Calcula la concentració en cada pas d'una sèrie de dilucions introduint la concentració inicial, el factor de dilució i el nombre de dilucions. Essencial per a aplicacions en microbiologia, bioquímica i farmacèutica.
* Camps obligatoris
Una diluïció serial és una tècnica de dilució pas a pas àmpliament utilitzada en microbiologia, bioquímica, farmacologia i altres disciplines científiques per reduir la concentració d'una substància de manera sistemàtica. Aquesta calculadora de diluïció serial proporciona una eina senzilla però potent per a científics, investigadors, estudiants i tècnics de laboratori per calcular amb precisió la concentració a cada pas d'una sèrie de dilucions sense necessitat de càlculs manuals.
Les diluïcions serials són procediments de laboratori fonamentals on una mostra inicial es dilueix per un factor constant a través d'una sèrie de dilucions successives. Cada pas de dilució utilitza la dilució anterior com a material d'inici, creant una reducció sistemàtica en la concentració. Aquesta tècnica és essencial per preparar estàndards per a corbes de calibratge, crear concentracions treballables de cultius bacterians densos, preparar estudis de resposta a dosis en farmacologia i moltes altres aplicacions on es requereix un control precís de la concentració.
En una diluïció serial, una solució inicial amb una concentració coneguda (C₁) es dilueix per un factor de dilució específic (DF) per produir una nova solució amb una concentració més baixa (C₂). Aquest procés es repeteix diverses vegades, amb cada nova dilució utilitzant la dilució anterior com a punt de partida.
La relació matemàtica que governa les diluïcions serials és senzilla:
On:
Per a una sèrie de dilucions, la concentració en qualsevol pas (n) es pot calcular com:
On:
El factor de dilució representa quantes vegades més diluïda es torna una solució després de cada pas. Per exemple:
La nostra calculadora simplifica el procés de determinació de concentracions en una sèrie de dilucions. Seguiu aquests passos per utilitzar l'eina de manera efectiva:
La calculadora genera automàticament la concentració per a cada pas de la sèrie de dilucions, permetent-vos determinar ràpidament la concentració exacta en qualsevol moment del vostre protocol de dilució.
Si esteu realitzant diluicions serials en un entorn de laboratori, seguiu aquests passos:
Prepareu els vostres materials:
Etiqueteu tots els tubs clarament amb el factor de dilució i el número del pas
Afegiu diluent a tots els tubs excepte el primer:
Realitzeu la primera dilució:
Continueu la sèrie de dilucions:
Calculeu les concentracions finals utilitzant la calculadora de dilució serial
Les diluicions serials tenen nombroses aplicacions a través de disciplines científiques:
El tipus més comú on cada pas es dilueix pel mateix factor (p. ex., 1:2, 1:5, 1:10).
Un cas especial de dilució serial on el factor de dilució és 2, comunament utilitzat en microbiologia i farmacologia.
Utilitza factors de dilució que creen una escala logarítmica de concentracions, sovint utilitzada en estudis de resposta a dosis.
Involucra factors de dilució variats en diferents passos per aconseguir rangs de concentració específics.
Començant amb un cultiu bacterià a 10⁸ UFC/mL, creeu una sèrie de dilució 1:10 amb 6 passos.
Concentració inicial: 10⁸ UFC/mL
Factor de dilució: 10
Nombre de dilucions: 6
Resultats:
Creant una corba de resposta a dosis per a un fàrmac començant a 100 mg/mL amb una sèrie de dilució 1:2.
