Vypočítejte koncentraci v každém kroku ředící série zadáním počáteční koncentrace, ředicího faktoru a počtu ředění. Nezbytné pro mikrobiologii, biochemii a farmaceutické aplikace.
* Povinná pole
Sériové ředění je kroková technika ředění, která se široce používá v mikrobiologii, biochemii, farmacii a dalších vědeckých oborech k systematickému snížení koncentrace látky. Tento kalkulátor sériového ředění poskytuje jednoduchý, ale výkonný nástroj pro vědce, výzkumníky, studenty a laboranty, aby přesně vypočítali koncentraci v každém kroku ředicí série bez nutnosti manuálních výpočtů.
Sériová ředění jsou základními laboratorními postupy, při nichž je počáteční vzorek ředěn konstantním faktorem prostřednictvím série po sobě jdoucích ředění. Každý krok ředění používá předchozí ředění jako svůj výchozí materiál, což vytváří systematické snížení koncentrace. Tato technika je zásadní pro přípravu standardů pro kalibrační křivky, vytváření pracovních koncentrací hustých bakteriálních kultur, přípravu studií dávkových odpovědí ve farmacii a mnoho dalších aplikací, kde je vyžadována přesná kontrola koncentrace.
Při sériovém ředění je počáteční roztok s známou koncentrací (C₁) ředěn specifickým ředicím faktorem (DF), aby se vytvořil nový roztok s nižší koncentrací (C₂). Tento proces se opakuje několikrát, přičemž každé nové ředění používá předchozí ředění jako svůj výchozí bod.
Matematický vztah, který řídí sériová ředění, je jednoduchý:
Kde:
Pro sérii ředění lze koncentraci v jakémkoli kroku (n) vypočítat jako:
Kde:
Ředicí faktor představuje, kolikrát je roztok po každém kroku ředěn. Například:
Náš kalkulátor zjednodušuje proces určování koncentrací v ředicí sérii. Postupujte podle těchto kroků pro efektivní použití nástroje:
Kalkulátor automaticky generuje koncentraci pro každý krok v ředicí sérii, což vám umožňuje rychle určit přesnou koncentraci v jakémkoli bodě vašeho ředicího protokolu.
Pokud provádíte sériová ředění v laboratorním prostředí, postupujte podle těchto kroků:
Připravte si materiály:
Jasně označte všechny zkumavky s ředicím faktorem a číslem kroku
Přidejte ředidlo do všech zkumavek kromě první:
Proveďte první ředění:
Pokračujte v ředicí sérii:
Vypočítejte konečné koncentrace pomocí kalkulátoru sériového ředění
Sériová ředění mají mnoho aplikací v různých vědeckých oborech:
Nejčastější typ, kde každý krok ředí stejným faktorem (např. 1:2, 1:5, 1:10).
Speciální případ sériového ředění, kde ředicí faktor je 2, běžně používané v mikrobiologii a farmacii.
Používá ředicí faktory, které vytvářejí logaritmickou škálu koncentrací, často používané ve studiích dávkových odpovědí.
Zahrnuje variabilní ředicí faktory v různých krocích k dosažení specifických rozsahů koncentrací.
Začínáme s bakteriální kulturou při 10⁸ CFU/mL, vytvořte 1:10 ředicí sérii s 6 kroky.
Počáteční koncentrace: 10⁸ CFU/mL Ředicí faktor: 10 Počet ředění: 6
Výsledky:
Vytváření křivky dávkových odpovědí pro lék začínající na 100 mg/mL s ředicí sérií 1:2.
Počáteční koncentrace: 100 mg/mL Ředicí faktor: 2 Počet ředění: 5
Výsledky:
1def calculate_serial_dilution(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions):
2 """
3 Vypočítat koncentrace v sériové ředicí sérii
4
5 Parametry:
6 initial_concentration (float): Počáteční koncentrace
7 dilution_factor (float): Faktor, kterým každé ředění snižuje koncentraci
8 num_dilutions (int): Počet kroků ředění k vypočítání
9
10 Vrátí:
11 list: Seznam slovníků obsahujících číslo kroku a koncentraci
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 # Přidat počáteční koncentraci jako krok 0
20 dilution_series.append({
21 "step_number": 0,
22 "concentration": current_concentration
23 })
24
25 # Vypočítat každé ředění
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# Příklad použití
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"Krok {step['step_number']}: {step['concentration']:.4f}")
431function calculateSerialDilution(initialConcentration, dilutionFactor, numDilutions) {
2 // Ověření vstupů
3 if (initialConcentration <= 0 || dilutionFactor <= 1 || numDilutions < 1) {
4 return [];
5 }
6
7 const dilutionSeries = [];
8 let currentConcentration = initialConcentration;
9
10 // Přidat počáteční koncentraci jako krok 0
11 dilutionSeries.push({
12 stepNumber: 0,
13 concentration: currentConcentration
14 });
15
16 // Vypočítat každé ředění
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// Příklad použití
29const initialConc = 100;
30const dilutionFactor = 2;
31const numDilutions = 5;
32
33const results = calculateSerialDilution(initialConc, dilutionFactor, numDilutions);
34results.forEach(step => {
35 console.log(`Krok ${step.stepNumber}: ${step.concentration.toFixed(4)}`);
36});
371V Excelu můžete vypočítat sériovou ředicí sérii pomocí následujícího postupu:
2
31. Do buňky A1 zadejte "Krok"
42. Do buňky B1 zadejte "Koncentrace"
53. Do buněk A2 až A7 zadejte čísla kroků 0 až 5
64. Do buňky B2 zadejte vaši počáteční koncentraci (např. 100)
