احسب أحجام العينات بدقة استنادًا إلى قراءات امتصاص اختبار BCA والكتلة البروتينية المرغوبة. أساسي لتحميل البروتين بشكل متسق في النقل الغربي وتطبيقات المختبر الأخرى.
تقوم هذه الأداة بحساب حجم العينة المطلوب بناءً على نتائج امتصاص BCA وكتلة العينة. أدخل قيمة الامتصاص وكتلة العينة لكل عينة لحساب حجم العينة المقابل.
يتم حساب حجم العينة باستخدام الصيغة التالية:
• tipAbsorbanceRange
• tipSampleMass
• tipSampleVolume
• tipStandardCurve
حاسبة حجم العينة لامتصاص BCA هي أداة متخصصة مصممة لمساعدة الباحثين وتقنيي المختبرات على تحديد حجم العينة المناسب للتجارب بدقة بناءً على نتائج اختبار BCA (حمض البيكينشونيك). تأخذ هذه الحاسبة قراءات الامتصاص من اختبار BCA وكتلة العينة المطلوبة لحساب الحجم الدقيق المطلوب لتحميل البروتين بشكل متسق في تطبيقات مثل نقل البروتين، واختبارات الإنزيم، وتقنيات تحليل البروتين الأخرى.
يُعتبر اختبار BCA واحدًا من أكثر الطرق استخدامًا لتحديد كمية البروتين في مختبرات الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي. من خلال قياس امتصاص عينات البروتين الخاصة بك ومقارنتها بمنحنى قياسي، يمكنك تحديد تركيز البروتين بدقة عالية. تعمل حاسبتنا على تبسيط هذه العملية من خلال تحويل قراءات الامتصاص تلقائيًا إلى أحجام عينات مطلوبة لتجاربك.
اختبار الحمض البيكينشونيك (BCA) هو اختبار كيميائي حيوي لتحديد التركيز الكلي للبروتين في محلول. يعتمد مبدأ هذا الاختبار على تكوين معقد Cu²⁺-بروتين في ظروف قلوية، يلي ذلك تقليل Cu²⁺ إلى Cu¹⁺. كمية التخفيف تتناسب مع البروتين الموجود. يشكل BCA معقدًا ملونًا بنفسجي مع Cu¹⁺ في البيئات القلوية، مما يوفر أساسًا لمراقبة تقليل النحاس بواسطة البروتينات.
تزداد شدة اللون البنفسجي بشكل متناسب مع تركيز البروتين، والذي يمكن قياسه باستخدام مقياس الطيف الضوئي عند حوالي 562 نانومتر. ثم تتم مقارنة قراءات الامتصاص بمنحنى قياسي لتحديد تركيز البروتين في العينات غير المعروفة.
الصيغة الأساسية لحساب حجم العينة من نتائج امتصاص BCA هي:
حيث:
يتم حساب تركيز البروتين من قراءة الامتصاص باستخدام معادلة منحنى قياسي:
بالنسبة لاختبار BCA القياسي، يكون الميل النموذجي حوالي 2.0، وغالبًا ما يكون المقطع قريبًا من الصفر، على الرغم من أن هذه القيم يمكن أن تتفاوت بناءً على ظروف الاختبار الخاصة بك ومنحنى القياس القياسي.
تعمل حاسبتنا على تبسيط عملية تحديد أحجام العينات من نتائج اختبار BCA. اتبع هذه الخطوات للحصول على حسابات دقيقة:
أدخل معلومات العينة:
اختر نوع منحنى القياس القياسي:
عرض النتائج:
نسخ أو تصدير النتائج:
دعنا نتناول مثالًا عمليًا:
هذا يعني أنه يجب عليك تحميل 13.33 ميكرولتر من عينتك للحصول على 20 ميكروغرام من البروتين.
توفر الحاسبة عدة معلومات مهمة:
تركيز البروتين: يتم حسابه من قراءة الامتصاص باستخدام منحنى القياس القياسي المحدد. يمثل كمية البروتين لكل وحدة حجم في عينتك (ميكروغرام/ميكرولتر).
حجم العينة: هو حجم عينتك الذي يحتوي على الكمية المطلوبة من البروتين. هذه القيمة هي ما ستستخدمه عند إعداد تجاربك.