Concentració inicial: 100 mg/mL
Factor de dilució: 2
Nombre de dilucions: 5
Resultats:
1def calculate_serial_dilution(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions):
2 """
3 Calcular concentracions en una sèrie de dilució serial
4
5 Paràmetres:
6 initial_concentration (float): Concentració inicial
7 dilution_factor (float): Factor pel qual cada dilució redueix la concentració
8 num_dilutions (int): Nombre de passos de dilució a calcular
9
10 Retorns:
11 list: Llista de diccionaris que contenen el número del pas i la concentració
12 """
13 if initial_concentration <= 0 or dilution_factor <= 1 or num_dilutions < 1:
14 return []
15
16 dilution_series = []
17 current_concentration = initial_concentration
18
19 # Afegir la concentració inicial com a pas 0
20 dilution_series.append({
21 "step_number": 0,
22 "concentration": current_concentration
23 })
24
25 # Calcular cada pas de dilució
26 for i in range(1, num_dilutions + 1):
27 current_concentration = current_concentration / dilution_factor
28 dilution_series.append({
29 "step_number": i,
30 "concentration": current_concentration
31 })
32
33 return dilution_series
34
35# Exemple d'ús
36initial_conc = 100
37dilution_factor = 2
38num_dilutions = 5
39
40results = calculate_serial_dilution(initial_conc, dilution_factor, num_dilutions)
41for step in results:
42 print(f"Pas {step['step_number']}: {step['concentration']:.4f}")
431function calculateSerialDilution(initialConcentration, dilutionFactor, numDilutions) {
2 // Validar entrades
3 if (initialConcentration <= 0 || dilutionFactor <= 1 || numDilutions < 1) {
4 return [];
5 }
6
7 const dilutionSeries = [];
8 let currentConcentration = initialConcentration;
9
10 // Afegir la concentració inicial com a pas 0
11 dilutionSeries.push({
12 stepNumber: 0,
13 concentration: currentConcentration
14 });
15
16 // Calcular cada pas de dilució
17 for (let i = 1; i <= numDilutions; i++) {
18 currentConcentration = currentConcentration / dilutionFactor;
19 dilutionSeries.push({
20 stepNumber: i,
21 concentration: currentConcentration
22 });
23 }
24
25 return dilutionSeries;
26}
27
28// Exemple d'ús
29const initialConc = 100;
30const dilutionFactor = 2;
31const numDilutions = 5;
32
33const results = calculateSerialDilution(initialConc, dilutionFactor, numDilutions);
34results.forEach(step => {
35 console.log(`Pas ${step.stepNumber}: ${step.concentration.toFixed(4)}`);
36});
371A Excel, podeu calcular una sèrie de dilució serial utilitzant l'enfocament següent:
2
31. A la cel·la A1, introduïu "Pas"
42. A la cel·la B1, introduïu "Concentració"
53. A les cel·les A2 fins a A7, introduïu els números de pas 0 a 5
64. A la cel·la B2, introduïu la vostra concentració inicial (p. ex., 100)
75. A la cel·la B3, introduïu la fórmula =B2/factor_de_dilució (p. ex., =B2/2)
86. Copieu la fórmula cap avall fins a la cel·la B7
9
10Alternativament, podeu utilitzar aquesta fórmula a la cel·la B3 i copiar cap avall:
11=concentració_inicial/(factor_de_dilució^A3)
12
13Per exemple, si la vostra concentració inicial és 100 i el factor de dilució és 2:
14=100/(2^A3)
151calculate_serial_dilution <- function(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions) {
2 # Validar entrades
3 if (initial_concentration <= 0 || dilution_factor <= 1 || num_dilutions < 1) {
4 return(data.frame())
5 }
6
7 # Crear vectors per emmagatzemar resultats
8 step_numbers <- 0:num_dilutions
9 concentrations <- numeric(length(step_numbers))
10
11 # Calcular concentracions
12 for (i in 1:length(step_numbers)) {
13 step <- step_numbers[i]
14 concentrations[i] <- initial_concentration / (dilution_factor^step)
15 }
16
17 # Retornar com a data frame
18 return(data.frame(
19 step_number = step_numbers,
20 concentration = concentrations
21 ))
22}
23
24# Exemple d'ús
25initial_conc <- 100
26dilution_factor <- 2
27num_dilutions <- 5;
28
29results <- calculate_serial_dilution(initial_conc, dilution_factor, num_dilutions);
30print(results);
31
32# Opcional: crear un gràfic
33library(ggplot2);
34ggplot(results, aes(x = step_number, y = concentration)) +
35 geom_bar(stat = "identity", fill = "steelblue") +
36 labs(title = "Sèrie de Dilucció Serial",
37 x = "Pas de Dilució",
38 y = "Concentració") +
39 theme_minimal();
40Si bé la diluïció serial és una tècnica àmpliament utilitzada, hi ha situacions en què mètodes alternatius poden ser més apropiats:
En la diluïció paral·lela, cada dilució es fa directament a partir de la solució d'origen en lloc de la dilució anterior. Aquest mètode:
Per a aplicacions senzilles que requereixen només una única dilució, la diluïció directa (preparar la concentració final en un sol pas) és més ràpida i senzilla.
Aquest mètode utilitza el pes en lloc del volum per preparar dilucions, la qual cosa pot ser més precisa per a certes aplicacions, especialment amb solucions viscoses.
