到用户和/或数据接口；以及涉及包括所述装置的***。本发明进一步涉及与上述方法、装置和***相关的方法、计算机程序、数据载体和用途。
背景技术
酶的失活，特别是热失活可能是由多种机制引起的，诸如变性、聚集或解离成亚基。为此，本领域建立了几种酶稳定性模型，例如如在Sant'Anna等人(2013)在BioprocessBiosyst Eng 36:993,Martinus&Boekel(2002),Int J Food Microbiol 74(1-2):139；Brown 1987),Australian J Botany 35(5):581中所引用以及如在E.P.Schokker博士的Thesis,University of Wageningen,1997中所讨论的。
尽管如此，酶在储存时会降解，特别是在高于推荐储存温度的温度下。此外，特别是在工业规模上，酶产品在运输和/或储存时可能会暴露在不利的储存条件下(例如计划外冗长的海关流程、冷却技术故障、物流链的计划外中断)。在所有这些情况下，确定产品是否仍可销售或可用的唯一方法是重新测试活性。然而，与之相关的一个问题是仓库通常没有配备，并且员工也没有资格进行样品测试。由于即使当没有达到最初指定的最低活性时，产品仍然可以使用，因此如果可以应用与原始配方相比定义的过量剂量，则期望酶制剂的剩余活性(取决于储存条件)是已知的或可预见的。
发明内容
因此，本领域需要为基于活性的酶制剂管理提供可靠的手段和方法。特别地，需要提供至少部分地避免如上所述的现有技术的缺点的手段和方法。
该问题通过具有独立权利要求的特征的方法、装置、***和用途来解决。在从属权利要求中列出了可以以孤立方式或以任意组合实现的优选实施例。
因此，本发明涉及一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法，包括
(i)经由输入单元接收由至少所述酶制剂的温度和储存持续时间以及初始酶活性值定义的至少一个储存段数据的输入；
(ii)经由处理单元基于储存段数据和初始酶活性值确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；
(iii)优选地经由输出单元提供酶制剂的剩余活性值；以及
(iv)基于步骤(iii)的剩余活性值管理所述酶制剂。
本发明的方法可以包括除了上面明确提到的那些步骤之外的步骤。例如，进一步的步骤可以涉及例如管理酶制剂的具体步骤或这种步骤的组合，优选地如在此权利要求和/或实施例中所指出的。优选地，该方法优选地在执行步骤(ii)和(iii)之前包括自动比较步骤，其中比较步骤包括将温度和/或储存持续时间值与相应的预定义值进行比较，其中步骤(ii)和(iii)根据比较步骤的结果执行，优选地，其中步骤(ii)和(iii)仅在温度和/或储存持续时间超过相应的预定义值时执行。优选地，该方法用于使用特定酶活性(例如用于酶施用)的任何过程，诸如洗衣过程，如在洗衣机、洗碗机或工业洗衣机中、在食品(例如牛奶或肉类)加工、动物饲料加工、生物燃料生产、皮革生产、纺织生产、纸浆和造纸工业、饮料生产、酶化学生产过程中，特别是在“白色”化学业中。
此外，该方法可以在建立酶稳定性模型的步骤之前，例如通过为酶制剂提供稳定性模型的方法来进行，该方法包括例如如下步骤：(I)在至少一个储存参数，优选储存温度的至少三个不同值下储存酶溶液的等分试样，(II)在储存开始后至少两个不同的时间点确定所述等分试样中的残留酶活性，(III)优选地如下文所述，优选地基于Arrhenius方程和/或基于Weibull模型，将所述不相同的时间点和存储参数的所述值建模成稳定性模型，以及由此(IV)提供稳定性模型。此外，来自稳定性模型的数据可以在数据库中提供，优选有形地嵌入到数据载体中，包括用于至少一种酶制剂的识别码和分配给其的至少用于确定酶制剂的剩余活性值所需的参数。如本领域技术人员将理解的，用于提供稳定性模型的上述方法优选地先于用于基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法，并且还优选地，仅执行一次以建立模型，并且优选地，包括存入上述数据库的所需参数。
参考本发明的计算机实现的方面，可以通过使用计算机或计算机网络来执行根据在此公开的一个或多个实施例的方法的一个或多个方法步骤，优选为所有方法步骤。因此，通常包括提供和/或操纵数据的任何方法步骤可以通过使用计算机或计算机网络来执行。通常，这些方法步骤可以包括任何方法步骤，通常除了需要手动工作的方法步骤，诸如提供样品和/或执行酶活性的实际测量的某些方面。
具体地，在此进一步公开的是：
包括至少一个处理器的计算机或计算机网络，其中该处理器适于执行根据本说明书中描述的实施例之一的方法，
计算机可加载数据结构，其适于在该数据结构在计算机上执行的同时执行根据本说明书中描述的实施例之一的方法，
计算机程序，其中该计算机程序适于在该程序在计算机上执行的同时执行根据本说明书中描述的实施例之一的方法，
计算机程序，其包括用于在计算机程序在计算机或计算机网络上执行的同时执行根据本说明书中描述的实施例之一的方法的程序部件，
计算机程序，其包括根据前述实施例的程序部件，其中程序部件存储在计算机可读的存储介质上，
存储介质，其中数据结构被存储在该存储介质上，以及其中该数据结构适于在已经被加载到计算机或计算机网络的主存储装置和/或工作存储装置中之后执行根据本说明书中描述的实施例之一的方法，以及
具有程序代码部件的计算机程序产品，其中，如果程序代码部件在计算机上或在计算机网络上执行，则程序代码部件可以存储或存储在存储介质上，以用于执行根据本说明书中描述的实施例之一的方法。
根据本发明的设备和方法具有优于基于活性的酶制剂管理的已知方法的若干优点。使用计算机实现的方法，优选地例如经由网络自动获得储存段数据，可以允许分析大量复杂的输入数据并可以提供快速、可靠和准确的结果。
如在下文中使用的，术语“具有”、“包含”或“包括”或其任何任意语法变体以非排他的方式使用。因此，这些术语既可以指除了这些术语引入的特征之外，在本上下文中描述的实体中不存在其它特征的情况，也可以指存在一个或多个其它特征的情况。作为示例，“A具有B”、“A包含B”和“A包括B”的表述都可以指除B之外，A中不存在其它元素的情况(即A单独且仅由B组成的情况)，以及除B之外，实体A中还存在一个或多个其它元素(诸如元素C、元素C和D或甚至其它元素)的情况。
此外，如在下文中使用的，术语“优选地”、“更优选地”、“最优选地”、“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似的术语与可选特征结合使用，而不限制进一步的可能性。因此，由这些术语引入的特征是可选特征并且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。如本领域技术人员将认识到的，本发明可以通过使用替代特征来执行。类似地，由“在实施例中”或类似表述引入的特征旨在为可选特征，对本发明的进一步实施例没有任何限制，对本发明的范围没有任何限制，并且对以这种方式引入的特征与本发明的其它可选或非可选特征组合的可能性没有任何限制。
