Katal
Odvozená jednotka SI · veličina: katalytická aktivita
01 · Definice
Katal je nejmladší jednotka SI: byla přijata v roce 1999, padesát let po newtonu a téměř sto let po prvních pokusech měřit enzymy. Je také jedinou jednotkou zavedenou nikoli fyziky, nýbrž na žádost kliniků.
Jeden katal je přeměna jednoho molu látky za sekundu. Jednotka nepopisuje množství enzymu, nýbrž rychlost, s jakou pracuje: dva vzorky téže hmotnosti se mohou v aktivitě lišit několikanásobně, pokud jeden zčásti denaturoval. Veličina je pro biochemii obrovská — skutečné hodnoty leží v mikro- a nanokatalech, a v klinických rozborech se používají kataly na litr. Před katalem používali biochemici «jednotky» U: mikromol za minutu, a přechod na SI trval dvě desetiletí, protože bylo třeba přepsat všechny referenční meze.
Tentýž enzym dává různé kataly při různé teplotě, pH a koncentraci substrátu. Proto se aktivita vždy uvádí s podmínkami měření: 37 °C, pH 7,4, substrát v nadbytku.
02 · Převod
Zadejte aktivitu — list ji přepočítá
Jednotka U — mikromol za minutu — zůstává faktickým standardem v katalozích činidel a vědeckých článcích. Jeden U je 16,67 nanokatalu, nepohodlné číslo, a už samo to brzdilo přechod po čtvrt století.
Aktivita bez uvedených podmínek je nesmyslné číslo. V klinické biochemii jsou standardem 37 °C a fyziologické pH; při 25 °C dává tentýž enzym poloviční počet katalů.
| Jednotka | Název | Hodnota | Kde se vyskytuje |
|---|---|---|---|
| kat | katal, jednotka SI | 1·10⁻⁶ | průmysl, fermentace |
| mkat | milikatal | 0,001 | přípravky enzymů |
| µkat | mikrokatal | 1 | klinické rozbory |
| nkat | nanokatal | 1000 | zkumavka, stopová množství |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | mez citlivosti |
| µmol/s | mikromol za sekundu | 1 | totéž co µkat |
| U | jednotka aktivity, mikromol za minutu | 60 | výsledky rozborů, činidla |
| mU | milijednotka | 60 000 | slabé aktivity |
| kU | kilojednotka | 0,06 | balení enzymů |
| mol/min | mol za minutu | 6·10⁻⁵ | staré protokoly |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | dnešní jednotka |
Jednotka U se v laboratořích drží proto, že přechod na kataly vyžaduje znovu stanovit referenční meze pro každý enzym. Šestnáct nanokatalů a něco navíc je nepohodlné číslo do výsledku.
03 · Řády veličin
od jediné molekuly enzymu po průmyslový reaktorALT v normě — 0,67 µkat/l
04 · Měřicí přístroje
Čím se měří kataly
Produkt reakce pohlcuje světlo na své vlastní vlnové délce: rychlost růstu optické hustoty dává aktivitu přímo.
Devadesát šest reakcí najednou: přístroj snímá kinetiku v každé jamce a počítá aktivitu z hromadění produktu.
Tažný kůň klinické laboratoře: stovky vzorků za hodinu, termostatování a výstup rovnou v katalech na litr — tam, kde se drží normy.
Uvolňuje-li reakce kyselinu, měří se aktivita spotřebou titračního činidla: kolik louhu padlo na udržení pH.
05 · Pravidla zápisu
kat malými písmeny — a vždy s podmínkami měření
Značka se píše třemi malými písmeny: kat, ne Kat a ne KAT. Předpona stojí před ní: µkat, nkat. Aktivita enzymu bez teploty, pH a substrátu není porovnatelná s jinými měřeními, proto se v protokolech uvádějí vedle čísla.
Na výsledcích se objevuje «U/l» bez vysvětlení — jsou to jednotky U na litr, ne kataly. Rozdíl činí 16,67 milionu krát a záměna v referenčních mezích je nebezpečná.
06 · Sousední jednotky
Katal je mol za sekundu, opírá se tedy přímo o mol a sekundu. Jeho rozměr se shoduje s rychlostí reakce v chemické kinetice a dělení litrem dává koncentraci aktivity — to, co se tiskne v rozboru krve.
Číslo obratu k(cat) je aktivita dělená počtem molekul enzymu: u karboanhydrázy dosahuje milionu za sekundu. Katal počítá celý vzorek, číslo obratu jedinou molekulu.
07 · Historický oddíl
Čím se měřily enzymy před katalem
Mikromol substrátu za minutu. Mezinárodní standard biochemie, živý i dnes v katalozích činidel.
Vlastní jednotka pro ligázu: určená přes výměnu fosfátu v ATP. Jedna z desítek «domácích» jednotek, jichž se biochemie nikdy zcela nezbavila.
Aktivita se vyjadřovala podílem substrátu rozloženého za pevně daný čas. Každá laboratoř měla vlastní postup a čísla nebyla porovnatelná ani mezi sousedními ústavy.
Mezinárodní farmaceutická federace stanovila vlastní jednotky pro trávicí enzymy v přípravcích. Dodnes stojí na obalech léků.
Jednotku zavedli kvůli medicíně — a medicína ji téměř nepřijala
Katal vstoupil do SI na přímou žádost Mezinárodní federace klinické chemie: lékaři potřebovali způsob, jak porovnávat výsledky laboratoří z různých zemí. Jenže přechod vyžadoval znovu stanovit referenční meze pro desítky enzymů, přeprogramovat analyzátory a přeškolit personál, takže většina laboratoří dál tiskla «U/l». O dvacet pět let později zůstává katal jednotkou povinnou v normách a vzácnou na výsledcích: řádek «ALT 40 U/l» se objevuje tisíckrát častěji než «ALT 0,67 µkat/l».
Katalog · Mezinárodní soustava jednotek
List pro každou veličinu
Sedm základních jednotek, dvaadvacet odvozených s vlastními názvy a archiv soustav, které vyšly z užívání. Každá má svůj list: definice, převod, přístroje, pravidla zápisu. V 18 jazycích.