Kira kepekatan pada setiap langkah dalam siri pengenceran dengan memasukkan kepekatan awal, faktor pengenceran, dan bilangan pengenceran. Penting untuk mikrobiologi, biokimia, dan aplikasi farmaseutikal.
* Medan yang diperlukan
Dilusi serial adalah teknik pengenceran bertahap yang banyak digunakan dalam mikrobiologi, biokimia, farmakologi, dan disiplin sains lain untuk mengurangkan kepekatan suatu bahan secara sistematik. Pengira dilusi serial ini menyediakan alat yang mudah tetapi berkuasa untuk para saintis, penyelidik, pelajar, dan teknisi makmal untuk mengira kepekatan pada setiap langkah siri pengenceran dengan tepat tanpa perlu pengiraan manual.
Dilusi serial adalah prosedur makmal asas di mana sampel awal dicairkan dengan faktor pengenceran yang tetap melalui siri pengenceran berturutan. Setiap langkah pengenceran menggunakan pengenceran sebelumnya sebagai bahan permulaan, mencipta pengurangan kepekatan yang sistematik. Teknik ini penting untuk menyediakan standard bagi lengkung kalibrasi, mencipta kepekatan kerja bagi kultur bakteria yang padat, menyediakan kajian tindak balas dos dalam farmakologi, dan banyak aplikasi lain di mana kawalan kepekatan yang tepat diperlukan.
Dalam dilusi serial, larutan awal dengan kepekatan yang diketahui (C₁) dicairkan dengan faktor pengenceran tertentu (DF) untuk menghasilkan larutan baru dengan kepekatan yang lebih rendah (C₂). Proses ini diulang beberapa kali, dengan setiap pengenceran baru menggunakan pengenceran sebelumnya sebagai titik permulaan.
Hubungan matematik yang mengawal dilusi serial adalah mudah:
Di mana:
Untuk siri pengenceran, kepekatan pada mana-mana langkah (n) boleh dikira sebagai:
Di mana:
Faktor pengenceran mewakili berapa kali lebih cair larutan selepas setiap langkah. Sebagai contoh:
Pengira kami memudahkan proses menentukan kepekatan dalam siri pengenceran. Ikuti langkah-langkah ini untuk menggunakan alat dengan berkesan:
Pengira secara automatik menghasilkan kepekatan untuk setiap langkah dalam siri pengenceran, membolehkan anda dengan cepat menentukan kepekatan tepat pada mana-mana titik dalam protokol pengenceran anda.
Jika anda melakukan dilusi serial dalam tetapan makmal, ikuti langkah-langkah ini:
Sediakan bahan anda:
Label semua tiub dengan jelas dengan faktor pengenceran dan nombor langkah
Tambahkan pengencer ke semua tiub kecuali yang pertama:
Lakukan pengenceran pertama:
Teruskan siri pengenceran:
Kira kepekatan akhir menggunakan pengira dilusi serial
Dilusi serial mempunyai banyak aplikasi di seluruh disiplin sains:
Jenis yang paling biasa di mana setiap langkah dicairkan dengan faktor yang sama (contohnya, 1:2, 1:5, 1:10).
Kes khas dilusi serial di mana faktor pengenceran adalah 2, biasanya digunakan dalam mikrobiologi dan farmakologi.
Menggunakan faktor pengenceran yang mencipta skala kepekatan logaritma, sering digunakan dalam kajian tindak balas dos.
Melibatkan faktor pengenceran yang berbeza pada langkah-langkah yang berbeza untuk mencapai julat kepekatan tertentu.
Bermula dengan kultur bakteria pada 10⁸ CFU/mL, buat siri pengenceran 1:10 dengan 6 langkah.
Kepekatan awal: 10⁸ CFU/mL
Faktor pengenceran: 10
Bilangan pengenceran: 6
Keputusan:
Mencipta lengkung tindak balas dos untuk ubat bermula pada 100 mg/mL dengan siri pengenceran 1:2.