تحذيرات وتوصيات: قد تقدم الحاسبة تحذيرات بشأن:
أحد التطبيقات الأكثر شيوعًا لهذه الحاسبة هو إعداد العينات لعمليات النقل. يعد تحميل البروتين بشكل متسق أمرًا حيويًا للحصول على نتائج موثوقة، وتضمن هذه الحاسبة تحميل نفس كمية البروتين لكل عينة، حتى عندما تختلف تركيزاتها.
سير العمل المثال:
بالنسبة لاختبارات الإنزيم، غالبًا ما يكون من الضروري استخدام كمية محددة من البروتين لتوحيد ظروف التفاعل عبر عينات أو تجارب مختلفة.
سير العمل المثال:
في تجارب الترسيب المناعي (IP)، من المهم البدء بكمية متسقة من البروتين لمقارنة النتائج عبر ظروف مختلفة.
سير العمل المثال:
أثناء تنقية البروتين، غالبًا ما يكون من الضروري تتبع تركيز البروتين وحساب العوائد في خطوات مختلفة.
سير العمل المثال:
بينما توفر الحاسبة معلمات افتراضية لاختبارات BCA القياسية، يمكنك أيضًا إدخال قيم مخصصة إذا كنت قد أنشأت منحنى قياسي خاص بك. هذا مفيد بشكل خاص عند:
لاستخدام منحنى قياسي مخصص:
تتيح لك الحاسبة إضافة عينات متعددة وحساب أحجامها في وقت واحد. هذا مفيد بشكل خاص عند إعداد عينات لتجارب تتطلب تحميل بروتين متسق عبر ظروف متعددة.
فوائد معالجة الدفعات:
إذا كانت قراءة الامتصاص لديك تتجاوز 2.0، فقد تكون خارج النطاق الخطي للاختبار BCA. في هذه الحالات:
بالنسبة لقراءات الامتصاص التي تقل عن 0.1، قد تكون بالقرب من حد الكشف للاختبار، مما قد يؤثر على الدقة. ضع في اعتبارك:
إذا اقترحت الحاسبة حجمًا كبيرًا جدًا لتطبيقك:
كانت الكمية الدقيقة للبروتين مطلبًا أساسيًا في الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي منذ ظهور هذه المجالات. اعتمدت الطرق المبكرة على تحديد محتوى النيتروجين، والتي كانت تستغرق وقتًا طويلاً وتتطلب معدات متخصصة.
طريقة كيلدال (1883): واحدة من أقدم الطرق لتحديد كمية البروتين، تعتمد على قياس محتوى النيتروجين.
اختبار البيوريت (أوائل القرن العشرين): تعتمد هذه الطريقة على تفاعل الروابط الببتيدية مع أيونات النحاس في محلول قلوي، مما ينتج لونًا بنفسجيًا.
اختبار لواري (1951): طوره أوليفر لواري، تجمع هذه الطريقة بين تفاعل البيوريت وكاشف فولين-سيكولتي، مما يزيد من الحساسية.
اختبار برادفورد (1976): طورت ماريون برادفورد هذه الطريقة باستخدام صبغة كواماسي برلينت الأزرق G-250، التي ترتبط بالبروتينات وتغير أقصى امتصاص.
اختبار BCA (1985): تم تطويره بواسطة بول سميث وزملائه في شركة بييرس الكيميائية، تم تصميم هذه الطريقة لتلبية قيود الطرق الموجودة، خاصةً التداخل من المواد الكيميائية المختلفة المستخدمة عادة في استخراج وتنقية البروتين.
كانت الابتكار الرئيسي هو استخدام الحمض البيكينشونيك لاكتشاف أيونات Cu¹⁺ الناتجة عن تقليل Cu²⁺ بواسطة البروتينات، مما يشكل معقدًا ملونًا بنفسجيًا يمكن قياسه طيفيًا. قدم هذا العديد من المزايا:
منذ تقديمه، أصبح اختبار BCA واحدًا من أكثر طرق تحديد كمية البروتين استخدامًا في مختبرات الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي في جميع أنحاء العالم.
1=IF(B2<=0,"خطأ: امتصاص غير صالح",IF(C2<=0,"خطأ: كتلة عينة غير صالحة",C2/(2*B2)))
2
3' حيث:
4' B2 تحتوي على قراءة الامتصاص
5' C2 تحتوي على الكتلة المطلوبة للعينة بالميكروغرام
6' ترجع الصيغة حجم العينة المطلوب بالميكرولترات
71import numpy as np
2import matplotlib.pyplot as plt
3
4def calculate_protein_concentration(absorbance, slope=2.0, intercept=0):
5 """حساب تركيز البروتين من الامتصاص باستخدام منحنى القياس القياسي."""