如在此所使用，除非另有说明，术语“约”是指具有相关领域普遍接受的技术精度的指示值，优选地涉及指示值±20％，更优选为±10％，最优选为±5％。此外，术语“基本上”指示不存在对指示结果或用途具有影响的偏差，即潜在偏差不会导致指示结果偏差超过±20％，更优选为±10％，最优选为±5％。因此，“基本上由……组成”是指包括指定的组分，但不包括其它组分，除了作为杂质存在的材料、由于用于提供这些组分的过程而存在的不可避免的材料，以及为了实现本发明的技术效果以外的目的而添加的组分。例如，使用短语“基本上由......组成”定义的组合物包括任何已知的可接受的添加剂、赋形剂、稀释剂、载体等。优选地，基本上由一组组分组成的组合物将包含非特定组分的小于5重量％、更优选为小于3重量％、甚至更优选为小于1％、最优选为小于0.1重量％。
如在此所使用，术语“酶”包括但不限于具有如下文指定的活性的任何类型的生物大分子。酶优选是多肽或核酸，优选RNA或DNA。更优选地，酶是多肽。优选地，酶是非热稳定的。
在特定实施例中，酶是氧化还原酶(EC 1)、转移酶(EC 2)、水解酶(EC 3)、裂合酶(EC 4)、异构酶(EC 5)或连接酶(EC 6)(EC编号根据酶命名法，国际生物化学和分子生物学联盟命名委员会的建议(1992)，包括其1993-1999年出版的增补)。
更优选地，酶是水解酶(EC 3)，优选地，糖苷酶(EC 3.2)或肽酶(EC 3.4)。特别优选的酶是选自由如下组成的组：淀粉酶(特别是α-淀粉酶(EC 3.2.1.1))、纤维素酶(EC3.2.1.4)、乳糖酶(EC 3.2.1.108)、甘露聚糖酶(EC 3.2.1.25)、脂肪酶(EC 3.1.1.3)、植酸酶(EC 3.1.3.8)、核酸酶(EC 3.1.11至EC 3.1.31)和蛋白酶(EC 3.4)；特别是选自由如下组成的组的酶：淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、甘露聚糖酶、植酸酶、木聚糖酶、磷酸酶、葡糖淀粉酶、核酸酶和纤维素酶，优选淀粉酶或蛋白酶，优选蛋白酶。最优选的是丝氨酸蛋白酶(EC3.4.21)，优选枯草杆菌蛋白酶。
在特别优选的实施例中，以下关注的蛋白质是优选的：
蛋白酶
具有蛋白水解活性的酶称为“蛋白酶”或“肽酶”。蛋白酶是发挥“蛋白酶活性”或“蛋白水解活性”的活性蛋白质。蛋白酶是EC 3.4类的成员。蛋白酶包括氨肽酶(EC3.4.11)、二肽酶(EC 3.4.13)、二肽基肽酶和三肽基肽酶(EC 3.4.14)、肽基二肽酶(EC3.4.15)、丝氨酸型羧肽酶(EC 3.4.16)、金属羧肽酶(EC 3.4.17)、半胱氨酸型羧肽酶(EC3.4.18)、ω肽酶(EC 3.4.19)、丝氨酸内肽酶(EC 3.4.21)、半胱氨酸内肽酶(EC 3.4.22)、天冬氨酸内肽酶(EC 3.4.23)、金属内肽酶(EC 3.4.24)、苏氨酸内肽酶(EC 3.4.25)、未知催化机制的内肽酶(EC 3.4.99)。可商购的蛋白酶包括但不限于LavergyTM Pro(BASF)；
DuralaseTM、DurazymTM、
Ultra、
Ultra、
Ultra、
Ultra、
和
(Novozymes A/S)，以商品名
Prime、Purafect
Purafect
Purafect
和
(丹尼斯克/杜邦)、AxapemTM(Gist-Brocases NV)、迟缓芽孢杆菌碱性蛋白酶和来自Kao的KAP(嗜碱芽孢杆菌枯草杆菌蛋白酶)销售的产品。
至少一种枯草杆菌蛋白酶可具有如EP 1921147中所述的SEQ ID NO:22，或其变体，该变体与EP 1921147中描述的SEQ ID NO：22至少80％、至少90％、至少95％或至少98％相同并且具有蛋白水解活性。在一个实施例中，枯草杆菌蛋白酶与EP 1921147中描述的SEQID NO:22至少80％、至少90％、至少95％或至少98％相同，并且其特征在于在位置101处具有氨基酸谷氨酸(E)，或天冬氨酸(D)，或天冬酰胺(N)，或谷氨酰胺(Q)，或丙氨酸(A)，或甘氨酸(G)，或丝氨酸(S)(根据BPN'编号)并具有蛋白水解活性。在一个实施例中，枯草杆菌蛋白酶与EP 1921147中描述的SEQ ID NO:22至少80％、至少90％、至少95％或至少98％相同，并且其特征在于在位置101处具有氨基酸谷氨酸(E)或天冬氨酸(D)，优选谷氨酸(E)，(根据BPN'编号)并具有蛋白水解活性。
用于确定蛋白水解活性的方法在文献中是众所周知的(参见例如Gupta等人(2002),Appl.Microbiol.Biotechnol.60:381-395)。蛋白水解活性可以通过使用琥珀酰-Ala-Ala-Pro-Phe-p-硝基苯胺(Suc-AAPF-pNA，简称AAPF；参见例如DelMar等人(1979)，Analytical Biochem 99,316-320)作为底物来确定。pNA通过蛋白水解裂解从底物分子上裂解下来，导致释放出黄色的游离pNA，其可以通过测量OD405对其进行量化。
淀粉酶
α-淀粉酶(E.C.3.2.1.1)酶可以对含有三个或更多(1->4)-α-连接的D-葡萄糖单元的多糖中的(1->4)-α-D-糖苷键进行内切水解。淀粉酶的其它示例包括：β-淀粉酶(EC3.2.1.2)、葡聚糖1,4-α-麦芽四糖水解酶(EC 3.2.1.60)、异淀粉酶(EC 3.2.1.68)、葡聚糖1,4-α-麦芽六糖苷酶(EC 3.2.1.98)和葡聚糖1,4-α-麦芽糖水解酶(EC 3.2.1.133)。可商购的淀粉酶包括：
DuramylTM、TermamylTM、FungamylTM、StainzymeTM、Stainzyme PlusTM、NatalaseTM、Liquozyme X和BANTM(来自Novozymes A/S)和RapidaseTM、PurastarTM、PoweraseTM、EffectenzTM(来自杜邦的M100)、PreferenzTM(S1000、S110和F1000；来自杜邦)、PrimaGreenTM(ALL；杜邦)、OptisizeTM(杜邦)。
脂肪酶
“脂肪酶”、“脂解酶”、“脂酯酶”均指EC类3.1.1的酶(“羧酸酯水解酶”)。脂肪酶(E.C.3.1.1.3，三酰基甘油脂肪酶)可以将甘油三酯水解成更亲水的甘油单酯和甘油二酯、游离脂肪酸和甘油。脂肪酶通常还包括对不同于甘油三酯的底物具有活性或切割特定脂肪酸的酶，诸如磷脂酶A(EC 3.1.1.4)、半乳糖脂酶(EC 3.1.1.26)、角质酶(EC 3.1.1.74)，以及具有甾醇酯酶活性(EC 3.1.1.13)和/或蜡酯水解酶活性(EC 3.1.1.50)的酶。
可商购的脂肪酶包括但不限于：LipolaseTM、LipexTM、LipolexTM和LipocleanTM(Novozymes A/S)、Lumafast(最初来自Genencor)和Lipomax(Gist-Brocades/现在DSM)。
