کاتال
یکای فرعی SI · کمیت: فعالیت کاتالیزی
01 · تعریف
کاتال جوانترین یکای SI است: در ۱۹۹۹ پذیرفته شد، پنجاه سال پس از نیوتن و نزدیک یک سده پس از نخستین کوششها برای اندازهگیری آنزیمها. همچنین تنها یکایی است که نه فیزیکدانان بلکه پزشکان بالینی با درخواست خود آوردند.
یک کاتال دگرگونی یک مول ماده در ثانیه است. یکا نه مقدار آنزیم را وصف میکند بلکه سرعتی را که با آن کار میکند: دو نمونه با جرم یکسان میتوانند در فعالیت چند برابر فرق کنند اگر یکی بخشی واسرشته شده باشد. این کمیت برای زیستشیمی بسیار بزرگ است — مقدارهای واقعی در میکرو و نانوکاتالاند، و در آزمایشهای بالینی کاتال بر لیتر به کار میرود. پیش از کاتال زیستشیمیدانان از «یکاهای» U استفاده میکردند: میکرومول در دقیقه، و گذار به SI دو دهه طول کشید، چون باید همهٔ بازههای مرجع بازنویسی میشد.
یک آنزیم واحد در دما، pH و غلظت زیرلایهٔ متفاوت کاتالهای متفاوت میدهد. از این رو فعالیت همیشه با شرایط اندازهگیری آورده میشود: ۳۷ °C، pH ۷٫۴، زیرلایه در فزونی.
02 · تبدیل
اکتیویتهای وارد کنید — برگه آن را تبدیل میکند
یکای U — میکرومول در دقیقه — در فهرستهای معرف و مقالههای علمی همچنان استاندارد عملی است. یک U برابر ۱۶٫۶۷ نانوکاتال است، عددی ناخوشایند، و همین یک چیز گذار را ربع قرن کند کرد.
فعالیت بدون ذکر شرایط عددی بیمعناست. در زیستشیمی بالینی استاندارد ۳۷ °C و pH فیزیولوژیک است؛ در ۲۵ °C همان آنزیم نصف کاتال میدهد.
| یکا | نام | مقدار | کجا دیده میشود |
|---|---|---|---|
| kat | کاتال، یکای SI | 1·10⁻⁶ | صنعت، تخمیر |
| mkat | میلیکاتال | 0.001 | فراوردههای آنزیمی |
| µkat | میکروکاتال | 1 | آزمایشهای بالینی |
| nkat | نانوکاتال | 1000 | لولهٔ آزمایش، مقدارهای ردی |
| pkat | پیکوکاتال | 1 000 000 | مرز حساسیت |
| µmol/s | میکرومول بر ثانیه | 1 | همان µkat |
| U | یکای فعالیت، میکرومول در دقیقه | 60 | برگههای آزمایش، معرفها |
| mU | میلییکا | 60 000 | فعالیتهای ضعیف |
| kU | کیلویکا | 0.06 | بستهبندی آنزیم |
| mol/min | مول در دقیقه | 6·10⁻⁵ | پروتکلهای کهن |
| kat | کاتال | 1·10⁻⁶ | یکای امروزی |
یکای U در آزمایشگاهها میماند چون گذار به کاتال تعیین دوبارهٔ بازههای مرجع برای هر آنزیم را میطلبد. شانزده نانوکاتال و اندی عددی ناجور برای یک برگه است.
03 · مرتبههای بزرگی
از یک مولکول آنزیم تا راکتور صنعتیALT در حد طبیعی — 0.67 µkat/l
04 · ابزارهای اندازهگیری
کاتال را با چه میسنجند
فراوردهٔ واکنش نور را در طول موج خود میگیرد: سرعت افزایش چگالی نوری یکراست فعالیت را میدهد.
نود و شش واکنش یکجا: دستگاه در هر چاهک سینتیک را ثبت میکند و فعالیت را از انباشت فراورده میشمارد.
اسب کاری آزمایشگاه بالینی: صدها نمونه در ساعت، دماپایی و خروجی یکراست به کاتال بر لیتر — آنجا که استاندارد رعایت میشود.
اگر واکنش اسید آزاد کند، فعالیت با تیترانت مصرفشده سنجیده میشود: چه اندازه باز برای نگهداشتن pH رفت.
05 · قواعد نگارش
kat با حروف کوچک — و همیشه با شرایط اندازهگیری
نماد با سه حرف کوچک نوشته میشود: kat، نه Kat و نه KAT. پیشوند پیش از آن میآید: µkat، nkat. فعالیت آنزیم بدون دما، pH و زیرلایه با اندازهگیریهای دیگر سنجیدنی نیست، از این رو در پروتکلها کنار عدد نوشته میشوند.
در برگهها «U/l» بیتوضیح دیده میشود — اینها یکاهای U بر لیترند، نه کاتال. تفاوت ۱۶٫۶۷ میلیون برابر است، و درآمیختن بازههای مرجع خطرناک است.
06 · یکاهای همسایه
کاتال یک مول بر ثانیه است، پس یکراست بر مول و ثانیه تکیه دارد. بُعد آن با سرعت واکنش در سینتیک شیمیایی یکی است، و تقسیم بر لیتر غلظت فعالیت را میدهد — همان که در آزمایش خون چاپ میشود.
شمار گردش k(cat) فعالیت است تقسیم بر شمار مولکولهای آنزیم: در کربنیک انیدراز به یک میلیون در ثانیه میرسد. کاتال همهٔ نمونه را میشمارد، شمار گردش یک مولکول را.
07 · بخش تاریخی
پیش از کاتال آنزیمها را با چه میسنجیدند
یک میکرومول زیرلایه در دقیقه. استاندارد جهانی زیستشیمی، امروز هم زنده در فهرستهای معرف.
یکای ویژه برای لیگاز: از راه تبادل فسفات در ATP تعریف میشود. یکی از دهها یکای «خانگی» که زیستشیمی هرگز بهتمامی از آنها جدا نشد.
فعالیت را با کسری از زیرلایه که در زمانی ثابت شکسته میشد بیان میکردند. هر آزمایشگاه روش خود را داشت و اعداد حتی میان پژوهشکدههای همسایه سنجیدنی نبود.
فدراسیون بینالمللی داروسازی برای آنزیمهای گوارشی در فراوردهها یکاهای خود را تعیین میکرد. هنوز روی جعبهٔ داروها نوشتهاند.
یکا را برای پزشکی آوردند — و پزشکی کمابیش آن را نپذیرفت
کاتال به درخواست مستقیم فدراسیون بینالمللی شیمی بالینی وارد SI شد: پزشکان به راهی نیاز داشتند تا نتایج آزمایشگاههای کشورهای گوناگون را بسنجند. اما گذار نیازمند تعیین دوبارهٔ بازههای مرجع برای دهها آنزیم، برنامهریزی دوبارهٔ دستگاهها و بازآموزی کارکنان بود، پس بیشتر آزمایشگاهها همچنان «U/l» چاپ کردند. بیست و پنج سال بعد کاتال یکایی مانده است که در استانداردها الزامی و در برگهها کمیاب است: سطر «ALT 40 U/l» هزار بار بیشتر از «ALT 0.67 µkat/l» دیده میشود.
فهرست · دستگاه بینالمللی یکاها
شناسنامهای برای هر کمیت
هفت یکای پایه، بیست و دو یکای فرعی با نام خود، و بایگانی دستگاههایی که از کاربرد افتادهاند. هر یک برگهٔ خود را دارد: تعریف، تبدیل، ابزارها، قواعد نگارش. به ۳۶ زبان.