Els laboratoris moderns sovint utilitzen sistemes de manipulació de líquids automatitzats que poden realitzar dilucions precises amb una mínima intervenció humana, reduint errors i augmentant el rendiment.
Una diluïció serial és una tècnica de dilució pas a pas on una solució inicial es dilueix per un factor constant a través d'una sèrie de dilucions successives. Cada dilució utilitza la dilució anterior com a material d'inici, creant una reducció sistemàtica en la concentració.
La concentració en qualsevol pas (n) d'una diluïció serial es pot calcular utilitzant la fórmula: C_n = C_0 / (DF^n), on C_0 és la concentració inicial, DF és el factor de dilució, i n és el nombre de passos de dilució.
El factor de dilució indica quantes vegades més diluïda es torna una solució. Per exemple, un factor de dilució de 10 significa que la solució és 10 vegades més diluïda. La ràtio de dilució expressa la relació entre la solució original i el volum total. Per exemple, una ràtio de dilució 1:10 significa 1 part de solució original a 10 parts totals (1 part original + 9 parts de diluent).
Les diluicions serials són essencials en microbiologia per:
La precisió de les diluicions serials depèn de diversos factors:
Amb una bona tècnica de laboratori i equipament calibrat, les diluicions serials poden ser molt precises, normalment dins del 5-10% dels valors teòrics.
Si bé no hi ha un límit estricte, és generalment aconsellable mantenir el nombre de passos de dilució serial per sota de 8-10 per minimitzar errors acumulatius. Per a aplicacions que requereixen dilucions extremes, pot ser millor utilitzar un factor de dilució més gran en lloc de més passos.
Sí, podeu crear una sèrie de dilució personalitzada amb diferents factors de dilució en diferents passos. No obstant això, això fa que els càlculs siguin més complexos i augmenta el potencial d'errors. La nostra calculadora actualment admet un factor de dilució constant al llarg de la sèrie.
L'elecció del factor de dilució depèn de:
Els factors de dilució comuns inclouen 2 (per a graduacions fines), 5 (passos moderats) i 10 (reducció logarítmica).
El concepte de dilució s'ha utilitzat en ciència durant segles, però les tècniques sistemàtiques de dilució serial es van formalitzar a finals del segle XIX i principis del XX amb el desenvolupament de la microbiologia moderna.
Robert Koch, un dels fundadors de la bacteriologia moderna, va utilitzar tècniques de dilució a la dècada de 1880 per aïllar cultius bacterians purs. Els seus mètodes van establir les bases per a la microbiologia quantitativa i el desenvolupament de protocols de dilució estàndard.
A principis del segle XX, Max von Pettenkofer i els seus col·legues van perfeccionar les tècniques de dilució per a l'anàlisi d'aigua i aplicacions de salut pública. Aquests mètodes van evolucionar fins als protocols estàndard utilitzats en laboratoris moderns.
El desenvolupament de pipetes de micropipetatge precises a les dècades de 1960 i 1970 va revolucionar les tècniques de dilució de laboratori, permetent dilucions serials més precises i reproduïbles. Avui dia, els sistemes de manipulació de líquids automatitzats continuen millorant la precisió i l'eficiència dels procediments de dilució serial.
American Society for Microbiology. (2020). ASM Manual of Laboratory Methods. ASM Press.
World Health Organization. (2018). Laboratory Quality Management System: Handbook. WHO Press.
Doran, P. M. (2013). Bioprocess Engineering Principles (2nd ed.). Academic Press.
Madigan, M. T., Martinko, J. M., Bender, K. S., Buckley, D. H., & Stahl, D. A. (2018). Brock Biology of Microorganisms (15th ed.). Pearson.
Sambrook, J., & Russell, D. W. (2001). Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd ed.). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
United States Pharmacopeia. (2020). USP <1225> Validation of Compendial Procedures. United States Pharmacopeial Convention.
International Organization for Standardization. (2017). ISO 8655: Piston-operated volumetric apparatus. ISO.
Clinical and Laboratory Standards Institute. (2018). Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria That Grow Aerobically (11th ed.). CLSI document M07. Clinical and Laboratory Standards Institute.
Proveu la nostra Calculadora de Diluïció Serial avui per simplificar els vostres càlculs de laboratori i assegurar una sèrie de dilucions precises per al vostre treball científic!
Descobreix més eines que podrien ser útils per al teu flux de treball