75. Do buňky B3 zadejte vzorec =B2/dilution_factor (např. =B2/2)
86. Zkopírujte vzorec dolů do buňky B7
9
10Alternativně můžete použít tento vzorec v buňce B3 a zkopírovat dolů:
11=initial_concentration/(dilution_factor^A3)
12
13Například, pokud je vaše počáteční koncentrace 100 a ředicí faktor je 2:
14=100/(2^A3)
151calculate_serial_dilution <- function(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions) {
2 # Ověření vstupů
3 if (initial_concentration <= 0 || dilution_factor <= 1 || num_dilutions < 1) {
4 return(data.frame())
5 }
6
7 # Vytvoření vektorů pro uložení výsledků
8 step_numbers <- 0:num_dilutions
9 concentrations <- numeric(length(step_numbers))
10
11 # Vypočítat koncentrace
12 for (i in 1:length(step_numbers)) {
13 step <- step_numbers[i]
14 concentrations[i] <- initial_concentration / (dilution_factor^step)
15 }
16
17 # Vrátit jako datový rámec
18 return(data.frame(
19 step_number = step_numbers,
20 concentration = concentrations
21 ))
22}
23
24# Příklad použití
25initial_conc <- 100
26dilution_factor <- 2
27num_dilutions <- 5;
28
29results <- calculate_serial_dilution(initial_conc, dilution_factor, num_dilutions);
30print(results);
31
32# Volitelné: vytvoření grafu
33library(ggplot2);
34ggplot(results, aes(x = step_number, y = concentration)) +
35 geom_bar(stat = "identity", fill = "steelblue") +
36 labs(title = "Sériová ředicí série",
37 x = "Krok ředění",
38 y = "Koncentrace") +
39 theme_minimal();
40I když je sériové ředění široce používanou technikou, existují situace, kdy mohou být alternativní metody vhodnější:
Při paralelním ředění se každé ředění provádí přímo z původního zásobního roztoku, spíše než z předchozího ředění. Tato metoda:
Pro jednoduché aplikace, které vyžadují pouze jedno ředění, je přímé ředění rychlejší a jednodušší.
Tato metoda používá hmotnost namísto objemu k přípravě ředění, což může být přesnější pro určité aplikace, zejména u viskózních roztoků.
Moderní laboratoře často používají automatizované systémy pro manipulaci s kapalinami, které mohou provádět přesná ředění s minimálním lidským zásahem, čímž se snižují chyby a zvyšuje propustnost.
Sériové ředění je kroková technika ředění, při které je počáteční roztok ředěn konstantním faktorem prostřednictvím série po sobě jdoucích ředění. Každé ředění používá předchozí ředění jako svůj výchozí materiál, což vytváří systematické snížení koncentrace.
Koncentraci v jakémkoli kroku (n) v sériovém ředění lze vypočítat pomocí vzorce: C_n = C_0 / (DF^n), kde C_0 je počáteční koncentrace, DF je ředicí faktor a n je počet kroků ředění.
Ředicí faktor ukazuje, kolikrát je roztok ředěn. Například ředicí faktor 10 znamená, že roztok je 10krát ředěn. Ředicí poměr vyjadřuje vztah mezi původním roztokem a celkovým objemem. Například ředění 1:10 znamená 1 díl původního roztoku na 10 dílů celkového (1 díl původního + 9 dílů ředidla).
Sériová ředění jsou zásadní v mikrobiologii pro:
Přesnost sériových ředění závisí na několika faktorech:
Při dobré laboratorní technice a kalibrovaném vybavení mohou být sériová ředění vysoce přesná, obvykle v rozmezí 5-10% teoretických hodnot.
I když neexistuje přísný limit, obecně se doporučuje udržet počet kroků sériového ředění pod 8-10, aby se minimalizovaly kumulativní chyby. Pro aplikace vyžadující extrémní ředění může být lepší použít větší ředicí faktor místo více kroků.
Ano, můžete vytvořit vlastní ředicí sérii s různými ředicími faktory v různých krocích. Nicméně to činí výpočty složitějšími a zvyšuje potenciál pro chyby. Náš kalkulátor v současnosti podporuje konstantní ředicí faktor po celou sérii.
Volba ředicího faktoru závisí na:
Běžné ředicí faktory zahrnují 2 (pro jemné gradace), 5 (střední kroky) a 10 (logaritmické snížení).
Koncept ředění se používá ve vědě po staletí, ale systematické techniky sériového ředění se formalizovaly na konci 19. a začátku 20. století s rozvojem moderní mikrobiologie.
Robert Koch, jeden ze zakladatelů moderní bakteriologie, používal ředicí techniky v 80. letech 19. století k izolaci čistých bakteriálních kultur. Jeho metody položily základy kvantitativní mikrobiologie a vývoje standardizovaných ředicích protokolů.
Na začátku 20. století Max von Pettenkofer a jeho kolegové zdokonalili ředicí techniky pro analýzu vody a aplikace veřejného zdraví. Tyto metody se vyvinuly v standardizované protokoly používané v moderních laboratořích.
Vývoj přesných mikropipet v 60. a 70. letech 20. století revolucionalizoval laboratorní techniky ředění, což umožnilo přesnější a reprodukovatelné sériové ředění. Dnes automatizované systémy pro manipulaci s kapalinami pokračují ve zlepšování přesnosti a efektivity postupů sériového ředění.
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.
Vyzkoušejte náš kalkulátor sériového ředění ještě dnes, abyste zjednodušili své laboratorní výpočty a zajistili přesné ředicí série pro vaši vědeckou práci!
Objevte další nástroje, které by mohly být užitečné pro vaši pracovní postup.