用于确定脂解活性的方法在文献中是众所周知的(参见例如Gupta等人(2003),Biotechnol.Appl.Biochem.37,p.63-71)。例如脂肪酶活性可以通过底物对硝基苯棕榈酸酯(pNP-棕榈酸酯，C:16)中的酯键水解来测量，并释放出黄色并且可以在405nm处检测的pNP。
纤维素酶
“纤维素酶”、“纤维素酶酶”或“纤维素分解酶”是参与纤维素水解的酶。已知三种主要类型的纤维素酶，即内切-ss-1,4-葡聚糖酶(内切-1,4-PD-葡聚糖4-葡聚糖水解酶，EC3.2.1.4；水解纤维素中的β-1,4-糖苷键)、纤维二糖水解酶(1,4-PD-葡聚糖纤维二糖水解酶，EC 3.2.1.91)和ss-葡糖苷酶(EC 3.2.1.21)。可商购的纤维素酶包括CelluzymeTM、EndolaseTM、CarezymeTM、CellusoftTM、RenozymeTM、CellucleanTM(来自Novozymes A/S)、EcostoneTM、BiotouchTM、EconaseTM、EcopulpTM(来自AB Enzymes Finland)、ClazinaseTM和Puradax HATM、Genencor洗涤剂纤维素酶L，IndiAgeTM Neutra(来自GenencorInternational Inc./杜邦)、RevitalenzTM(来自杜邦的2000)、PrimafastTM(杜邦)和KAC-500TM(来自Kao公司)。
根据本发明的纤维素酶具有“纤维素分解活性”或“纤维素酶活性”。用于测量纤维素分解活性的测定是本领域技术人员已知的。例如，根据Hoffman,W.S.,J.Biol.Chem.120,51(1937)，纤维素分解活性可以通过纤维素酶将羧甲基纤维素水解为还原性碳水化合物的事实来确定，其还原能力借助于铁氰化物反应通过比色法确定。
甘露聚糖酶
甘露糖酶(E.C.3.2.1.78)酶水解甘露糖聚合物中的内部β-1,4键。“甘露聚糖酶”可以是家族5或26的碱性甘露聚糖酶。已知甘露聚糖酶衍生自来自芽孢杆菌或腐质霉的野生型，特别是芽孢杆菌(B.agaradhaerens)、地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)、嗜盐芽孢杆菌(B.halodurans)、枯草芽孢杆菌(B.clausii)或特异腐质霉(H.insolens)。
可商购的甘露聚糖酶包括：
(Novozymes AIS)。
果胶裂合酶
果胶酸裂合酶(E.C.4.2.2.2)酶消除(1->4)-α-D-半乳糖醛酸的裂解，在其非还原端产生具有4-脱氧-α-D-半乳糖-4-核糖核酸基团的寡糖。可商购的果胶酸裂解酶包括：XpectTM、PectawashTM和PectawayTM(Novozymes A/S)；PrimaGreenTM，EcoScour(杜邦)。
核酸酶
核酸酶(EC 3.1.21.1)也称为脱氧核糖核酸酶I或DNase，其可将核酸裂解酶裂解成5'-磷酸二核苷酸和5'-磷酸寡核苷酸终产物。
如在此所指的酶的“活性”是催化活性，优选如上文针对各种类型的酶所指定的。更优选地，活性是水解酶活性、氧化还原酶活性、转移酶活性、裂解酶活性、异构酶活性、连接酶活性或转位活性，更优选水解酶活性，更优选蛋白水解酶、脂解酶、淀粉分解活性、纤维素分解活性、甘露醇分解活性或糖分解活性。更优选地，酶是蛋白酶并且具有蛋白水解活性。如本领域技术人员将理解的，术语活性可以涉及特定活性，即每质量单位的活性，例如单位/毫克蛋白质。然而，活性可以是体积活性，即每体积酶溶液的活性，例如单位/毫升溶液；此外，活性也可以是绝对活性，即包含在给定制剂中的活性，例如单位。如本领域技术人员将理解的，活性降低，优选比活性降低；优选地，在制剂量不变的情况下，这将与绝对活性的降低相关；并且，在稀释不变的情况下，也将与体积活性的降低相关。因此，如果制剂和/或稀释的总量没有改变，则活性的降低可以确定为总活性、体积活性或比活性。优选地，活性被确定为比活性和/或绝对活性，更优选地被确定为比活性。因此，“初始酶活性值”是在储存开始时或之前确定的酶制剂的活性值，优选在第一储存段之前；更优选在储存开始前不久确定，例如储存开始前至多10天，优选在储存开始前至多5天，更优选储存开始前至多2天，最优选在储存开始前至多1天。用于确定初始酶活性值的手段和方法是本领域技术人员已知的。优选地，初始酶活性值通过测试酶活性的酶测定来确定。同样因此，如在此所使用，术语“剩余活性值”涉及在储存结束时或之后确定的酶制剂的活性值，优选在最后储存段之后；更优选地，剩余活性值在决定和/或应用至少一种本文别处指定的管理措施之前不久确定，例如在决定和/或应用至少一种管理措施之前至多10天，优选至多5天，更优选至多2天，最优选至多1天。用于确定剩余活性值的手段和方法在下文和实施例中描述。
如在此所使用，术语“酶制剂”包括但不限于包含至少一种具有活性的酶的任何类型的制剂。因此，制剂可以是液体或固体，可以是溶液、乳液、悬浮液、溶胶、凝胶或固体。优选地，制剂是溶液、乳液或悬浮液，更优选是溶液。优选地，制剂包含除酶之外的附加化合物，特别是缓冲化合物、盐、稳定剂、溶剂等。还优选地，酶制剂是酶溶液，优选水溶液，更优选缓冲溶液。因此，优选地，酶制剂进一步包含水。酶制剂可以包含多于一种的酶和/或多于一种的活性，即可以包含多种酶和/或可能受储存段不同影响的活性。优选地，在这种情况下，管理措施基于示出最强的活性降低的酶和/或活性；更优选地，管理措施基于在这种情况下表现出最强降低的活性。然而，该制剂可以是培养基，优选去除细胞的培养上清液，更优选发酵液，还更优选无细胞发酵液。酶可以部分或完全从培养基中纯化，更优选从发酵液中纯化。
如在此所使用，术语“酶制剂管理”涉及与酶制剂的进一步使用有关的任何措施，术语“基于活性”指示对进一步措施的决定考虑到酶制剂的活性，特别是如下文所述的剩余活性。取决于剩余的活性，酶制剂的管理可以包括按计划使用、以修改的剂量使用(例如以更高的体积以补偿体积活性的损失)或以更高的剂量推荐这种使用、不同的目的(例如，允许较低的比活性和/或体积活性的目的)的用途、重新调节剩余保质期指标(例如使用期限或最优使用日期)或甚至可能丢弃和/或将酶制剂返回给制造商。此外，管理可以包括订购附加的和/或新鲜批次的酶制剂，例如在确定接收的批次的绝对活性对于计划目的来说太低的情况下。此外，管理可包括引发质量控制措施，其适于避免进一步批次的活性降低，诸如运输条件的改善，特别是运输持续时间和/或运输温度，以及还包括包装的改进或包括预纯化步骤和/或运输前的保护措施。在优选的实施例中，酶制剂管理是对已经暴露于多个、即优选至少两个、更优选至少三个、甚至更优选至少五个至少在温度上不同的不同储存段的酶制剂的管理。
