Katal
Afledt SI-enhed · størrelse: katalytisk aktivitet
01 · Definition
Katalet er den yngste SI-enhed: det blev vedtaget i 1999, halvtreds år efter newton og næsten et århundrede efter de første forsøg på at måle enzymer. Det er tillige den eneste enhed, der ikke er indført af fysikere, men på anmodning fra klinikere.
Ét katal er omdannelsen af ét mol stof per sekund. Enheden beskriver ikke mængden af enzym, men den hastighed hvormed det arbejder: to prøver med samme masse kan afvige flere gange i aktivitet, hvis den ene delvis er denatureret. Størrelsen er enorm for biokemien — virkelige værdier ligger i mikro- og nanokatal, og kliniske analyser bruger katal per liter. Før katalet brugte biokemikere «enheder» U: mikromol per minut, og overgangen til SI tog to årtier, fordi alle referenceintervaller skulle skrives om.
Ét og samme enzym giver forskellige katal ved forskellig temperatur, pH og substratkoncentration. Derfor angives aktiviteten altid med målebetingelserne: 37 °C, pH 7,4, substrat i overskud.
02 · Omregning
Indtast en aktivitet — bladet regner den om
Enheden U — ét mikromol per minut — forbliver de facto-standarden i reagenskataloger og videnskabelige artikler. Ét U er 16,67 nanokatal, et ubekvemt tal, og alene det har holdt overgangen tilbage i et kvart århundrede.
En aktivitet uden angivne betingelser er et meningsløst tal. I klinisk biokemi er standarden 37 °C og fysiologisk pH; ved 25 °C giver det samme enzym halvt så mange katal.
| Enhed | Navn | Værdi | Hvor den forekommer |
|---|---|---|---|
| kat | katal, SI-enheden | 1·10⁻⁶ | industri, fermentering |
| mkat | millikatal | 0,001 | enzympræparater |
| µkat | mikrokatal | 1 | kliniske analyser |
| nkat | nanokatal | 1000 | reagensglas, sporemængder |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | følsomhedsgrænsen |
| µmol/s | mikromol per sekund | 1 | det samme som µkat |
| U | aktivitetsenhed, mikromol per minut | 60 | prøvesvar, reagenser |
| mU | millienhed | 60 000 | svage aktiviteter |
| kU | kiloenhed | 0,06 | pakning af enzymer |
| mol/min | mol per minut | 6·10⁻⁵ | gamle protokoller |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | nutidens enhed |
Enheden U holder sig i laboratorierne, fordi et skift til katal kræver, at referenceintervallerne fastlægges på ny for hvert enzym. Seksten nanokatal og lidt til er et ubekvemt tal på et svar.
03 · Størrelsesordener
fra ét enkelt enzymmolekyle til den industrielle reaktorALAT inden for normen — 0,67 µkat/l
04 · Måleinstrumenter
Hvad katal måles med
Reaktionens produkt absorberer lys ved sin egen bølgelængde: den hastighed, hvormed den optiske tæthed vokser, giver aktiviteten direkte.
Seksoghalvfems reaktioner på én gang: apparatet optager kinetikken i hver brønd og beregner aktiviteten ud fra produktets ophobning.
Det kliniske laboratoriums arbejdshest: hundredvis af prøver i timen, termostatering og udskrift direkte i katal per liter — der hvor normen følges.
Frigiver reaktionen syre, måles aktiviteten på det forbrugte titrermiddel: hvor meget lud der gik til at holde pH.
05 · Skriveregler
kat med små bogstaver — og altid med målebetingelserne
Symbolet skrives med tre små bogstaver: kat, ikke Kat og ikke KAT. Præfikset står foran: µkat, nkat. En enzymaktivitet uden temperatur, pH og substrat er ikke sammenlignelig med andre målinger, derfor anføres de i protokoller ved siden af tallet.
På svar møder man «U/l» uden forklaring — det er enheder U per liter, ikke katal. Forskellen er en faktor 16,67 millioner, og en forveksling i referenceintervallerne er farlig.
06 · Naboenheder
Katalet er ét mol per sekund og hviler dermed direkte på molet og sekundet. Dets dimension falder sammen med reaktionshastigheden i kemisk kinetik, og division med literen giver aktivitetskoncentrationen — det, der står på et blodprøvesvar.
Omsætningstallet k(cat) er aktiviteten divideret med antallet af enzymmolekyler: hos kulsyreanhydrase når det en million per sekund. Katalet tæller hele prøven, omsætningstallet ét enkelt molekyle.
07 · Historisk afsnit
Hvad enzymer blev målt med før katalet
Ét mikromol substrat per minut. Biokemiens internationale standard, levende endnu i dag i reagenskataloger.
En egen enhed for ligase: defineret gennem fosfatudvekslingen i ATP. En af snesevis af «egne» enheder, som biokemien aldrig helt har skilt sig af med.
Aktiviteten blev udtrykt ved den andel substrat, der blev nedbrudt på en fast tid. Hvert laboratorium havde sin egen forskrift, og tallene var usammenlignelige selv mellem naboinstitutter.
Den Internationale Farmaceutiske Føderation fastsatte egne enheder for fordøjelsesenzymer i præparater. De står stadig på pakningerne af lægemidler.
Enheden blev indført for medicinen — og medicinen tog den næsten ikke til sig
Katalet kom ind i SI på direkte anmodning fra Den Internationale Føderation for Klinisk Kemi: lægerne havde brug for at kunne sammenligne resultater fra laboratorier i forskellige lande. Men overgangen krævede, at referenceintervallerne for snesevis af enzymer blev fastlagt på ny, at analysatorerne blev omprogrammeret og personalet omskolet, så de fleste laboratorier blev ved med at trykke «U/l». Femogtyve år senere forbliver katalet en enhed, der er obligatorisk i normer og sjælden på svar: linjen «ALAT 40 U/l» forekommer tusind gange oftere end «ALAT 0,67 µkat/l».
Katalog · Det Internationale Enhedssystem
Et datablad for hver størrelse
Syv basisenheder, toogtyve afledte med egne navne og arkivet over systemer, der er gået af brug. Hver har sit blad: definition, omregning, instrumenter, skriveregler. På 18 sprog.