Katal
Johdettu SI-yksikkö · suure: katalyyttinen aktiivisuus
01 · Määritelmä
Katal on SI:n nuorin yksikkö: se hyväksyttiin vuonna 1999, viisikymmentä vuotta newtonin jälkeen ja lähes vuosisata ensimmäisten entsyymien mittausyritysten jälkeen. Se on myös ainoa yksikkö, jota eivät tuoneet fyysikot vaan kliinikot pyynnöllään.
Yksi katal on yhden moolin aineen muuntuminen sekunnissa. Yksikkö ei kuvaa entsyymin määrää vaan nopeutta, jolla se työskentelee: kaksi samanmassaista näytettä voivat erota aktiivisuudeltaan moninkertaisesti, jos toinen on osittain denaturoitunut. Suure on biokemialle valtava — todelliset arvot ovat mikro- ja nanokataleissa, ja kliinisissä analyyseissä käytetään kataleja litraa kohti. Ennen katalia biokemistit käyttivät «yksiköitä» U: mikromoolia minuutissa, ja siirtyminen SI-järjestelmään vei kaksi vuosikymmentä, koska kaikki viitearvot piti kirjoittaa uudelleen.
Yksi ja sama entsyymi antaa eri kataleja eri lämpötilassa, eri pH:ssa ja eri substraattipitoisuudessa. Siksi aktiivisuus ilmoitetaan aina mittausolosuhteiden kanssa: 37 °C, pH 7,4, substraattia ylimäärin.
02 · Muunnos
Syötä aktiivisuus — lehti muuntaa sen
Yksikkö U — mikromooli minuutissa — on yhä tosiasiallinen standardi reagenssiluetteloissa ja tieteellisissä artikkeleissa. Yksi U on 16,67 nanokatalia, hankala luku, ja jo sekin on jarruttanut siirtymää neljännesvuosisadan.
Aktiivisuus ilman ilmoitettuja olosuhteita on merkityksetön luku. Kliinisessä biokemiassa standardina ovat 37 °C ja fysiologinen pH; 25 asteessa sama entsyymi antaa puolet vähemmän kataleja.
| Yksikkö | Nimi | Arvo | Missä esiintyy |
|---|---|---|---|
| kat | katal, SI-yksikkö | 1·10⁻⁶ | teollisuus, käyminen |
| mkat | millikatal | 0,001 | entsyymivalmisteet |
| µkat | mikrokatal | 1 | kliiniset analyysit |
| nkat | nanokatal | 1000 | koeputki, jäämämäärät |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | herkkyyden raja |
| µmol/s | mikromooli sekunnissa | 1 | sama kuin µkat |
| U | aktiivisuuden yksikkö, mikromooli minuutissa | 60 | lausunnot, reagenssit |
| mU | milliyksikkö | 60 000 | heikot aktiivisuudet |
| kU | kiloyksikkö | 0,06 | entsyymien pakkaus |
| mol/min | mooli minuutissa | 6·10⁻⁵ | vanhat pöytäkirjat |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | nykyinen yksikkö |
Yksikkö U pysyy laboratorioissa siksi, että kataleihin siirtyminen vaatii viitearvojen määrittämistä uudelleen jokaiselle entsyymille. Kuusitoista nanokatalia ja vähän päälle on kömpelö luku lausuntoon.
03 · Suuruusluokat
yhdestä entsyymimolekyylistä teolliseen reaktoriinALAT viitealueella — 0,67 µkat/l
04 · Mittalaitteet
Millä kataleja mitataan
Reaktion tuote imee valoa omalla aallonpituudellaan: nopeus, jolla optinen tiheys kasvaa, antaa suoraan aktiivisuuden.
Yhdeksänkymmentäkuusi reaktiota kerralla: laite tallentaa kinetiikan jokaisessa kuopassa ja laskee aktiivisuuden tuotteen kertymästä.
Kliinisen laboratorion työjuhta: satoja näytteitä tunnissa, termostointi ja tulostus suoraan kataleina litraa kohti — siellä missä standardia noudatetaan.
Jos reaktio vapauttaa happoa, aktiivisuus mitataan kuluneesta titrausliuoksesta: kuinka paljon emästä meni pH:n pitämiseen.
05 · Kirjoitussäännöt
kat pienaakkosin — ja aina mittausolosuhteiden kanssa
Tunnus kirjoitetaan kolmella pienaakkosella: kat, ei Kat eikä KAT. Etuliite tulee sen eteen: µkat, nkat. Entsyymin aktiivisuus ilman lämpötilaa, pH:ta ja substraattia ei ole verrattavissa muihin mittauksiin, siksi ne merkitään pöytäkirjoissa luvun viereen.
Lausunnoissa esiintyy «U/l» ilman selitystä — ne ovat U-yksiköitä litraa kohti, eivät kataleja. Ero on 16,67-miljoonakertainen, ja viitearvojen sekoittaminen on vaarallista.
06 · Naapuriyksiköt
Katal on mooli sekunnissa, joten se nojaa suoraan mooliin ja sekuntiin. Sen ulottuvuus osuu yhteen kemiallisen kinetiikan reaktionopeuden kanssa, ja jakaminen litralla antaa aktiivisuuspitoisuuden — sen, mikä painetaan verikokeen vastaukseen.
Kiertoluku k(cat) on aktiivisuus jaettuna entsyymimolekyylien lukumäärällä: hiilihappoanhydraasilla se yltää miljoonaan sekunnissa. Katal laskee koko näytteen, kiertoluku yhden molekyylin.
07 · Historiallinen osa
Millä entsyymejä mitattiin ennen katalia
Mikromooli substraattia minuutissa. Biokemian kansainvälinen standardi, elossa tänäkin päivänä reagenssiluetteloissa.
Oma yksikkö ligaasille: määritelty ATP:n fosfaatinvaihdon kautta. Yksi kymmenistä «talon omista» yksiköistä, joista biokemia ei ole koskaan kokonaan luopunut.
Aktiivisuus ilmaistiin sillä osuudella substraattia, joka hajosi kiinteässä ajassa. Jokaisella laboratoriolla oli oma menettelynsä, eivätkä luvut olleet vertailukelpoisia edes naapuri-instituuttien kesken.
Kansainvälinen farmaseuttinen liitto määritti omat yksikkönsä valmisteiden ruoansulatusentsyymeille. Ne ovat yhä lääkepakkauksissa.
Yksikkö tuotiin lääketiedettä varten — eikä lääketiede juuri ottanut sitä käyttöön
Katal tuli SI-järjestelmään kliinisen kemian kansainvälisen liiton suorasta pyynnöstä: lääkärit tarvitsivat tavan verrata eri maiden laboratorioiden tuloksia. Mutta siirtyminen vaati kymmenien entsyymien viitearvojen määrittämistä uudelleen, analysaattoreiden uudelleenohjelmointia ja henkilöstön koulutusta, joten useimmat laboratoriot jatkoivat «U/l»-merkinnän painamista. Kaksikymmentäviisi vuotta myöhemmin katal on yhä yksikkö, joka on standardeissa pakollinen ja lausunnoissa harvinainen: rivi «ALAT 40 U/l» esiintyy tuhat kertaa useammin kuin «ALAT 0,67 µkat/l».
Luettelo · Kansainvälinen yksikköjärjestelmä
Kortti jokaiselle suureelle
Seitsemän perusyksikköä, kaksikymmentäkaksi johdettua omine nimineen ja arkisto järjestelmistä, jotka ovat jääneet pois käytöstä. Kullakin on oma lehtensä: määritelmä, muunnos, laitteet, kirjoitussäännöt. 18 kielellä.