如在此所使用的术语“储存段”涉及酶制剂储存历史的任何子部分。优选地，储存段是运输段，例如段可以是在制造商地点、经由船舶、轮船和/或飞机运输的储存，在海关的储存和/或在接收方的地点的储存中的任何存储的段。然而，储存段也可以是温度段，即优选地，在一段时间内影响酶制剂的基本恒定温度的段。优选地，运输段与温度段相关。在优选实施例中，储存段不受温度控制，在特定目标范围内受温度控制，或被控制为诸如不超过预定参考值。因此，优选地，在至少一个储存段中，在所述时间段内影响酶制剂的温度不受控制。更优选地，在至少两个、还更优选至少三个、甚至更优选至少五个、最优选所有储存段中，不调节影响所述时间段的酶制剂的温度。甚至更优选地，酶制剂在至少一个、优选至少两个、甚至更优选至少三个、还更优选至少五个、最优选所有储存段期间不被冷却和/或加热。
因此，如在此所使用的术语“储存段数据”是分配给特定储存段的数据。优选地，储存段数据至少包括关于储存段的持续时间和温度的数据。用于确定作用于特定对象(诸如酶制剂)的温度及其持续时间的措施和设备，特别是合适的传感器，在本领域中是已知的。因此，优选地，储存段数据是基于传感器数据确定的。优选地，在至少一个储存段期间，优选在整个储存期期间，使用紧邻酶制剂或在酶制剂内的传感器记录传感器数据。还优选地，传感器位于与酶制剂相同的储存空间内和/或附接到酶制剂的包装、托盘或容器的外壳；优选地，在这种情况下，通过计算酶制剂内的温度，优选地通过考虑热导率，特别是基于酶制剂的质量和热容量，具体地由在下文中描述的接收单元和处理单元中的一者或两者来校正传感器数据。更优选地，传感器数据从位于酶制剂内的至少一个传感器接收，具体地由接收单元和处理单元中的一者或两者接收。优选地，储存段数据被半定量或定量地确定和提供，更优选地定量地确定和提供。储存段数据的半定量确定和提供可以包括将温度和/或持续时间报告为类别，例如低(例如<15℃)、中(15℃≤温度≤35℃)和高(>35℃)的温度，并且例如短(<1小时)、中(1小时≤持续时间≤1天)和长(>1天)的持续时间。储存段数据的定量确定和提供优选地包括以适当的刻度报告温度和/或持续时间，例如优选地，1℃的温度刻度，以及1分钟或1小时的持续时间刻度。如本领域技术人员所理解的，对于长(优选地>5分钟、>15分钟或>30分钟)储存段，优选地确定并报告平均温度。优选地，储存段数据也可以通过确定与储存段的温度和持续时间相关的替代标记来确定，例如使用随增加的温度和/或持续时间而改变颜色的温度敏感染料，或者，在酶制剂包含多于一种活性的情况下，使用一种活性作为制剂中包含的一种或多种活性的替代标记。
如在此所使用的术语“输入数据”是广义术语并且将其赋予本领域普通技术人员其普通和习惯的含义，并且不限于特殊或定制的含义。该术语优选地指至少如上文所指定的储存段数据和初始酶活性值。优选地，输入数据包括进一步的数据，该数据优选是识别酶制剂和/或提供基本参数的数据和适用于所讨论的酶制剂的稳定性模型的标识符。因此，在下文中指定的Arrhenius方程应当被用作酶稳定性模型的情况下，优选地提供参数A0、k0和Ea'作为输入数据；或者优选地，在将Weibull模型用作酶稳定性模型的情况下，优选地提供参数A0、k0和Ea'和n作为输入参数。如本领域技术人员将理解的，输入数据还可以包括稳定性模型本身的方程，优选地包括所有基本参数。然而，还设想了优选地包括酶制剂特定参数的稳定性模型被包括在实现该方法的设备中，例如在可操作地连接到处理单元的存储器单元中；如本领域技术人员将理解的，在设备包括多于一种的酶制剂的模型和/或参数的情况下，输入数据优选地包括酶制剂的标识符，使得处理单元能够使用正确的稳定性模型和参数。在优选实施例中，输入数据进一步包括随时间变化的温度参数。因此，在优选实施例中，输入数据包括来自多个、优选至少两个、更优选至少三个、甚至更优选至少五个不同存储温度的储存段的储存段数据，并且更优选地，来自所述不同储存段的所述储存段数据包括随时间变化的温度参数。
如在此所使用的术语“输入单元”包括但不限于形成被配置用于传输信息的边界的任何项目或元件。特别地，输入单元可以被配置为将信息传输到诸如接收信息的计算设备上，例如到计算机上。输入单元优选地是被配置用于接收信息或将信息传输到计算设备上的单独单元，例如如下中的一个或多个：接口，具体是网络接口和/或数据接口；键盘；终端；触摸屏或本领域技术人员认为合适的任何其它输入设备。更优选地，输入单元包括或者是被配置用于传输或交换如下文指定的信息的数据接口。
如在此所使用的术语“输出单元”包括但不限于形成被配置用于传输信息的边界的任何项目或元件。特别地，输出单元可以被配置用于从计算设备(例如计算机)传输信息，诸如发送或输出信息例如到另一个设备或用户。输出单元优选地是被配置用于从计算设备输出或传输信息的单独单元，例如如下中的一个或多个：接口，具体是网络接口和/或数据接口；屏幕、打印机或触摸屏，或技术人员认为合适的任何其它输出设备。更优选地，输出单元包括或者是被配置用于传输或交换如下文指定的信息的数据接口。
优选地，输入单元和输出单元被配置作为至少一个或至少两个单独的数据接口；即，优选地提供数据传输连接，例如无线传输、互联网传输、蓝牙、NFC、感应耦合等。作为示例，数据传输连接可以是或可以包括至少一个端口，该端口包括网络或互联网端口、USB端口和磁盘驱动器中的一个或多个。输入单元和/或输出单元也可以是至少一个网络接口。
如在此所使用的术语“处理单元”是广义术语并且将赋予对于本领域普通技术人员是普通和惯用的含义，并且不限于特殊或定制的含义。该术语具体可以指但不限于被配置用于执行计算机或***的操作的任意逻辑电路，和/或通常指被配置用于执行计算或逻辑操作的设备或其单元。处理单元可以包括至少一个处理器。特别地，处理单元可以被配置用于处理驱动计算机或***的基本指令。作为示例，处理单元可以包括至少一个算术逻辑单元(ALU)、至少一个浮点单元(FPU)，诸如数学协处理器或数字协处理器、多个寄存器和存储器，诸如高速缓存。特别地，处理单元可以是多核处理器。处理单元可以包括中央处理单元(CPU)和/或一个或多个图形处理单元(GPU)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或一个或多个张量处理单元(TPU)和/或一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)等。处理单元可以被配置用于预处理输入数据。预处理可以包括用于满足至少一个质量标准的输入数据的至少一个过滤过程。例如，可以过滤输入数据以移除缺失的变量。优选地，可以将输入数据与至少一个预定义阈值(例如阈值温度)进行比较，以确定是否需要被完全执行的方法步骤(ii)。优选地，处理单元被配置为执行如本文其他位置指定的剩余酶活性的确定，优选为计算。基于储存段数据和初始酶活性值确定酶制剂的剩余活性值的方法原则上是本领域已知的。优选地，所述确定基于先前建立的关于所讨论的酶制剂的活性随温度和/或时间而降低的实验数据。优选地，将实验数据浓缩成酶稳定性模型。更优选地，将实验数据建模成至少两个酶稳定性模型，比较两个模型的预测准确性，并选择提供所讨论的酶制剂稳定性的准确性预测的模型以用于基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法的确定步骤，即优选该方法的步骤(ii)。
