Arvutage kontsentratsioon igas etapis lahjendusseeria jooksul, sisestades algkontsentratsiooni, lahjendusfaktori ja lahjenduste arvu. Hädavajalik mikrobioloogia, biokeemia ja farmaatsia rakendustes.
* Kohustuslikud väljad
Seriaalne lahjendus on samm-sammuline lahjendustehnika, mida kasutatakse laialdaselt mikrobioloogias, biokeemias, farmakoloogias ja teistes teaduslikes valdkondades, et vähendada aine kontsentratsiooni süsteemsel viisil. See seriaalne lahjendus kalkulaator pakub teadlastele, uurijatele, üliõpilastele ja laboritehnikutele lihtsat, kuid võimsat tööriista, et täpselt arvutada kontsentratsiooni igas lahjendussarjas ilma käsitsi arvutamist vajamata.
Seriaalne lahjendus on põhiline laboratoorne protseduur, kus algne proov lahjendatakse konstantse teguri abil järjestikuste lahjenduste kaudu. Iga lahjendusaste kasutab eelmist lahjendust oma algmaterjalina, luues süsteemse kontsentratsiooni vähenemise. See tehnika on hädavajalik standardite ettevalmistamiseks kalibreerimiskõverate jaoks, tiheda bakterikultuuri töötavate kontsentratsioonide loomiseks, farmakoloogias annuse-reaktsiooni uuringute ettevalmistamiseks ja paljude teiste rakenduste jaoks, kus on vajalik täpne kontsentratsiooni kontroll.
Seriaalses lahjenduses lahjendatakse algne lahus, millel on teadaolev kontsentratsioon (C₁), kindla lahjendusteguri (DF) abil, et toota uus lahus madalama kontsentratsiooniga (C₂). Seda protsessi korratakse mitu korda, iga uus lahjendus kasutab eelmist lahjendust oma algpunktina.
Seriaalsete lahjenduste matemaatiline seos on lihtne:
Kus:
Lahjenduste seeria igas etapis (n) saab kontsentratsiooni arvutada järgmiselt:
Kus:
Lahjendustegur näitab, kui palju lahus lahjendatakse igas etapis. Näiteks:
Meie kalkulaator lihtsustab lahjendussarja kontsentratsioonide määramise protsessi. Järgige neid samme, et tööriista tõhusalt kasutada:
Kalkulaator genereerib automaatselt kontsentratsiooni iga lahjendusetapi jaoks, võimaldades teil kiiresti määrata täpse kontsentratsiooni igas punktis teie lahjenduse protokollis.
Kui teete laboratoorses keskkonnas seriaalset lahjendust, järgige neid samme:
Valmistage oma materjalid:
Märgistage kõik torud selgelt lahjendusteguri ja etapi numbri järgi
Lisage lahjendajat kõigisse torudesse, välja arvatud esimesse:
Tehke esimene lahjendus:
Jätkake lahjendussarja:
Arvutage lõplikud kontsentratsioonid kasutades seriaalset lahjendus kalkulaatorit
Seriaalsed lahjendused omavad arvukalt rakendusi teaduslikes valdkondades:
Kõige levinum tüüp, kus iga samm lahjendab sama teguriga (nt 1:2, 1:5, 1:10).
Eri juhtum seriaalsetest lahjendustest, kus lahjendustegur on 2, mida kasutatakse sageli mikrobioloogias ja farmakoloogias.
Kasutab lahjendustegureid, mis loovad kontsentratsioonide logaritmilise skaala, mida kasutatakse sageli annuse-reaktsiooni uuringutes.
Hõlmab erinevate lahjendustegurite kasutamist erinevates etappides, et saavutada spetsiifilised kontsentratsioonivahemikud.
Alustades bakterikultuuriga, mille kontsentratsioon on 10⁸ CFU/mL, luua 1:10 lahjendusseeria 6 sammuga.
Algne kontsentratsioon: 10⁸ CFU/mL
Lahjendustegur: 10
Lahjenduste arv: 6
Tulemused:
Luua annuse-reaktsiooni kõver ravimiga, alustades 100 mg/mL lahjendusest, kasutades 1:2 lahjendusseeriat.
