คาทาล
หน่วยอนุพัทธ์เอสไอ · ปริมาณ: กัมมันตภาพเชิงเร่งปฏิกิริยา
01 · นิยาม
คาทาลเป็นหน่วยที่เยาว์ที่สุดของเอสไอ: รับรองในปี 1999 ห้าสิบปีหลังนิวตัน และเกือบหนึ่งศตวรรษหลังความพยายามวัดเอนไซม์ครั้งแรก อีกทั้งยังเป็นหน่วยเดียวที่นำเข้ามาโดยไม่ใช่นักฟิสิกส์ แต่ตามคำขอของแพทย์คลินิก
หนึ่งคาทาลคือการเปลี่ยนสารหนึ่งโมลต่อวินาที หน่วยนี้ไม่ได้บอกปริมาณของเอนไซม์ แต่บอกความเร็วที่มันทำงาน: ตัวอย่างสองชิ้นมวลเท่ากันอาจมีกัมมันตภาพต่างกันหลายเท่า หากชิ้นหนึ่งเสียสภาพไปบางส่วน ปริมาณนี้ใหญ่มากสำหรับชีวเคมี — ค่าจริงอยู่ในระดับไมโครคาทาลและนาโนคาทาล ส่วนการตรวจทางคลินิกใช้คาทาลต่อลิตร ก่อนมีคาทาล นักชีวเคมีใช้ «หน่วย» U คือไมโครโมลต่อนาที และการเปลี่ยนมาใช้เอสไอกินเวลาสองทศวรรษ เพราะต้องเขียนช่วงอ้างอิงทั้งหมดใหม่
เอนไซม์ตัวเดียวกันให้คาทาลต่างกันเมื่ออุณหภูมิ pH และความเข้มข้นของสารตั้งต้นต่างกัน ด้วยเหตุนี้จึงระบุกัมมันตภาพพร้อมเงื่อนไขการวัดเสมอ: 37 °C, pH 7.4, สารตั้งต้นเกินพอ
02 · การแปลงหน่วย
ใส่ค่ากัมมันตภาพ — แผ่นข้อมูลจะแปลงให้
หน่วย U — หนึ่งไมโครโมลต่อนาที — ยังคงเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัยในแคตตาล็อกสารเคมีและบทความวิชาการ หนึ่ง U เท่ากับ 16.67 นาโนคาทาล ซึ่งเป็นตัวเลขที่ไม่สะดวก และเพียงเท่านี้ก็หน่วงการเปลี่ยนผ่านไว้หนึ่งในสี่ศตวรรษ
กัมมันตภาพที่ไม่ระบุเงื่อนไขคือตัวเลขที่ไร้ความหมาย ในชีวเคมีคลินิกมาตรฐานคือ 37 °C และ pH ทางสรีรวิทยา ที่ 25 °C เอนไซม์ตัวเดียวกันให้คาทาลเพียงครึ่งเดียว
| หน่วย | ชื่อ | ค่า | พบที่ใด |
|---|---|---|---|
| kat | คาทาล หน่วยเอสไอ | 1·10⁻⁶ | อุตสาหกรรม การหมัก |
| mkat | มิลลิคาทาล | 0.001 | ตำรับเอนไซม์ |
| µkat | ไมโครคาทาล | 1 | การตรวจทางคลินิกต่าง ๆ |
| nkat | นาโนคาทาล | 1000 | หลอดทดลอง ปริมาณระดับร่องรอย |
| pkat | พิโกคาทาล | 1 000 000 | ขีดจำกัดของความไว |
| µmol/s | ไมโครโมลต่อวินาที | 1 | เหมือนกับ µkat |
| U | หน่วยกัมมันตภาพ ไมโครโมลต่อนาที | 60 | ใบรายงาน สารเคมี |
| mU | มิลลิหน่วย | 60 000 | กัมมันตภาพอ่อน |
| kU | กิโลหน่วย | 0.06 | การบรรจุเอนไซม์ |
| mol/min | โมลต่อนาที | 6·10⁻⁵ | รายงานเก่า |
| kat | คาทาล | 1·10⁻⁶ | หน่วยในปัจจุบัน |
หน่วย U ยังอยู่ในห้องปฏิบัติการเพราะการเปลี่ยนมาใช้คาทาลต้องกำหนดช่วงอ้างอิงใหม่ให้เอนไซม์ทุกชนิด สิบหกนาโนคาทาลกับเศษ เป็นตัวเลขที่ไม่เข้าที่ในใบรายงาน
03 · อันดับของขนาด
จากโมเลกุลเอนไซม์หนึ่งโมเลกุลถึงเครื่องปฏิกรณ์อุตสาหกรรมALT ปกติ — 0.67 µkat/l
04 · เครื่องมือวัด
คาทาลวัดด้วยอะไร
ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่นของตัวเอง: อัตราการเพิ่มของความหนาแน่นเชิงแสงให้กัมมันตภาพโดยตรง
