Peso molecular, moles y molaridad en soluciones peptídicas

El peso molecular, los moles y la molaridad están relacionados mediante tres relaciones —moles = masa ÷ PM, molaridad = moles ÷ litros, y C₁V₁ = C₂V₂ para las diluciones— y, como el peso molecular en daltons es numéricamente idéntico a los gramos por mol, cada conversión es una sola división. La concentración en mg/mL es lo que proporcionan la etiqueta de un vial y una jeringa; la molaridad es la unidad en la que están escritos los protocolos de unión a receptores, cinética enzimática y cultivo celular. Convertir entre ambas es la aritmética que impide que dos péptidos "a la misma concentración" estén en realidad a números de moléculas enormemente distintos. Esta guía desarrolla cada conversión con pesos moleculares reales del catálogo, explica la corrección por contenido neto de péptido que casi todo el mundo omite y termina con una tabla de referencia de µmol por mg.

Peso molecular, moles y molaridad: las tres ecuaciones

1. Moles a partir de la masa. mol = masa (g) ÷ PM (g/mol). En las unidades que realmente utiliza un laboratorio de péptidos: µmol = mg ÷ PM × 1,000 o, de forma equivalente, µmol por mg = 1,000 ÷ PM.
2. Molaridad a partir de la concentración. Una solución a x mg/mL equivale a x g/L, por lo que la molaridad (mol/L) = (mg/mL) ÷ PM. Multiplique por 1,000 para obtener mM y por 1,000,000 para µM.
3. Dilución. C₁V₁ = C₂V₂, en cualquier par coherente de unidades. Despeje el volumen de solución madre necesario: V₁ = (C₂ × V₂) ÷ C₁.

No hace falta nada más. La calculadora de molaridad aplica las tres, pero conviene saber hacer la aritmética en papel, porque así es como se detecta una calculadora en la que se han introducido unidades equivocadas.

Ejemplo práctico 1: del vial a la molaridad

Tome un vial de 5 mg de BPC-157, de peso molecular 1,419.55 Da.

1. Reconstituya. 5 mg en 2 mL de diluyente → 5 ÷ 2 = 2.5 mg/mL.
2. Convierta. 2.5 mg/mL = 2.5 g/L. Dividido entre 1,419.55 g/mol → 0.001761 mol/L = 1.76 mM.
3. Expréselo en µM si el protocolo está escrito así: 1,761 µM.
4. Comprobación. Los µmol por mg de BPC-157 son 1,000 ÷ 1,419.55 = 0.704. Por tanto, el vial de 5 mg contiene 3.52 µmol, y 3.52 µmol en 0.002 L son 1,761 µM. La misma respuesta por otra vía.

Ejemplo práctico 2: de la molaridad a la masa

Un protocolo de cultivo celular requiere 10 mL de una solución de trabajo de 100 µM.

1. Moles necesarios. 100 µM = 1 × 10⁻⁴ mol/L. En 0.010 L: 1 × 10⁻⁶ mol = 1 µmol.
2. Masa necesaria. 1 µmol × 1,419.55 g/mol = 1,419.55 µg = 1.42 mg.
3. O prepárela por dilución. A partir de la solución madre de 1.76 mM anterior: V₁ = (100 µM × 10 mL) ÷ 1,761 µM = 0.568 mL de solución madre, enrasados a 10 mL.

La segunda vía es casi siempre preferible: pesar 1.42 mg con exactitud es más difícil que pipetear 0.568 mL, y se desperdicia menos material.

Ejemplo práctico 3: por qué igual masa no significa igual número de moles

Este es el error que la conversión pretende evitar.

• GHK-Cu, 403.93 Da: 1 mg = 1,000 ÷ 403.93 = 2.476 µmol.
• Semaglutide, 4,113.58 Da: 1 mg = 1,000 ÷ 4,113.58 = 0.243 µmol.

El mismo miligramo de GHK-Cu aporta 10.2 veces más moléculas que un miligramo de semaglutide. Cualquier comparación de dos péptidos planteada en mg/mL compara, a efectos de ocupación de receptores, números distintos de moléculas. Una mezcla en proporción de masa 1:1 tiene internamente el mismo problema, por lo que la cuestión de las mezclas frente a los viales individuales es importante en el trabajo estequiométrico.

Ejemplo práctico 4: la corrección por contenido neto de péptido

Los péptidos sintéticos se aíslan como sales, de modo que un vial etiquetado como 5 mg contiene 5 mg de polvo: péptido más contraión más agua y disolvente residuales. El contenido neto de péptido suele situarse entre el 70 y el 90%, y debe figurar en el certificado.

1. Sin corregir. 5 mg en 2 mL → 2.5 mg/mL → 1.761 mM, como antes.
2. Corregido con un 85% de contenido neto de péptido. Péptido real = 5 × 0.85 = 4.25 mg. En 2 mL → 2.125 mg/mL. Dividido entre 1,419.55 → 1.497 mM.
3. El error. (1.761 − 1.497) ÷ 1.761 = un 15% por exceso, que se propaga a cada dilución posterior y a cada concentración comunicada.
4. La solución. Corrija el cálculo o reconstituya con el volumen corregido: para obtener exactamente 2.5 mg/mL de péptido a partir de un vial con 4.25 mg, añada 4.25 ÷ 2.5 = 1.70 mL en lugar de 2 mL.

En el trabajo cualitativo, la corrección rara vez cambia una conclusión. En cualquier trabajo que comunique una CI₅₀, una CE₅₀ o una constante de unión, ignorarla supone un error sistemático del 15–30%. Cómo encontrar esa cifra se explica en los análisis por terceros.

Tabla de referencia: µmol por miligramo

Cuando el peso molecular no figura en la etiqueta, puede calcularse a partir de la secuencia —sumando las masas medias de los residuos y añadiendo 18.02 Da—, tal como se explica en cómo leer una secuencia peptídica.

Trampas de unidades que conviene memorizar

• 1 mg/mL = 1 g/L. Equivocarse en un factor de 1,000 en este punto es el error aislado más habitual.
• 1 mg = 1,000 mcg. Las etiquetas de los viales utilizan mg; las concentraciones de trabajo suelen expresarse en mcg/mL. Para eso existe el conversor de unidades.
• mM, µM y nM difieren en un factor de 1,000 cada uno. El trabajo en cultivo celular suele moverse en µM o nM; un vial reconstituido suele estar en mM.
• Los daltons y los g/mol son la misma cifra. Un péptido de 1,419.55 Da tiene 1,419.55 g/mol.
• El volumen añadido no es el volumen final. Añadir 2 mL de diluyente a una pastilla liofilizada da algo más de 2 mL de solución; con masas de péptido de unos pocos miligramos el desplazamiento es despreciable, pero deja de serlo por encima de aproximadamente 50 mg por vial.
• Cobre y otros complejos. Los 403.93 Da de GHK-Cu incluyen el ion cobre. Calcular solo a partir de la secuencia del tripéptido libre da 340.4 Da y un error del 19%.

Para la vertiente de mg/mL y por unidad del mismo problema —elegir un volumen de diluyente para que las extracciones habituales caigan en marcas legibles de la jeringa—, consulte la explicación de las matemáticas de la reconstitución y la calculadora de reconstitución.