01 · 定义
开特是国际单位制最年轻的单位:1999 年通过,比牛顿晚五十年,比最早测量酶的尝试晚了将近一个世纪。它也是唯一不是由物理学家、而是应临床医生请求引入的单位。
一开特就是每秒转化一摩尔物质。这个单位描述的不是酶的数量,而是它工作的速度:质量相同的两份样品,若其中一份部分变性,活性可以相差数倍。对生物化学来说这个量极大——真实数值落在微开特和纳开特上,临床化验则用每升开特。在开特之前,生物化学家使用「单位」U:每分钟微摩尔;而转向国际单位制花了二十年,因为所有参考区间都得重写。
同一种酶在不同温度、不同 pH 和不同底物浓度下给出不同的开特。所以活性总是连同测量条件一起给出:37 °C、pH 7.4、底物过量。
02 · 换算
输入一个活度——本页会把它换算开
U 这个单位——每分钟一微摩尔——在试剂目录和科学论文里仍是事实上的标准。一个 U 等于 16.67 纳开特,一个不便的数字,仅此一点就把转变拖了四分之一个世纪。
不注明条件的活性是个没有意义的数。临床生物化学的标准是 37 °C 与生理 pH;在 25 °C 下同一种酶只给出一半的开特。
| 单位 | 名称 | 数值 | 常见于何处 |
|---|---|---|---|
| kat | 开特,国际单位制单位 | 1·10⁻⁶ | 工业、发酵 |
| mkat | 毫开特 | 0.001 | 酶制剂 |
| µkat | 微开特 | 1 | 临床化验 |
| nkat | 纳开特 | 1000 | 试管,痕量 |
| pkat | 皮开特 | 1 000 000 | 灵敏度的极限 |
| µmol/s | 每秒微摩尔 | 1 | 与 µkat 相同 |
| U | 活性单位,每分钟微摩尔 | 60 | 化验单、试剂 |
| mU | 毫单位 | 60 000 | 弱活性 |
| kU | 千单位 | 0.06 | 酶的分装 |
| mol/min | 每分钟摩尔 | 6·10⁻⁵ | 旧的记录 |
| kat | 开特 | 1·10⁻⁶ | 今天的单位 |
U 这个单位在实验室里站得住,是因为改用开特要求为每一种酶重新确定参考区间。十六点几纳开特,对一张化验单来说是个别扭的数。
03 · 数量级
从一个酶分子到工业反应器ALT 正常——0.67 µkat/l
04 · 测量仪器
开特用什么来测
反应的产物在自己的波长上吸收光:光密度增长的速度直接给出活性。
九十六个反应同时进行:仪器记录每个孔的动力学,并从产物的积累算出活性。
临床实验室的主力:每小时数百份样品、恒温,输出直接是每升开特——在遵循标准的地方。
如果反应释放出酸,就按消耗的滴定液来量活性:为保持 pH 用掉了多少碱。
05 · 书写规则
kat 用小写——并且总要带上测量条件
符号用三个小写字母书写:kat,不是 Kat,也不是 KAT。词头写在它前面:µkat、nkat。不给出温度、pH 和底物的酶活性无法与其他测量相比,因此记录里会把它们写在数字旁边。
化验单上会出现没有说明的「U/l」——那是每升的 U 单位,不是开特。差别是 16.67 百万倍,把参考区间弄混是危险的。
06 · 相邻单位
开特是每秒一摩尔,因此直接依托摩尔和秒。它的量纲与化学动力学中的反应速率一致,除以升便得到活性浓度——那正是血液化验单上印的东西。
转换数 k(cat) 是活性除以酶分子的数目:碳酸酐酶可达每秒一百万。开特数的是整份样品,转换数只数一个分子。
07 · 历史部分
开特之前用什么量酶
每分钟一微摩尔底物。生物化学的国际标准,今天仍活在试剂目录里。
连接酶自有一套单位:通过 ATP 中的磷酸交换来定义。这是生物化学从未彻底放下的几十种「自家」单位之一。
活性曾用固定时间内被分解的底物比例来表示。每个实验室都有自己的做法,数字甚至在相邻研究所之间也无法比较。
国际药学联合会为制剂中的消化酶规定了自己的单位。它们至今仍印在药品的包装上。
这个单位是为医学引入的——而医学几乎没有采用它
开特是应国际临床化学联合会的直接请求进入国际单位制的:医生需要一种方式来比较不同国家实验室的结果。但这一转变要求为数十种酶重新确定参考区间、重新编程分析仪、重新培训人员,所以大多数实验室继续打印「U/l」。二十五年过去,开特仍是标准里必用、化验单上少见的单位:「ALT 40 U/l」这一行出现的次数,比「ALT 0.67 µkat/l」多上一千倍。
目录 · 国际单位制
每个量都有一份档案
七个基本单位、二十二个有专名的导出单位,以及那些已经不再使用的制度的档案。每一个都有自己的一页:定义、换算、仪器、书写规则。共 36 种语言。