Molecuulgewicht, molen en molariteit voor peptideoplossingen

Molecuulgewicht, molen en molariteit zijn verbonden door drie relaties — molen = massa ÷ MW, molariteit = molen ÷ liter, en C₁V₁ = C₂V₂ voor verdunningen — en omdat het molecuulgewicht in dalton numeriek gelijk is aan gram per mol, is elke omrekening één enkele deling. De concentratie in mg/mL is wat een flaconetiket en een spuit u geven; molariteit is de eenheid waarin receptorbinding, enzymkinetiek en celkweekprotocollen worden geschreven. Omrekenen tussen beide is de rekenkunde die voorkomt dat twee peptiden op „dezelfde concentratie” in werkelijkheid sterk uiteenlopende aantallen moleculen bevatten. Deze gids werkt elke omrekening uit met echte gecatalogiseerde molecuulgewichten, behandelt de correctie voor netto peptidegehalte die bijna iedereen overslaat, en sluit af met een referentietabel in µmol per mg.

Molecuulgewicht, molen en molariteit: de drie vergelijkingen

1. Molen uit massa. mol = massa (g) ÷ MW (g/mol). In de eenheden die een peptidelab werkelijk gebruikt: µmol = mg ÷ MW × 1.000, of gelijkwaardig µmol per mg = 1.000 ÷ MW.
2. Molariteit uit concentratie. Een oplossing van x mg/mL is x g/L, dus molariteit (mol/L) = (mg/mL) ÷ MW. Vermenigvuldig met 1.000 voor mM en met 1.000.000 voor µM.
3. Verdunning. C₁V₁ = C₂V₂, in elk consistent paar eenheden. Los op naar het benodigde stockvolume: V₁ = (C₂ × V₂) ÷ C₁.

Meer is er niet nodig. De molariteitscalculator voert alle drie uit, maar het loont om de berekening ook op papier te kunnen maken, want zo betrapt u een calculator waarin de verkeerde eenheden zijn ingevoerd.

Uitgewerkt voorbeeld 1: van flacon naar molariteit

Neem een flacon BPC-157 van 5 mg, molecuulgewicht 1.419,55 Da.

1. Reconstitueer. 5 mg in 2 mL oplosmiddel → 5 ÷ 2 = 2,5 mg/mL.
2. Reken om. 2,5 mg/mL = 2,5 g/L. Deel door 1.419,55 g/mol → 0,001761 mol/L = 1,76 mM.
3. Druk dit uit in µM als het protocol zo is geschreven: 1.761 µM.
4. Controle. µmol per mg voor BPC-157 is 1.000 ÷ 1.419,55 = 0,704. De flacon van 5 mg bevat dus 3,52 µmol, en 3,52 µmol in 0,002 L is 1.761 µM. Hetzelfde antwoord via een andere route.

Uitgewerkt voorbeeld 2: van molariteit naar massa

Een celkweekprotocol vraagt om 10 mL van een werkoplossing van 100 µM.

1. Benodigde molen. 100 µM = 1 × 10⁻⁴ mol/L. In 0,010 L: 1 × 10⁻⁶ mol = 1 µmol.
2. Benodigde massa. 1 µmol × 1.419,55 g/mol = 1.419,55 µg = 1,42 mg.
3. Of bereid de oplossing door verdunning. Uit de stock van 1,76 mM hierboven: V₁ = (100 µM × 10 mL) ÷ 1.761 µM = 0,568 mL stock, aangevuld tot 10 mL.

De tweede route verdient vrijwel altijd de voorkeur — 1,42 mg nauwkeurig afwegen is moeilijker dan 0,568 mL pipetteren, en er gaat minder materiaal verloren.

Uitgewerkt voorbeeld 3: waarom gelijke massa geen gelijk aantal molen is

Dit is precies de fout die de omrekening moet voorkomen.

• 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.

Dezelfde milligram GHK-Cu levert 10,2 keer zoveel moleculen als een milligram semaglutide. Elke vergelijking van twee peptiden die in mg/mL is geformuleerd, vergelijkt voor doeleinden van receptorbezetting verschillende aantallen deeltjes. Een blend met een massaverhouding van 1:1 heeft intern hetzelfde probleem, en daarom doet de keuze tussen blends en losse flacons ertoe bij stoichiometrisch werk.

Uitgewerkt voorbeeld 4: de correctie voor netto peptidegehalte

Synthetische peptiden worden als zouten geïsoleerd, dus een flacon met het etiket 5 mg bevat 5 mg poeder — peptide plus tegenion plus restwater en oplosmiddel. Het netto peptidegehalte ligt doorgaans tussen 70 en 90% en hoort op het certificaat te staan.

1. Ongecorrigeerd. 5 mg in 2 mL → 2,5 mg/mL → 1,761 mM, zoals hierboven.
2. Gecorrigeerd bij 85% netto peptidegehalte. Werkelijke peptide = 5 × 0,85 = 4,25 mg. In 2 mL → 2,125 mg/mL. Deel door 1.419,55 → 1,497 mM.
3. De fout. (1,761 − 1,497) ÷ 1,761 = 15% te hoog, doorgegeven aan elke volgende verdunning en elke gerapporteerde concentratie.
4. De oplossing. Corrigeer de berekening, of reconstitueer met het gecorrigeerde volume: om precies 2,5 mg/mL peptide te bereiken uit een flacon met 4,25 mg, voegt u 4,25 ÷ 2,5 = 1,70 mL toe in plaats van 2 mL.

Bij kwalitatief werk verandert de correctie zelden een conclusie. Bij alles waarin een IC₅₀, een EC₅₀ of een bindingsconstante wordt gerapporteerd, is het negeren ervan een systematische fout van 15–30%. Hoe u het getal vindt, wordt behandeld in de uitleg over onafhankelijke analyses door derden.

Referentietabel: µmol per milligram

Staat het molecuulgewicht niet op het etiket, dan kan het uit de sequentie worden berekend — tel de gemiddelde residumassa's op en voeg 18,02 Da toe, zoals beschreven in hoe u een peptidesequentie leest.

Eenheidsvalkuilen om te onthouden

• 1 mg/mL = 1 g/L. Dit met een factor 1.000 omdraaien is de meest voorkomende afzonderlijke fout.
• 1 mg = 1.000 mcg. Flaconetiketten gebruiken mg; werkconcentraties worden vaak in mcg/mL opgegeven. Daarvoor bestaat de eenhedenomrekenaar.
• mM, µM en nM verschillen telkens een factor 1.000. Celkweekwerk speelt zich doorgaans af in µM of nM; een gereconstitueerde flacon doorgaans in mM.
• Dalton en g/mol zijn hetzelfde getal. Een peptide van 1.419,55 Da is 1.419,55 g/mol.
• Toegevoegd volume is niet het eindvolume. Door 2 mL oplosmiddel aan een gevriesdroogde koek toe te voegen ontstaat iets meer dan 2 mL oplossing; bij peptidemassa's van enkele milligrammen is de verdringing verwaarloosbaar, maar boven ongeveer 50 mg per flacon is ze dat niet meer.
• Koper- en andere complexen. De 403,93 Da van GHK-Cu omvat het koperion. Rekenen op basis van alleen de vrije tripeptidesequentie geeft 340,4 Da en een fout van 19%.

Voor de kant van hetzelfde probleem in mg/mL en per eenheid — een oplosmiddelvolume kiezen zodat routinematige opnames op goed afleesbare spuitstreepjes uitkomen — zie rekenen bij reconstitutie uitgelegd en de reconstitutiecalculator.