Kepekatan awal: 100 mg/mL
Faktor pengenceran: 2
Bilangan pengenceran: 5
Keputusan:
1def calculate_serial_dilution(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions):
2 """
3 Kira kepekatan dalam siri pengenceran serial
4
5 Parameter:
6 initial_concentration (float): Kepekatan permulaan
7 dilution_factor (float): Faktor di mana setiap pengenceran mengurangkan kepekatan
8 num_dilutions (int): Bilangan langkah pengenceran untuk dikira
9
10 Kembali:
11 list: Senarai kamus yang mengandungi nombor langkah dan kepekatan
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 # Tambah kepekatan awal sebagai langkah 0
20 dilution_series.append({
21 "step_number": 0,
22 "concentration": current_concentration
23 })
24
25 # Kira setiap langkah pengenceran
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# Contoh penggunaan
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"Langkah {step['step_number']}: {step['concentration']:.4f}")
431function calculateSerialDilution(initialConcentration, dilutionFactor, numDilutions) {
2 // Validasi input
3 if (initialConcentration <= 0 || dilutionFactor <= 1 || numDilutions < 1) {
4 return [];
5 }
6
7 const dilutionSeries = [];
8 let currentConcentration = initialConcentration;
9
10 // Tambah kepekatan awal sebagai langkah 0
11 dilutionSeries.push({
12 stepNumber: 0,
13 concentration: currentConcentration
14 });
15
16 // Kira setiap langkah pengenceran
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// Contoh penggunaan
29const initialConc = 100;
30const dilutionFactor = 2;
31const numDilutions = 5;
32
33const results = calculateSerialDilution(initialConc, dilutionFactor, numDilutions);
34results.forEach(step => {
35 console.log(`Langkah ${step.stepNumber}: ${step.concentration.toFixed(4)}`);
36});
371Dalam Excel, anda boleh mengira siri pengenceran dengan pendekatan berikut:
2
31. Dalam sel A1, masukkan "Langkah"
42. Dalam sel B1, masukkan "Kepekatan"
53. Dalam sel A2 hingga A7, masukkan nombor langkah 0 hingga 5
64. Dalam sel B2, masukkan kepekatan awal anda (contohnya, 100)
75. Dalam sel B3, masukkan formula =B2/faktor_pengenceran (contohnya, =B2/2)
86. Salin formula ke bawah hingga sel B7
9
10Sebagai alternatif, anda boleh menggunakan formula ini dalam sel B3 dan menyalin ke bawah:
11=kepekatan_awal/(faktor_pengenceran^A3)
12
13Sebagai contoh, jika kepekatan awal anda adalah 100 dan faktor pengenceran adalah 2:
14=100/(2^A3)
151calculate_serial_dilution <- function(initial_concentration, dilution_factor, num_dilutions) {
2 # Validasi input
3 if (initial_concentration <= 0 || dilution_factor <= 1 || num_dilutions < 1) {
4 return(data.frame())
5 }
6
7 # Cipta vektor untuk menyimpan keputusan
8 step_numbers <- 0:num_dilutions
9 concentrations <- numeric(length(step_numbers))
10
11 # Kira kepekatan
12 for (i in 1:length(step_numbers)) {
13 step <- step_numbers[i]
14 concentrations[i] <- initial_concentration / (dilution_factor^step)
15 }
16
17 # Kembali sebagai data frame
18 return(data.frame(
19 step_number = step_numbers,
20 concentration = concentrations
21 ))
22}
23
24# Contoh penggunaan
25initial_conc <- 100
26dilution_factor <- 2
27num_dilutions <- 5;
28
29results <- calculate_serial_dilution(initial_conc, dilution_factor, num_dilutions);
30print(results);
31
32# Pilihan: buat plot
33library(ggplot2);
34ggplot(results, aes(x = step_number, y = concentration)) +
35 geom_bar(stat = "identity", fill = "steelblue") +
36 labs(title = "Siri Pengenceran Serial",
37 x = "Langkah Pengenceran",
38 y = "Kepekatan") +
39 theme_minimal();
40Walaupun dilusi serial adalah teknik yang banyak digunakan, terdapat situasi di mana kaedah alternatif mungkin lebih sesuai:
Dalam pengenceran paralel, setiap pengenceran dibuat secara langsung dari larutan stok asal dan bukannya dari pengenceran sebelumnya. Kaedah ini:
Untuk aplikasi mudah yang memerlukan hanya satu pengenceran, pengenceran langsung (menyediakan kepekatan akhir dalam satu langkah) adalah lebih cepat dan lebih mudah.