6 if absorbance < 0:
7 raise ValueError("لا يمكن أن يكون الامتصاص سالبًا")
8 return (slope * absorbance) + intercept
9
10def calculate_sample_volume(absorbance, sample_mass, slope=2.0, intercept=0):
11 """حساب حجم العينة المطلوب بناءً على الامتصاص وكتلة العينة المطلوبة."""
12 if sample_mass <= 0:
13 raise ValueError("يجب أن تكون كتلة العينة إيجابية")
14
15 protein_concentration = calculate_protein_concentration(absorbance, slope, intercept)
16
17 if protein_concentration <= 0:
18 raise ValueError("يجب أن يكون تركيز البروتين المحسوب إيجابيًا")
19
20 return sample_mass / protein_concentration
21
22# مثال للاستخدام
23absorbance = 0.75
24sample_mass = 20 # ميكروغرام
25slope = 2.0
26intercept = 0
27
28try:
29 volume = calculate_sample_volume(absorbance, sample_mass, slope, intercept)
30 print(f"بالنسبة لقراءة الامتصاص {absorbance} وكتلة البروتين المطلوبة {sample_mass} ميكروغرام:")
31 print(f"تركيز البروتين: {calculate_protein_concentration(absorbance, slope, intercept):.2f} ميكروغرام/ميكرولتر")
32 print(f"حجم العينة المطلوب: {volume:.2f} ميكرولتر")
33except ValueError as e:
34 print(f"خطأ: {e}")
351# وظيفة لحساب تركيز البروتين من الامتصاص
2calculate_protein_concentration <- function(absorbance, slope = 2.0, intercept = 0) {
3 if (absorbance < 0) {
4 stop("لا يمكن أن يكون الامتصاص سالبًا")
5 }
6 return((slope * absorbance) + intercept)
7}
8
9# وظيفة لحساب حجم العينة
10calculate_sample_volume <- function(absorbance, sample_mass, slope = 2.0, intercept = 0) {
11 if (sample_mass <= 0) {
12 stop("يجب أن تكون كتلة العينة إيجابية")
13 }
14
15 protein_concentration <- calculate_protein_concentration(absorbance, slope, intercept)
16
17 if (protein_concentration <= 0) {
18 stop("يجب أن يكون تركيز البروتين المحسوب إيجابيًا")
19 }
20
21 return(sample_mass / protein_concentration)
22}
23
24# مثال للاستخدام
25absorbance <- 0.75
26sample_mass <- 20 # ميكروغرام
27slope <- 2.0
28intercept <- 0
29
30tryCatch({
31 volume <- calculate_sample_volume(absorbance, sample_mass, slope, intercept)
32 protein_concentration <- calculate_protein_concentration(absorbance, slope, intercept)
33
34 cat(sprintf("بالنسبة لقراءة الامتصاص %.2f وكتلة البروتين المطلوبة %.2f ميكروغرام:\n", absorbance, sample_mass))
35 cat(sprintf("تركيز البروتين: %.2f ميكروغرام/ميكرولتر\n", protein_concentration))
36 cat(sprintf("حجم العينة المطلوب: %.2f ميكرولتر\n", volume))
37}, error = function(e) {
38 cat(sprintf("خطأ: %s\n", e$message))
39})
401function calculateProteinConcentration(absorbance, slope = 2.0, intercept = 0) {
2 if (absorbance < 0) {
3 throw new Error("لا يمكن أن يكون الامتصاص سالبًا");
4 }
5 return (slope * absorbance) + intercept;
6}
7
8function calculateSampleVolume(absorbance, sampleMass, slope = 2.0, intercept = 0) {
9 if (sampleMass <= 0) {
10 throw new Error("يجب أن تكون كتلة العينة إيجابية");
11 }
12
13 const proteinConcentration = calculateProteinConcentration(absorbance, slope, intercept);
14
15 if (proteinConcentration <= 0) {
16 throw new Error("يجب أن يكون تركيز البروتين المحسوب إيجابيًا");
17 }
18
19 return sampleMass / proteinConcentration;
20}
21
22// مثال للاستخدام
23try {
24 const absorbance = 0.75;
25 const sampleMass = 20; // ميكروغرام
26 const slope = 2.0;
27 const intercept = 0;
28