优选地，酶稳定性模型包括，更优选地是Arrhenius方程；因此，稳定性模型优选地包括方程(I)
具有以下定义：
-A(t,T)＝在温度T下在储存时间t之后剩余的酶活性；
-A0＝初始酶活性；
-t＝时间，即在温度T下的储存时间；
-T＝储存温度(以开尔文为单位)；
-R＝8.314J/(K mol)，即通用气体常数；
-Ea＝活化能
-k0＝频率因子
-Tref＝频率因子k0的参考温度。
优选地，Tref例如被任意设定为318.15K(45℃)的值，并且对拟合或预测没有影响。同样优选地，公式(I)中以粗体指示的参数(即A0、k0和Ea)指示拟合参数。同样优选地，如果仅提供单一温度的实验数据，则不能估计活化能Ea；在该情况下，可以在形式上定义Ea＝0，使得得到的A(t,T)与T无关。
在具有非恒定的储存场景的情况下，即随时间变化的温度T，模型方程(I)被一般化为
更优选地，酶稳定性模型包括，更优选地是，至少一种Weibull型方程，还更优选地是至少一种温度相关的Weibull型方程。还更优选地，稳定性模型包括，更优选地是Weibull模型，还更优选地是温度相关的Weibull模型。
在优选实施例中，稳定性模型包括随时间变化的温度参数T(τ)，优选地将随时间变化的温度的影响结合到模型中。因此，稳定性模型优选地(i)能够预测在随时间变化的储存温度的情况下的劣化，优选地在至少一个储存段是其中储存温度不受控制的储存段的情况下；(ii)仅对所有储存段的所有温度使用单一组的参数值；和/或(iii)能够使用具有非恒定温度曲线的实验数据来建立所关注的酶的稳定性模型。
因此，稳定性模型优选地包括方程(II)
其具有与上述公式(I)相同的定义和附加定义：
n＝Weibull参数。
优选地，Tref被例如任意设定为318.15K(45℃)的值，并且对拟合或预测没有影响。还优选地，公式(II)中以粗体指示的参数(即A0、k0、Ea'和n)指示拟合参数。同样优选地，如果仅提供单一温度的实验数据，则不能估计活化能Ea；在该情况下，可以在形式上定义Ea＝0，使得得到的A(t,T)与T无关。
在具有非恒定的储存场景的情况下，即随时间变化的温度T，模型方程(II)被一般化为
如本领域技术人员将理解的，可以使用其它酶稳定性模型，例如一阶动力学模型、不同的同工酶模型、二分数模型和/或分数对话模型(例如参考Sant'Anna等人(2013)；Bioprocess Biosyst Eng 36:993)。
有利地，在基础工作中发现通过使用酶稳定性模型，可以准确预测储存后酶制剂的剩余活性并且可以相应地调节酶制剂的管理。优选地，发现文献中的所有Weibull型劣化模型仅涉及固定温度，并且使用温度相关扩展的优点是(i)温度相关模型允许在随时间变化的储存温度的情况下预测劣化，这在没有严格温度控制的运输场景中特别有利；(ii)即使在时间恒定的温度的情况下，上述模型也是有利的，因为它只需要所有温度的单一组参数值，这与温度无关的模型相反，该温度无关的模型需要用于每个关注温度值的单独参数集；因此，温度相关模型需要较少的实验数据点来可靠地拟合模型参数，以在具有时间恒定(但可变)温度的场景中使用；(iii)非恒定温度曲线的实验可用于参数识别。
上述定义比照适用于以下。以下进一步作出的附加定义和解释在作出必要的修改的情况下也适用于本说明书中描述的所有实施例。
本发明进一步涉及一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的装置，包括：
-输入单元，其被配置为接收数据输入，该输入单元优选为用户界面，其中，数据输入包括由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；
-处理单元，优选为包括至少一个处理器的处理单元，该处理单元被配置为具体地通过编程基于储存段数据和初始酶活性值来确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；以及
-输出单元，其被配置为将酶制剂的剩余活性值输出到用户和/或数据接口。
如在此所使用的术语“装置”涉及部件的***，其至少包括可操作地彼此链接以允许确定的上述部件。上面结合本发明的方法公开了用于执行确定的典型输入和输出单元和部件，特别是处理单元。如何以操作方式链接该部件将取决于装置中包含的部件的类型。本领域技术人员将无需周折意识到如何链接该部件。优选地，该部件由单个装置组成。典型的装置是可以在没有专业技术人员的特定知识的情况下应用的装置，特别是包括可执行代码(特别是应用)的手持设备，执行如本文其他位置指定的确定。结果可以作为例如需要由技术人员解释的原始数据的输出给出。然而更优选地，所处理，即评估的装置的输出为原始数据，其解释不需要技术人员。同样优选地，可以自动执行基于活性的酶制剂管理的一些功能，即优选地无需用户交互，例如如果剩余的活性值指示酶制剂中的总酶活性低于预定阈值，则调节酶制剂的剂量，或引出一个批次酶制剂的订单。进一步的典型设备包括根据本发明的方法的上述单元，特别是输入单元、处理单元和输出单元。
设备的输入单元可以被配置为从在存储和/或传输期间存储了储存段数据的本地存储设备(例如USB存储设备)或传感器取得输入数据。然而，输入设备也可以例如经由诸如互联网的数据连接从外部数据存储部件或直接从传感器接收输入数据。
该装置优选地是手持设备或具有指定特征的任何类型的计算设备。然而，该装置也可以是被配置成利用酶制剂的装置，更优选洗衣机、洗碗机、工业洗衣机、食品(例如牛奶或肉类)加工机、动物饲料加工机、生物燃料生产机器、皮革生产机器、纺织品生产机器、纸浆和纸张生产机器、饮料生产机器或化学生产机器，特别是在“白色”化学业中。优选地，被配置为利用酶制剂的装置进一步包括容器单元：其被配置为储存酶制剂；以及剂量单元，其被配置为在洗涤循环期间基于由处理单元确定的剩余活性值对容器单元中包含的酶制剂的量进行施用。
除了如上文所述的酶制剂管理措施之外，该装置优选地被配置为进一步执行以下至少一项：
-下载相关信息，包括质量信息、法规信息、安全数据和/或技术文件；
-订购酶制剂；和/或
-提供用户反馈，包括可用性、信息内容和/或酶制剂结果。
本发明还涉及一种用于提供酶制剂的基于活性的酶库存管理的***，包括：
-根据本发明的装置；以及
-网络服务器，其被配置为经由由网络服务器和/或应用程序服务的网页与用户交互；
其中，***被配置为由网页和/或应用程序向用户提供图形用户界面(GUI)。
如在此所使用的术语“***”是广义术语并且将赋予对于本领域普通技术人员为其普通和习惯的含义，并且不限于特殊或定制的含义。该术语包括但不限于具有至少两个交互组件的任何设置。具体地，该术语可以包括包含指定的组件的任何类型的***。优选地，包括在***中的装置是如上文所指定的装置。优选地，该装置是包括作为输入单元和作为输出单元的数据接口的计算设备。因此，优选地，包括在***中的装置优选地被配置为例如经由诸如互联网的数据连接从外部数据存储部件或直接从传感器接收输入数据。