Kaedah ini menggunakan berat dan bukannya volume untuk menyediakan pengenceran, yang boleh lebih tepat untuk aplikasi tertentu, terutamanya dengan larutan yang likat.
Makmal moden sering menggunakan sistem pengendalian cecair automatik yang boleh melakukan pengenceran tepat dengan sedikit campur tangan manusia, mengurangkan kesalahan dan meningkatkan kelajuan.
Dilusi serial adalah teknik pengenceran bertahap di mana larutan awal dicairkan dengan faktor yang tetap melalui siri pengenceran berturutan. Setiap pengenceran menggunakan pengenceran sebelumnya sebagai bahan permulaan, mencipta pengurangan kepekatan yang sistematik.
Kepekatan pada mana-mana langkah (n) dalam dilusi serial boleh dikira menggunakan formula: C_n = C_0 / (DF^n), di mana C_0 adalah kepekatan awal, DF adalah faktor pengenceran, dan n adalah bilangan langkah pengenceran.
Faktor pengenceran menunjukkan berapa kali lebih cair larutan menjadi. Sebagai contoh, faktor pengenceran 10 bermakna larutan adalah 10 kali lebih cair. Nisbah pengenceran menyatakan hubungan antara larutan asal dan jumlah keseluruhan. Sebagai contoh, nisbah pengenceran 1:10 bermakna 1 bahagian larutan asal kepada 10 bahagian keseluruhan (1 bahagian asal + 9 bahagian pengencer).
Dilusi serial adalah penting dalam mikrobiologi untuk:
Ketepatan dilusi serial bergantung kepada beberapa faktor:
Dengan teknik makmal yang baik dan peralatan yang dikalibrasi, dilusi serial boleh menjadi sangat tepat, biasanya dalam 5-10% daripada nilai teoritis.
Walaupun tiada had ketat, biasanya disarankan untuk mengekalkan bilangan langkah pengenceran serial di bawah 8-10 untuk meminimumkan kesalahan kumulatif. Untuk aplikasi yang memerlukan pengenceran yang ekstrem, mungkin lebih baik menggunakan faktor pengenceran yang lebih besar daripada lebih banyak langkah.
Ya, anda boleh mencipta siri pengenceran kustom dengan faktor pengenceran yang berbeza pada langkah-langkah yang berbeza. Walau bagaimanapun, ini menjadikan pengiraan lebih kompleks dan meningkatkan potensi untuk kesalahan. Pengira kami kini menyokong faktor pengenceran yang tetap sepanjang siri.
Pemilihan faktor pengenceran bergantung kepada:
Faktor pengenceran yang biasa termasuk 2 (untuk pengurangan halus), 5 (langkah sederhana), dan 10 (pengurangan logaritma).
Konsep pengenceran telah digunakan dalam sains selama berabad-abad, tetapi teknik pengenceran serial sistematik menjadi formal pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20 dengan perkembangan mikrobiologi moden.
Robert Koch, salah satu pengasas bakterilogi moden, menggunakan teknik pengenceran pada tahun 1880-an untuk mengasingkan kultur bakteria tulen. Kaedahnya meletakkan asas bagi mikrobiologi kuantitatif dan pembangunan prosedur pengenceran yang standard.
Pada awal abad ke-20, Max von Pettenkofer dan rakan-rakannya memperhalusi teknik pengenceran untuk analisis air dan aplikasi kesihatan awam. Kaedah ini berkembang menjadi protokol standard yang digunakan di makmal moden.
Pembangunan pipet mikro yang tepat pada tahun 1960-an dan 1970-an merevolusikan teknik pengenceran makmal, membolehkan pengenceran serial yang lebih tepat dan boleh diulang. Hari ini, sistem pengendalian cecair automatik terus meningkatkan ketepatan dan kecekapan prosedur pengenceran 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.
Cuba Pengira Dilusi Serial kami hari ini untuk memudahkan pengiraan makmal anda dan memastikan siri pengenceran yang tepat untuk kerja saintifik anda!
Temui lebih banyak alat yang mungkin berguna untuk aliran kerja anda