Algne kontsentratsioon: 100 mg/mL
Lahjendustegur: 2
Lahjenduste arv: 5
Tulemused:
1def calculate_serial_dilution(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions):
2 """
3 Arvuta kontsentratsioonid seriaalsete lahjenduste seerias
4
5 Parameetrid:
6 initial_concentration (float): Algne kontsentratsioon
7 dilution_factor (float): Tegur, millega iga lahjendus vähendab kontsentratsiooni
8 num_dilutions (int): Lahjendusetappide arv, mida arvutada
9
10 Tagastab:
11 list: Sõnastike loend, mis sisaldab etapi numbrit ja kontsentratsiooni
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 # Lisa algne kontsentratsioon etapiks 0
20 dilution_series.append({
21 "step_number": 0,
22 "concentration": current_concentration
23 })
24
25 # Arvuta iga lahjendusetapp
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# Näide kasutamisest
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"Samm {step['step_number']}: {step['concentration']:.4f}")
431function calculateSerialDilution(initialConcentration, dilutionFactor, numDilutions) {
2 // Kontrolli sisendeid
3 if (initialConcentration <= 0 || dilutionFactor <= 1 || numDilutions < 1) {
4 return [];
5 }
6
7 const dilutionSeries = [];
8 let currentConcentration = initialConcentration;
9
10 // Lisa algne kontsentratsioon etapiks 0
11 dilutionSeries.push({
12 stepNumber: 0,
13 concentration: currentConcentration
14 });
15
16 // Arvuta iga lahjendusetapp
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// Näide kasutamisest
29const initialConc = 100;
30const dilutionFactor = 2;
31const numDilutions = 5;
32
33const results = calculateSerialDilution(initialConc, dilutionFactor, numDilutions);
34results.forEach(step => {
35 console.log(`Samm ${step.stepNumber}: ${step.concentration.toFixed(4)}`);
36});
371Excelis saate seriaalsete lahjenduste seeria arvutada järgmise lähenemisviisi abil:
2
31. Rakendage lahtrisse A1 "Samm"
42. Rakendage lahtrisse B1 "Kontsentratsioon"
53. Lahtritesse A2 kuni A7 sisestage sammude numbrid 0 kuni 5
64. Lahtrisse B2 sisestage oma algne kontsentratsioon (nt 100)
75. Lahtrisse B3 sisestage valem =B2/lahjendustegur (nt =B2/2)
86. Kopeerige valem alla lahtrisse B7
9
10Alternatiivselt võite kasutada seda valemit lahtris B3 ja kopeerida alla:
11=algne_kontsentratsioon/(lahjendustegur^A3)
12
13Näiteks, kui teie algne kontsentratsioon on 100 ja lahjendustegur on 2:
14=100/(2^A3)
151calculate_serial_dilution <- function(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions) {
2 # Kontrolli sisendeid
3 if (initial_concentration <= 0 || dilution_factor <= 1 || num_dilutions < 1) {
4 return(data.frame())
5 }
6
7 # Looge tulemuste salvestamiseks vektorid
8 step_numbers <- 0:num_dilutions
9 concentrations <- numeric(length(step_numbers))
10
11 # Arvutage kontsentratsioonid
12 for (i in 1:length(step_numbers)) {
13 step <- step_numbers[i]
14 concentrations[i] <- initial_concentration / (dilution_factor^step)
15 }
16
17 # Tagastage andmeraam
18 return(data.frame(
19 step_number = step_numbers,
20 concentration = concentrations
21 ))
22}
23
24# Näide kasutamisest
25initial_conc <- 100
26dilution_factor <- 2
27num_dilutions <- 5
28
29results <- calculate_serial_dilution(initial_conc, dilution_factor, num_dilutions)
30print(results)
31
32# Valikuline: looge diagramm
33library(ggplot2)
34ggplot(results, aes(x = step_number, y = concentration)) +
35 geom_bar(stat = "identity", fill = "steelblue") +
36 labs(title = "Seriaalne Lahjenduste Seeria",
37 x = "Lahjenduse Samm",
38 y = "Kontsentratsioon") +
39 theme_minimal()
40Kuigi seriaalne lahjendus on laialdaselt kasutatav tehnika, on olukordi, kus alternatiivsed meetodid võivad olla sobivamad:
Paralleelses lahjenduses tehakse iga lahjendus otse algse varu lahusest, mitte eelmisest lahjendusest. See meetod:
Lihtsate rakenduste jaoks, kus on vajalik ainult üks lahjendus, on otsene lahjendus kiirem ja lihtsam.