该***被配置为经由网络服务器将剩余的酶活性值输出到外部数据存储部件和/或处理设备，优选手持设备或远程计算设备，该网络服务器被配置为经由由网络服务器提供的网页和/或经由应用程序与用户交互，其中***被配置为由网页和/或应用程序向用户提供图形用户界面(GUI)。因此，优选地，服务器被配置为由网页和/或应用程序向用户提供图形用户界面(GUI)。术语“图形用户界面”为本领域技术人员所知，涉及允许用户通过视觉指示符而不是基于文本的用户交互(诸如键入的命令或文本导航)来与电子设备(特别是装置或其它计算设备)交互的用户界面。此外，缩写为“应用”或“App”的术语“应用程序”也被技术人员称为计算机可执行代码，特别是为计算设备功能或计算设备的特定应用提供图形用户界面的软件程序。优选地，应用程序是打开由如本文其他位置(优选地在手持设备上)指定的装置所服务的网页的可执行代码。
如本领域技术人员根据本说明书将理解的，网络服务器因此可以服务酶制剂的剩余活性值。然而，网络服务器也可以提供确定剩余酶活性所需的所有参数。因此，网络服务器优选地为用户提供以下服务至少之一：
-由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；
-用于确定优选地如本文指定的稳定性模型的酶制剂的剩余活性值和所述酶制剂的初始酶活性值所需的参数；以及
-酶制剂的剩余活性值，优选根据本发明的方法确定。
本发明还涉及一种包括指令的计算机程序，当该程序由本发明的装置(具体是由该装置的处理器)和/或由本发明的***执行时，该指令使该装置和/或***执行本发明的方法。
本发明还涉及一种包括指令的计算机可读存储介质，该指令当由本发明中任一项的装置和/或本发明中任一项的***执行时，使装置和/或***执行本发明的方法。
如在此所使用，术语“计算机可读数据载体”和“计算机可读存储介质”具体可以指非暂态数据存储部件，诸如其上存储有计算机可执行指令的硬件存储介质。计算机可读数据载体或存储介质具体地可以是或可以包括诸如随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)的存储介质。
本发明还涉及根据本发明的计算机实现方法和/或根据本发明的方法确定的酶制剂在洗衣机中的剩余活性值在洗衣机中的用途，优选用于确定所述酶制剂的使用；以及根据本发明的计算机实现方法在工业清洁应用中的用途。
本发明进一步涉及用于制造包含具有预定活性的酶制剂的产品的方法，包括本发明的基于活性的酶制剂管理方法的步骤和基于酶制剂的剩余活性值自动调节所述酶制剂的施用的进一步步骤。
如在此所使用，术语“包含酶制剂的产品”是广义术语并且将赋予对于本领域普通技术人员为其普通和习惯的含义，并且不限于特殊或定制的含义。特别地，该术语包括包含酶制剂的任何类型的产品，优选地包含预定义的酶活性。优选地，该产品是用于家庭或工业清洁应用的产品，更优选地是清洁剂或其组分。
鉴于上述情况，特别设想了以下实施例：
实施例1.一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法，包括
(i)优选经由输入单元接收由至少所述酶制剂的温度和储存持续时间以及初始酶活性值定义的至少一个储存段数据的输入数据；
(ii)经由处理单元基于储存段数据和初始酶活性值确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；
(iii)优选经由输出单元提供酶制剂的剩余活性值，以及
(iv)基于步骤(iii)的剩余活性值管理所述酶制剂。
实施例2：根据实施例1所述的计算机实现方法，其中，步骤(iv)包括优选经由输出单元基于酶制剂的剩余活性值提供剂量推荐。
实施例3.根据实施例1或2所述的计算机实现方法，其中，步骤(iv)包括基于酶制剂的剩余活性值提供所述酶制剂的剩余保质期指标。
实施例4.根据实施例1至3中任一项所述的计算机实现方法，其中，步骤(iv)包括通过控制施用设备来自动调节酶制剂的剂量。
实施例5.根据实施例1至4中任一项所述的计算机实现方法，其中，步骤(iv)包括如果剩余活性值指示酶制剂中的总酶活性低于预先确定的阈值，则引发一个批次的酶制剂的订单。
实施例6.根据实施例1至5中任一项所述的计算机实现方法，其中，至少一个储存段数据基于传感器数据确定。
实施例7.根据实施例6所述的计算机实现方法，其中，在至少一个储存段期间，优选在整个储存期期间，从紧邻酶制剂或在酶制剂内的传感器接收传感器数据。
实施例8.根据实施例7所述的计算机实现方法，其中，所述传感器位于与酶制剂相同的储存空间内和/或附接到酶制剂的包装、托盘或容器的外壳。
实施例9.根据实施例6至8中任一项所述的计算机实现方法，其中，通过计算酶制剂内的温度，优选地通过考虑热导率，特别是基于酶制剂的质量和热容量，具体地由接收单元和处理单元中的一者或两者来校正传感器数据。
实施例10.根据实施例6至9中任一项所述的计算机实现方法，其中，具体地由接收单元和处理单元中的一者或两者从位于酶制剂内的至少一个传感器接收传感器数据。
实施例11.根据实施例6至10中任一项所述的计算机实现方法，其中，该方法优选地在执行步骤(ii)和(iii)之前包括自动比较步骤，其中，比较步骤包括将温度和/或储存持续时间值与相应预定义值进行比较，其中，步骤(ii)和(iii)根据比较步骤的结果执行，优选地其中，步骤(ii)和(iii)仅在温度和/或储存持续时间超过相应的预定义值时执行。
实施例12.一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的装置，包括：
-输入单元，其被配置为接收数据输入，该输入单元优选为用户界面，其中，数据输入包括由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；
-处理单元，优选包括至少一个处理器的处理单元，该处理单元被配置为具体地通过编程来优选地根据实施例1至11或22至25中任一项所述的计算机实现的方法基于储存段数据和初始酶活性值来确定、具体地计算酶制剂的剩余活性值；以及
-输出单元，其被配置为将酶制剂的剩余活性值输出到用户和/或数据接口。
实施例13.根据实施例12所述的装置，进一步被配置为执行以下中的至少一项：
-经由输出单元输出，优选打印酶制剂的剩余活性值的值；
-由处理单元确定并经由输出单元输出酶制剂的剩余保质期值；
-由处理单元确定并经由输出单元输出酶制剂的剂量指令；和/或
-如果剩余活性值指示酶制剂中的总酶活性低于预定阈值，则自动引出附加批次的酶制剂的订单。
实施例14.根据实施例13所述的装置，进一步被配置为：
-下载相关信息，包括质量信息、法规信息、安全数据和/或技术文件；
-订购酶制剂；和/或
-提供用户反馈，包括可用性、信息内容和/或酶制剂结果。
实施例15.根据实施例12至14中任一项所述的装置，其中，所述装置是洗衣机并且进一步包括
-容器单元，其被配置为储存酶制剂；以及
-剂量单元，其被配置为在洗涤循环期间基于由处理单元确定的剩余活性值对容器单元中包含的酶制剂的量进行施用。
实施例16.一种用于提供酶制剂的基于活性的酶库存管理的***，包括：
-根据实施例12至15中任一项所述的装置；以及
