01 · 定義
開特是國際單位制最年輕的單位:1999 年通過,比牛頓晚五十年,比最早測量酶的嘗試晚了將近一個世紀。它也是唯一不是由物理學家、而是應臨床醫生請求引入的單位。
一開特就是每秒轉化一摩爾物質。這個單位描述的不是酶的數量,而是它工作的速度:質量相同的兩份樣品,若其中一份部分變性,活性可以相差數倍。對生物化學來說這個量極大——真實數值落在微開特和納開特上,臨床化驗則用每升開特。在開特之前,生物化學家使用「單位」U:每分鐘微摩爾;而轉向國際單位制花了二十年,因為所有參考區間都得重寫。
同一種酶在不同溫度、不同 pH 和不同底物濃度下給出不同的開特。所以活性總是連同測量條件一起給出:37 °C、pH 7.4、底物過量。
02 · 換算
輸入一個活度——本頁会把它換算開
U 這個單位——每分鐘一微摩爾——在試劑目錄和科學論文裡仍是事實上的標準。一個 U 等於 16.67 納開特,一個不便的數字,僅此一點就把轉變拖了四分之一個世紀。
不註明條件的活性是個沒有意義的數。臨床生物化學的標準是 37 °C 與生理 pH;在 25 °C 下同一種酶只給出一半的開特。
| 單位 | 名稱 | 數值 | 常見於何處 |
|---|---|---|---|
| kat | 開特,國際單位制單位 | 1·10⁻⁶ | 工業、發酵 |
| mkat | 毫開特 | 0.001 | 酶製劑 |
| µkat | 微開特 | 1 | 臨床化驗 |
| nkat | 納開特 | 1000 | 試管,痕量 |
| pkat | 皮開特 | 1 000 000 | 靈敏度的極限 |
| µmol/s | 每秒微摩爾 | 1 | 與 µkat 相同 |
| U | 活性單位,每分鐘微摩爾 | 60 | 化驗單、試劑 |
| mU | 毫單位 | 60 000 | 弱活性 |
| kU | 千單位 | 0.06 | 酶的分裝 |
| mol/min | 每分鐘摩爾 | 6·10⁻⁵ | 舊的記錄 |
| kat | 開特 | 1·10⁻⁶ | 今天的單位 |
U 這個單位在實驗室裡站得住,是因為改用開特要求為每一種酶重新確定參考區間。十六點幾納開特,對一張化驗單來說是個彆扭的數。
03 · 數量級
從一個酶分子到工業反應器ALT 正常——0.67 µkat/l
04 · 測量儀器
開特用什麼來測
反應的產物在自己的波長上吸收光:光密度增長的速度直接給出活性。
九十六個反應同時進行:儀器記錄每個孔的動力學,並從產物的積累算出活性。
臨床實驗室的主力:每小時數百份樣品、恆溫,輸出直接是每升開特——在遵循標準的地方。
如果反應釋放出酸,就按消耗的滴定液來量活性:為保持 pH 用掉了多少鹼。
05 · 書寫規則
kat 用小寫——並且總要帶上測量條件
符號用三個小寫字母書寫:kat,不是 Kat,也不是 KAT。詞頭寫在它前面:µkat、nkat。不給出溫度、pH 和底物的酶活性無法與其他測量相比,因此記錄裡會把它們寫在數字旁邊。
化驗單上會出現沒有說明的「U/l」——那是每升的 U 單位,不是開特。差別是 16.67 百萬倍,把參考區間弄混是危險的。
06 · 相鄰單位
開特是每秒一摩爾,因此直接依託摩爾和秒。它的量綱與化學動力學中的反應速率一致,除以升便得到活性濃度——那正是血液化驗單上印的東西。
轉換數 k(cat) 是活性除以酶分子的數目:碳酸酐酶可達每秒一百萬。開特數的是整份樣品,轉換數只數一個分子。
07 · 歷史部分
開特之前用什麼量酶
每分鐘一微摩爾底物。生物化學的國際標準,今天仍活在試劑目錄裡。
連接酶自有一套單位:通過 ATP 中的磷酸交換來定義。這是生物化學從未徹底放下的幾十種「自家」單位之一。
活性曾用固定時間內被分解的底物比例來表示。每個實驗室都有自己的做法,數字甚至在相鄰研究所之間也無法比較。
國際藥學聯合會為製劑中的消化酶規定了自己的單位。它們至今仍印在藥品的包裝上。
這個單位是為醫學引入的——而醫學幾乎沒有採用它
開特是應國際臨床化學聯合會的直接請求進入國際單位制的:醫生需要一種方式來比較不同國家實驗室的結果。但這一轉變要求為數十種酶重新確定參考區間、重新編程分析儀、重新培訓人員,所以大多數實驗室繼續打印「U/l」。二十五年過去,開特仍是標準裡必用、化驗單上少見的單位:「ALT 40 U/l」這一行出現的次數,比「ALT 0.67 µkat/l」多上一千倍。
目錄 · 國際單位制
每個量都有一份檔案
七個基本單位、二十二個有專名的導出單位,以及那些已經不再使用的制度的檔案。每一個都有自己的一頁:定義、換算、儀器、書寫規則。共 36 種語言。