一年级的研究生在跟着学长学习实验技巧的同时,也好奇自己如何高效解决实验中遇到的问题,比如药物的配制、稀释,单位换算麻烦水的摩尔质量,如何快速计算?在互联网强大的今天,有一款专为医务工作者打造的计算器,可以帮我们解决问题!这就是摩尔计算器。
摩尔计算器
药学研究生的实验离不开药物的配制和稀释,计算器必不可少。但实际情况是,我们需要用毫克(mg)的药物,加上微升(ul)的介质,配制成毫摩尔每升(mM)或微摩尔每升(uM),药物摩尔质量的单位是g/mol。我们在草稿纸上把单位换算好,再慢慢用计算器列公式、按结果水的摩尔质量,非常费时费力。
这时候摩尔计算器就派上用场了。附件是网址
打开网站,你会看到四种不同类型的计算器:摩尔浓度计算器、稀释度计算器、分子量计算器、动物公式计算器(清液)。下面UP主就来详细介绍一下这个网站:
(1)摩尔计算器
图1 摩尔浓度计算器
此计算器根据公式:质量=摩尔浓度x体积x相对分子质量,计算出特定溶液中溶质的质量、溶液的摩尔浓度以及溶液的体积。一般直接在公式中填入任意三个参数的数值,选择合适的单位网校头条,就可以计算出第四个参数。在配制药物时,我们先用分析天平称取适量的药物粉末(约1mg),将需要配制的药物浓度(比如100mM)、称取的药物质量以及药物的分子量填入摩尔浓度计算器中,然后点击计算,就可以直接得到需要的溶剂体积(PBS或者DMSO)。
(2)稀释计算器
图 2 稀释计算器
稀释计算器分为单次稀释计算和连续稀释(也叫梯度稀释)计算。前者是直接按照我们在高中化学中学到的稀释公式:C1V1=C2V2来计算的,这也是知三项求第四项的用法。连续稀释在各类给药实验中非常常用(重点,黑板),目的是求出某种药物作用于实验对象(蛋白质、细胞、动物)使其某些指标(比如蛋白酶活力、细胞死亡率、动物体重等)上升或下降到平台期所需要的药物浓度,从而确定最佳用量或上升或下降一半所需要的药物浓度(前者定义为半数有效浓度EC50,后者定义为半数抑制浓度IC50)来衡量药物的激活或抑制作用。
咳咳,那么梯度稀释的倍数一般都是2、3倍。2倍稀释也可以叫半稀释,每次的浓度都是前一个梯度浓度的一半。3倍稀释会使得药物的梯度浓度范围非常广,比如100uM的药物,经过11次3倍稀释,就可以稀释到1nM的极低浓度。当药物的激活或者抑制效果不确定的时候,可以按照3倍稀释来设定梯度浓度。
连续稀释计算器只需要我们输入起始浓度和稀释倍数,就可以帮我们计算出8个连续稀释度,每个梯度的浓度和Log(浓度)值,非常实用。
(3)分子量计算器
图3 分子量计算器
顾名思义,给定化合物的分子式,它就会自动帮你计算出分子量,而且不是按照高中化学里教的原子分子量的近似值来计算,这使得结果更加准确。
那么在日常实验中什么时候能用到这个分子量计算器呢?哈哈哈,最常见的换算就是磷酸氢二钠十二水合物和磷酸氢二钠二水合物之间的换算,我们配制PBS的时候,配方上写的是2.08g磷酸氢二钠二水合物,但是实验室一般买的都是磷酸氢二钠十二水合物,这时候我们就把磷酸氢二钠二水合物和磷酸氢二钠十二水合物的分子式分别填入分子量计算器中(如图4&图5)
图4 使用分子量计算器计算磷酸氢二钠二水合物的分子量
图5 使用分子量计算器计算磷酸氢二钠十二水合物的分子量
好的,现在我们根据两种化合物的等摩尔质量来计算应该称量的磷酸氢二钠十二水合物的质量:
m(·12H2O)=m(·2H2O)*M(·12H2O)/M(·2H2O)=2.08*358.14/177.99≈4.19g
(4)动物体内配方计算器(清晰解决方案)
图6 动物体内配方计算器(清澈溶液)
这个计算器是个宝藏,特别是对于没有做过动物实验的同学来说,简直是一条清晰的路径。这个计算器需要你填写实验基本信息和动物体内配方的组成,然后给出一整套的配制方案,具体见图6。实际操作中,工作液浓度就是配制好的药物溶液的最终浓度,那时候会直接给每只老鼠注射500ul的药物,体内配方的总体积就是所有老鼠的体积之和。确定了工作液浓度之后,下一步就是用DMSO溶解药物,配制DMSO母液。根据动物体内配方,设定工作液中DMSO、Tween 80、ddH2O的体积比,然后根据DMSO的体积比,就可以确定母液的浓度,用母液浓度乘以配方中预设的DMSO体积,就可以知道要称多少药了。然后,您就可以称量药物并将其稀释。
好了,说完了摩尔计算器这个宝藏网站,大家是不是感觉受益匪浅了呢?相信本文的这些小干货能为大家的科研生活带来便利。让我们一起享受科研的乐趣吧!