-网络服务器，其被配置为经由由网络服务器服务的网页和/或经由应用程序与用户交互；
其中，***被配置为由网页和/或应用程序向用户提供图形用户界面(GUI)。
实施例17.根据实施例16所述的***，其中，所述网络服务器向用户提供以下服务中的至少一项：
-由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；
-用于确定酶制剂的剩余活性值和所述酶制剂的初始酶活性值所需的参数；以及
-酶制剂的剩余活性值，其优选根据实施例1至11或22至25中任一项所述的方法确定。
实施例18.一种包括指令的计算机程序，当该程序由实施例12至15中任一项所述的装置(具体地由该装置的处理器)和/或由实施例16或17中任一项所述的***执行时，使装置和/或***执行实施例1至11或22至25中任一项所述的方法。
实施例19.一种计算机可读存储介质，包括指令，该指令当由实施例12至15中任一项所述的装置和/或实施例16或17中任一项所述的***执行时，使装置和/或***执行实施例1至11或22至25中任一项所述的方法。
实施例20.根据实施例1至11中任一项所述的计算机实现方法和/或根据实施例1至11或22至25中任一项所述的方法确定的酶制剂的剩余活性值在洗衣机中的用途，优选用于确定所述酶制剂的施用。
实施例21.根据实施例1至11或22至25中任一项所述的计算机实现方法在工业应用中的用途，优选在洗衣过程、食品加工、动物饲料加工、生物燃料生产、皮革生产、纺织生产、纸浆和造纸工业、饮料生产和/或酶化学生产过程中的用途。
实施例21.一种用于制造包含具有预定义活性的酶制剂的产品的方法，包括实施例1至11或22至25中任一项所述的方法的步骤和基于酶制剂的剩余活性值自动调节所述酶制剂的施用的进一步步骤。
实施例22：根据实施例1至11中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述酶制剂暴露于至少温度不同的多个不同储存段。
实施例23.根据实施例1至11或22中任一项所述的计算机实现方法，其中，至少一个储存段的温度不受控制。
实施例24.根据实施例1至11、22或23中任一项所述的计算机实现方法，其中，在步骤(ii)中，酶制剂的剩余活性值基于包括随时间变化的温度参数的模型计算。
实施例25.根据实施例1至11或22至24中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述模型包括至少一个与温度相关的Weibull型方程。
本说明书中引用的所有参考文献的全部公开内容和本说明书中具体提及的公开内容均以引用方式并入本文。
附图说明
图1：设备/***
图2：酶活性数据与Weibull模型的拟合；x轴：时间；y轴：储存温度；剩余活性以灰度阴影显示。
图3：用于预测剩余酶活性的基于网络的用户界面的示例性实施例。
图4：分配了剩余酶活性值的示例性储存/运输过程。
具体实施方式
以下实施例仅用于示出本发明。无论如何，它们不应被解释为限制本发明的范围。
示例1：
如图1中所示，公开了一种用于提供酶制剂的基于活性的酶库存管理的***100。***100包括用于对酶制剂进行基于活性的酶制剂管理的装置110，并且进一步包括网络服务器140，该网络服务器140被配置为经由由网络服务器服务的网页和/或经由应用程序与用户交互。装置110包括输入单元10、处理单元20和输出单元30。在***100中，网络服务器140可以与输入单元10和/或输出单元30通信。
装置110包括至少一个处理单元20，诸如处理器、微处理器或计算机***，特别是用于执行给定算法中的逻辑。装置110可以被配置用于实施和/或执行本说明书的至少一个计算机程序。处理单元30可以包括至少一个处理器。特别地，处理单元30可以被配置用于处理驱动计算机或***的基本指令。作为示例，处理单元30可以包括至少一个算术逻辑单元(ALU)、至少一个浮点单元(FPU)，诸如数学协处理器或数字协处理器、多个寄存器和存储器，诸如高速缓存。特别地，处理单元30可以是多核处理器。处理单元30可以被配置用于机器学习。处理单元30可以包括中央处理单元(CPU)和/或一个或多个图形处理单元(GPU)和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或一个或多个张量处理单元(TPU)和/或一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)等。
该装置包括被配置为输出数据的至少一个通信接口，优选为输出单元30。通信接口可以被配置用于从计算设备(例如计算机)传输信息，诸如发送或输出信息例如到另一个设备上。另外地或可替代地，通信接口可以被配置为将信息传输到计算设备(例如计算机)上，诸如接收信息，即其可以是输入单元10。通信接口可以具体地提供用于传输或交换信息的部件。特别地，通信接口可以提供数据传输连接，例如蓝牙、NFC、电感耦合等。作为示例，通信接口可以是或可以包括至少一个端口，该端口包括网络或互联网端口、USB端口和磁盘驱动器中的一个或多个。通信接口可以是至少一个网络接口。输入数据包括如上文指定的储存段数据。
处理单元20可以被配置用于预处理输入数据。预处理单元20可以包括至少一个过滤处理，用于满足至少一个质量标准的输入数据。处理单元20被配置用于确定至少一种剩余酶活性，优选地如上文和下文进一步示例中所指定的。
网络服务器140被配置为向装置110提供GUI。因此，网络服务器可以与输出单元30交换数据，例如用于在GUI上显示所述数据。然而，网络服务器140也可以与装置的输入单元交换数据，例如关于使用和/或输入初始酶活性值的酶稳定性模型的信息。
示例2：
用于洗涤目的的蛋白酶制剂在不同温度下储存不同时间段。剩余的活性值被拟合入Weibull模型(图2)。针对特定酶制剂获得的模型的具体参数为：
A0＝99.5％
k0＝0.0376天-1
Ea＝182.1kJ/mol
n＝1.15
Tref＝318.15K(45℃)
示例3：
用于用户交互的网络接口可以被配置为如图3中示例性所示。网页允许在酶稳定性模型之间进行选择，示出剩余活性数据与模型的拟合，并且可以允许选择储存温度和储存持续时间。如将理解的，也可以将多个储存段包括在这种网络接口中。
示例4：
图4示出示例1的酶制剂的示例性储存曲线以及基于示例2的数据采用Weibul模型计算的剩余酶活性值。高温段或具有长持续时间的段比短的和/或冷的储存段下降幅度更大。
参考符号：
10 输入单元
20 处理单元
30 输出单元
100 ***
110 装置
140 网络服务器
参考文献：
-Brown 1987),Australian J Botany 35(5):581
-EP 1921147
-DelMar et al.(1979),Analytical Biochem 99,316-320
-Gupta et al.(2002),Appl.Microbiol.Biotechnol.60:381-395