See meetod kasutab lahjenduste ettevalmistamiseks kaalu, mitte mahtu, mis võib olla teatud rakenduste puhul täpsem, eriti viskoossete lahuste puhul.
Kaasaegsetes laborites kasutatakse sageli automatiseeritud vedelikuhandlussüsteeme, mis suudavad teostada täpseid lahjendusi minimaalse inimsekkumisega, vähendades vigu ja suurendades tootlikkust.
Seriaalne lahjendus on samm-sammuline lahjendustehnika, kus algne lahus lahjendatakse konstantse teguri abil järjestikuste lahjenduste kaudu. Iga lahjendus kasutab eelmist lahjendust oma algmaterjalina, luues süsteemse kontsentratsiooni vähenemise.
Kontsentratsiooni igas etapis (n) seriaalses lahjenduses saab arvutada valemi abil: C_n = C_0 / (DF^n), kus C_0 on algne kontsentratsioon, DF on lahjendustegur ja n on lahjenduste arv.
Lahjendustegur näitab, kui palju lahus lahjendatakse. Näiteks lahjendustegur 10 tähendab, et lahus on 10 korda lahjem. Lahjendussuhe väljendab algse lahuse ja kogu mahu vahelist suhet. Näiteks 1:10 lahjendussuhte puhul on 1 osa algset lahust ja 10 osa kokku (1 osa algset + 9 osa lahjendajat).
Seriaalsed lahjendused on mikrobioloogias hädavajalikud:
Seriaalsete lahjenduste täpsus sõltub mitmest tegurist:
Hea laboritehnika ja kalibreeritud seadmete korral võivad seriaalsed lahjendused olla väga täpsed, tavaliselt 5-10% teoreetilistest väärtustest.
Kuigi ranget piiri pole, on soovitatav hoida seriaalsete lahjenduste etappide arv alla 8-10, et vähendada kumulatiivseid vigu. Rakendustes, mis nõuavad äärmuslikke lahjendusi, võib olla parem kasutada suuremat lahjendustegurit, mitte rohkem etappe.
Jah, saate luua kohandatud lahjendusseeria, kus erinevates etappides kasutatakse erinevaid lahjendustegureid. Siiski muudab see arvutused keerulisemaks ja suurendab vigade tekkimise võimalust. Meie kalkulaator toetab praegu konstantse lahjendusteguri kasutamist kogu seeria vältel.
Lahjendusteguri valik sõltub:
Levinud lahjendustegurid hõlmavad 2 (peenete astmete jaoks), 5 (mõõdukate sammude jaoks) ja 10 (logaritmilise vähenemise jaoks).
Lahjenduse mõistet on teaduses kasutatud sajandeid, kuid süsteemsed seriaalsete lahjenduste tehnikad said formaliseeritud 19. ja 20. sajandi alguses koos kaasaegse mikrobioloogia arenguga.
Robert Koch, üks kaasaegse bakteroloogia rajajatest, kasutas lahjendusmeetodeid 1880. aastatel puhaste bakterikultuuride isoleerimiseks. Tema meetodid panid aluse kvantitatiivsele mikrobioloogiale ja standardsete lahjendusprotseduuride väljatöötamisele.
Täpse mikropipetiga arendamine 1960. ja 1970. aastatel revolutsiooniliselt laboratoorsed lahjendustehnikad, võimaldades täpsemaid ja korduvamaid seriaalseid lahjendusi. Täna jätkavad automatiseeritud vedelikuhandlussüsteemid seriaalsete lahjenduste protseduuride täpsuse ja efektiivsuse parandamist.
American Society for Microbiology. (2020). ASM Manual of Laboratory Methods. ASM Press.
Maailma Terviseorganisatsioon. (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.
Ameerika Ühendriikide Farmakopeia. (2020). USP <1225> Validation of Compendial Procedures. United States Pharmacopeial Convention.
Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon. (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.
Proovige meie Seriaalset Lahjendus Kalkulaatorit täna, et lihtsustada oma laboratoorseid arvutusi ja tagada täpsed lahjendussarjad teie teaduslikus töös!
Avasta rohkem tööriistu, mis võivad olla kasulikud teie töövoos