29 const proteinConcentration = calculateProteinConcentration(absorbance, slope, intercept);
30 const volume = calculateSampleVolume(absorbance, sampleMass, slope, intercept);
31
32 console.log(`بالنسبة لقراءة الامتصاص ${absorbance} وكتلة البروتين المطلوبة ${sampleMass} ميكروغرام:`);
33 console.log(`تركيز البروتين: ${proteinConcentration.toFixed(2)} ميكروغرام/ميكرولتر`);
34 console.log(`حجم العينة المطلوب: ${volume.toFixed(2)} ميكرولتر`);
35} catch (error) {
36 console.error(`خطأ: ${error.message}`);
37}
38عادةً ما تكون العلاقة بين الامتصاص وتركيز البروتين خطية ضمن نطاق معين. أدناه هو تصور لمنحنى BCA القياسي:
<text x="150" y="370">0.5</text>
<line x1="150" y1="350" x2="150" y2="355" stroke="#64748b"/>
<text x="250" y="370">1.0</text>
<line x1="250" y1="350" x2="250" y2="355" stroke="#64748b"/>
<text x="350" y="370">1.5</text>
<line x1="350" y1="350" x2="350" y2="355" stroke="#64748b"/>
<text x="450" y="370">2.0</text>
<line x1="450" y1="350" x2="450" y2="355" stroke="#64748b"/>
<text x="550" y="370">2.5</text>
<line x1="550" y1="350" x2="550" y2="355" stroke="#64748b"/>
<text x="45" y="300">1.0</text>
<line x1="45" y1="300" x2="50" y2="300" stroke="#64748b"/>
<text x="45" y="250">2.0</text>
<line x1="45" y1="250" x2="50" y2="250" stroke="#64748b"/>
<text x="45" y="200">3.0</text>
<line x1="45" y1="200" x2="50" y2="200" stroke="#64748b"/>
<text x="45" y="150">4.0</text>
<line x1="45" y1="150" x2="50" y2="150" stroke="#64748b"/>
<text x="45" y="100">5.0</text>
<line x1="45" y1="100" x2="50" y2="100" stroke="#64748b"/>
<text x="45" y="50">6.0</text>
<line x1="45" y1="50" x2="50" y2="50" stroke="#64748b"/>
تتمتع طرق تحديد كمية البروتين المختلفة بمزايا وقيود مختلفة. إليك كيف يقارن اختبار BCA مع الطرق الشائعة الأخرى:
| الطريقة | نطاق الحساسية | المزايا | القيود | الأفضل لـ |
|---|---|---|---|---|
| اختبار BCA | 5-2000 ميكروغرام/مل | • متوافق مع المنظفات • أقل تباين بين البروتينات • استقرار في تطوير اللون | • يتداخل مع عوامل الاختزال • يتأثر ببعض عوامل التChelation | • تحديد كمية البروتين بشكل عام • عينات تحتوي على منظفات |
| اختبار برادفورد | 1-1500 ميكروغرام/مل | • سريع (2-5 دقائق) • عدد قليل من المواد المتداخلة | • تباين عالي بين البروتينات • غير متوافق مع المنظفات | • قياسات سريعة • عينات خالية من المنظفات |
| طريقة لواري | 1-1500 ميكروغرام/مل | • موثوق بها • حساسية جيدة | • العديد من المواد المتداخلة • خطوات متعددة | • الاتساق التاريخي • عينات بروتين نقية |
| الامتصاص فوق البنفسجي (280 نانومتر) | 20-3000 ميكروغرام/مل | • غير مدمرة • سريعة جدًا • لا حاجة للمواد الكيميائية | • تتأثر بالأحماض النووية • تتطلب عينات نقية | • حلول بروتين نقية • فحوصات سريعة أثناء التنقية |
| الفلورية | 0.1-500 ميكروغرام/مل | • أعلى حساسية • نطاق ديناميكي واسع | • مواد كيميائية باهظة الثمن • تتطلب مقياس الفلورية | • عينات رقيقة جدًا • حجم عينة محدود |
يستخدم اختبار BCA (حمض البيكينشونيك) بشكل أساسي لتحديد تركيز البروتين الكلي في عينة. يُستخدم على نطاق واسع في الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الخلوي والجزيئي لتطبيقات مثل النقل، واختبارات الإنزيم، والترسيب المناعي، وتنقية البروتين.
يكون اختبار BCA عمومًا دقيقًا ضمن 5-10% عند إجرائه بشكل صحيح. تعتمد دقته على عدة عوامل بما في ذلك جودة منحنى القياس القياسي، وغياب المواد المتداخلة، وما إذا كانت تركيبة البروتين غير المعروفة مشابهة للبروتين القياسي المستخدم.