-Gupta et al.(2003),Biotechnol.Appl.Biochem.37,p.63-71
-Martinus&Boekel(2002),Int J Food Microbiol 74(1-2):139
-Sant'Anna et al.(2013)；Bioprocess Biosyst Eng 36:993
-E.P.Schokker,Ph.D.Thesis,University of Wageningen,1997
Claims (19)
1.一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的计算机实现方法，包括：
(i)优选经由输入单元(10)接收由至少所述酶制剂的温度和储存持续时间以及初始酶活性值定义的至少一个储存段数据的输入数据；
(ii)经由处理单元(20)基于所述储存段数据和所述初始酶活性值确定、具体地计算所述酶制剂的剩余活性值；
(iii)优选经由输出单元(30)提供所述酶制剂的剩余活性值，以及
(iv)基于步骤(iii)的所述剩余活性值管理所述酶制剂，所述管理优选包括以下中的至少一项：
-优选经由输出单元(30)基于所述酶制剂的所述剩余活性值提供剂量推荐；
-基于所述酶制剂的所述剩余活性值提供所述酶制剂的剩余保质期指标；
-通过控制施用设备自动调节所述酶制剂的剂量；和/或
-如果所述剩余活性值指示所述酶制剂中的总酶活性低于预定阈值，则引出一个批次的酶制剂的订单。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述至少一个储存段数据基于传感器数据确定。
3.根据权利要求2所述的计算机实现方法，其中，在至少一个储存段期间，优选在整个储存期期间，从紧邻所述酶制剂或在所述酶制剂内的传感器接收所述传感器数据。
4.根据权利要求3所述的计算机实现方法，其中，所述传感器位于与所述酶制剂相同的储存空间内和/或附接到所述酶制剂的包装、托盘或容器的外壳。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的计算机实现方法，其中，通过计算所述酶制剂内的所述温度，优选地通过考虑热导率，特别是基于所述酶制剂的质量和热容量，具体地由所述输入单元和所述处理单元中的一者或两者来校正所述传感器数据；或者其中，具体地由所述接收单元和所述处理单元中的一者或两者从位于所述酶制剂内的至少一个传感器接收所述传感器数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述酶制剂暴露于至少温度不同的多个不同的储存段。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的计算机实现方法，其中，至少一个储存段的温度不受控制。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的计算机实现方法，其中，在步骤(ii)中，所述酶制剂的所述剩余活性值基于包括随时间变化的温度参数的模型来计算。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述模型包括至少一个与温度相关的Weibull型方程。
10.一种用于酶制剂的基于活性的酶制剂管理的装置(110)，包括：
-输入单元(10)，其被配置为接收数据输入，该输入单元优选为用户界面，其中，所述数据输入包括由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；
-处理单元(20)，优选为包括至少一个处理器的处理单元，所述处理单元被配置为具体地通过编程来优选地根据权利要求1至9中任一项所述的计算机实现基于所述储存段数据和所述初始酶活性值来确定、具体地计算所述酶制剂的剩余活性值；以及
-输出单元(30)，其被配置为将所述酶制剂的所述剩余活性值输出到所述用户和/或数据接口。
11.根据权利要求10所述的装置，进一步被配置为执行以下中的至少一项：
-经由所述输出单元输出，优选打印所述酶制剂的所述剩余活性值的值；
-由所述处理单元确定并经由所述输出单元输出所述酶制剂的剩余保质期值；
-由所述处理单元确定并经由所述输出单元输出所述酶制剂的剂量指令；和/或
-如果所述剩余活性值指示所述酶制剂中的总酶活性低于预定阈值，则自动引出附加批次的酶制剂的订单。
12.根据权利要求11所述的装置，进一步被配置为：
-下载相关信息，包括质量信息、法规信息、安全数据和/或技术文件；
-订购酶制剂；和/或
-提供用户反馈，包括可用性、信息内容和/或酶制剂结果。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中，所述装置是洗衣机并且进一步包括
-容器单元，其被配置为储存酶制剂；以及
-剂量单元，其被配置为在洗涤循环期间基于由所述处理单元确定的所述剩余活性值对所述容器单元中包含的所述酶制剂的量进行施用。
14.一种用于提供酶制剂的基于活性的酶库存管理的***(100)，包括：
-根据权利要求10至13中任一项所述的装置(110)；以及
-网络服务器(140)，其被配置为经由由所述网络服务器服务的网页和/或经由应用程序与用户交互；
其中，所述***被配置为由所述网页和/或所述应用程序向用户提供图形用户界面(GUI)。
15.根据权利要求14所述的***，其中，所述网络服务器向所述用户提供以下服务中的至少一项：
-由至少所述酶制剂的温度和持续时间以及初始酶活性值定义的储存段数据；
-用于确定酶制剂的剩余活性值和所述酶制剂的初始酶活性值所需的参数；以及
-所述酶制剂的剩余活性值，其优选根据权利要求1至5中任一项所述的方法确定。
16.一种包括指令的计算机程序，当所述程序由根据权利要求10至13中任一项所述的装置，具体地由所述装置的处理器，和/或由根据权利要求14或16中任一项所述的***执行时，所述指令使所述装置和/或所述***执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
17.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令当由根据权利要求10至13中任一项所述的装置和/或根据权利要求14或15中任一项所述的***执行时，使所述装置和/或所述***执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
18.根据权利要求1至9任一项所述的计算机实现方法和/或根据权利要求1至9任一项所述的方法确定的酶制剂的剩余活性值在洗衣机中的用途，优选用于确定所述酶制剂的施用。
19.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机实现方法在工业应用中的用途，优选在洗衣过程、食品加工、动物饲料加工、生物燃料生产、皮革生产、纺织品生产、纸浆和造纸工业、饮料生产和/或酶化学生产过程中的用途。
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