เก้าสิบหกปฏิกิริยาพร้อมกัน: เครื่องบันทึกจลนศาสตร์ในทุกหลุมและคำนวณกัมมันตภาพจากการสะสมของผลิตภัณฑ์
ม้างานของห้องปฏิบัติการคลินิก: ตัวอย่างหลายร้อยต่อชั่วโมง การควบคุมอุณหภูมิ และผลออกมาเป็นคาทาลต่อลิตรโดยตรง — ในที่ซึ่งยึดตามมาตรฐาน
ถ้าปฏิกิริยาปล่อยกรดออกมา จะวัดกัมมันตภาพจากสารไทเทรตที่ใช้ไป: ใช้ด่างเท่าใดจึงรักษา pH ไว้ได้
05 · กฎการเขียน
kat ตัวเล็ก — และต้องมีเงื่อนไขการวัดเสมอ
สัญลักษณ์เขียนด้วยตัวเล็กสามตัว: kat ไม่ใช่ Kat และไม่ใช่ KAT คำอุปสรรคอยู่ข้างหน้า: µkat, nkat กัมมันตภาพของเอนไซม์ที่ไม่ระบุอุณหภูมิ pH และสารตั้งต้น ย่อมเทียบกับการวัดอื่นไม่ได้ ในรายงานจึงเขียนสิ่งเหล่านี้ไว้ข้างตัวเลข
ในใบรายงานพบ «U/l» โดยไม่มีคำอธิบาย — นั่นคือหน่วย U ต่อลิตร ไม่ใช่คาทาล ต่างกัน 16.67 ล้านเท่า และการสับสนในช่วงอ้างอิงเป็นอันตราย
06 · หน่วยข้างเคียง
คาทาลคือหนึ่งโมลต่อวินาที จึงตั้งอยู่บนโมลและวินาทีโดยตรง มิติของมันตรงกับอัตราการเกิดปฏิกิริยาในจลนศาสตร์เคมี และเมื่อหารด้วยลิตรจะได้ความเข้มข้นของกัมมันตภาพ — สิ่งที่พิมพ์อยู่ในผลตรวจเลือด
เลขการหมุนเวียน k(cat) คือกัมมันตภาพหารด้วยจำนวนโมเลกุลของเอนไซม์: ในคาร์บอนิกแอนไฮเดรสสูงถึงหนึ่งล้านต่อวินาที คาทาลนับทั้งตัวอย่าง ส่วนเลขการหมุนเวียนนับโมเลกุลเดียว
07 · ภาคประวัติ
ก่อนคาทาลวัดเอนไซม์ด้วยอะไร
หนึ่งไมโครโมลของสารตั้งต้นต่อนาที มาตรฐานสากลของชีวเคมี ยังมีชีวิตอยู่ในแคตตาล็อกสารเคมี
หน่วยเฉพาะสำหรับไลเกส: นิยามผ่านการแลกเปลี่ยนฟอสเฟตใน ATP หนึ่งในหน่วย «ของบ้านตัวเอง» หลายสิบหน่วยที่ชีวเคมีไม่เคยละทิ้งไปหมด
กัมมันตภาพเคยแสดงด้วยสัดส่วนของสารตั้งต้นที่สลายไปในเวลาที่กำหนด แต่ละห้องปฏิบัติการมีวิธีของตน และตัวเลขเทียบกันไม่ได้แม้ระหว่างสถาบันที่อยู่ติดกัน
สหพันธ์เภสัชกรรมระหว่างประเทศกำหนดหน่วยของตนสำหรับเอนไซม์ย่อยอาหารในตำรับยา ยังปรากฏบนกล่องยาจนทุกวันนี้
หน่วยนี้ถูกนำมาใช้เพื่อการแพทย์ — และการแพทย์แทบไม่รับมันไว้
คาทาลเข้าสู่เอสไอตามคำขอโดยตรงของสหพันธ์เคมีคลินิกระหว่างประเทศ: แพทย์ต้องการวิธีเทียบผลจากห้องปฏิบัติการของประเทศต่าง ๆ แต่การเปลี่ยนผ่านต้องกำหนดช่วงอ้างอิงใหม่สำหรับเอนไซม์หลายสิบชนิด ตั้งโปรแกรมเครื่องวิเคราะห์ใหม่ และอบรมบุคลากรใหม่ ห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่จึงยังพิมพ์ «U/l» ต่อไป ยี่สิบห้าปีต่อมา คาทาลยังเป็นหน่วยที่บังคับในมาตรฐานแต่หาได้ยากในใบรายงาน: บรรทัด «ALT 40 U/l» ปรากฏบ่อยกว่า «ALT 0.67 µkat/l» ถึงหนึ่งพันเท่า
สารบัญ · ระบบหน่วยระหว่างประเทศ
แผ่นข้อมูลสำหรับทุกปริมาณ
หน่วยฐานเจ็ดหน่วย หน่วยอนุพัทธ์ที่มีชื่อเฉพาะยี่สิบสองหน่วย และคลังของระบบที่เลิกใช้ไปแล้ว แต่ละหน่วยมีแผ่นข้อมูลของตัวเอง: นิยาม การแปลง เครื่องมือ กฎการเขียน ใน 36 ภาษา