يمكن أن تتداخل العديد من المواد مع نتائج اختبار BCA، بما في ذلك:
الاختلافات الرئيسية هي:
إذا أظهرت الحاسبة حجم عينة كبير جدًا، فإن ذلك يشير عادةً إلى تركيز بروتين منخفض في عينتك. قد يكون ذلك بسبب:
فكر في تركيز عينتك أو ضبط تصميم تجربتك لاستيعاب تركيز البروتين المنخفض.
تُصمم هذه الحاسبة خصيصًا لنتائج اختبار BCA. بينما ينطبق المبدأ الأساسي (تحويل التركيز إلى حجم) على طرق أخرى، فإن العلاقة بين الامتصاص وتركيز البروتين تختلف بين الاختبارات المختلفة. بالنسبة لطرق أخرى مثل برادفورد أو لواري، ستحتاج إلى استخدام معلمات منحنى قياس مختلفة.
بالنسبة لقراءات الامتصاص التي تكون خارج النطاق الخطي (عادةً >2.0):
يُعتبر الألبومين البقري (BSA) هو المعيار الأكثر استخدامًا لاختبارات BCA لأنه:
ومع ذلك، إذا كانت عيناتك تحتوي على بروتين مهيمن يختلف بشكل كبير عن BSA، فكر في استخدام ذلك البروتين كمعيار للحصول على نتائج أكثر دقة.
يكون اللون البنفسجي الذي تم تطويره في تفاعل BCA مستقرًا لعدة ساعات عند درجة حرارة الغرفة ويمكن قياسه في أي وقت ضمن تلك الفترة. ومع ذلك، للحصول على أفضل النتائج، يُوصى بقياس جميع المعايير والعينات في نفس الوقت تقريبًا بعد تطوير اللون.
بينما من الممكن تقنيًا إعادة استخدام منحنى القياس القياسي، إلا أنه لا يُوصى بذلك للحصول على قياسات دقيقة. يمكن أن تؤثر التغيرات في المواد الكيميائية، وظروف الحضانة، ومعايرة الجهاز على العلاقة بين الامتصاص وتركيز البروتين. للحصول على نتائج موثوقة، قم بإنشاء منحنى قياسي جديد في كل مرة تقوم فيها بإجراء الاختبار.
سميث PK، كروهن RI، هيرمانسون GT، وآخرون. "قياس البروتين باستخدام الحمض البيكينشونيك." الكيمياء الحيوية التحليلية. 1985؛150(1):76-85. doi:10.1016/0003-2697(85)90442-7
ثيرمو ساينتيفيك. "مجموعة اختبار BCA للبروتين من بييرس." التعليمات. متاحة على: https://www.thermofisher.com/document-connect/document-connect.html?url=https%3A%2F%2Fassets.thermofisher.com%2FTFS-Assets%2FLSG%2Fmanuals%2FMAN0011430_Pierce_BCA_Protein_Asy_UG.pdf
ووكر JM. "اختبار الحمض البيكينشونيك (BCA) لتحديد كمية البروتين." في: ووكر JM، محرر. دليل بروتوكولات البروتين. سبرينغر؛ 2009:11-15. doi:10.1007/978-1-59745-198-7_3
أولسون BJ، ماركويل J. "اختبارات لتحديد كمية البروتين." بروتوكولات في علم البروتين. 2007؛الفصل 3:الوحدة 3.4. doi:10.1002/0471140864.ps0304s48
نوبل JE، بيلي MJ. "تحديد كمية البروتين." طرق في الإنزيمات. 2009؛463:73-95. doi:10.1016/S0076-6879(09)63008-1
الآن بعد أن فهمت المبادئ وراء تحديد كمية البروتين باستخدام اختبار BCA وحساب حجم العينة، جرب حاسبتنا لتبسيط سير العمل في مختبرك. ببساطة أدخل قراءات الامتصاص وكتلة العينة المطلوبة للحصول على حسابات حجم العينة الدقيقة والفورية.
سواء كنت تعد عينات لعمليات النقل، أو اختبارات الإنزيم، أو أي تجربة تعتمد على البروتين، ستساعدك حاسبتنا على ضمان نتائج متسقة وموثوقة. وفر الوقت، وقلل الأخطاء، وحسن قابلية تكرار تجاربك مع حاسبة حجم العينة لامتصاص BCA.
اكتشف المزيد من الأدوات التي قد تكون مفيدة لسير عملك