Рассчитайте концентрацию ДНК по показаниям поглощения (A260) с настраиваемыми коэффициентами разведения. Необходимый инструмент для лабораторий молекулярной биологии и генетических исследований.
Концентрация ДНК рассчитывается по следующей формуле:
Калькулятор концентрации ДНК — это важный онлайн-инструмент, который помогает молекулярным биологам, генетикам и лабораторным техникам точно определять концентрацию ДНК по спектрофотометрическим данным. Этот бесплатный калькулятор использует стандартный метод A260 для преобразования измерений УФ-абсорбции в точные значения концентрации ДНК в нг/μL.
Измерение концентрации ДНК является основополагающей процедурой в лабораториях молекулярной биологии, служа критическим этапом контроля качества перед ПЦР, секвенированием, клонированием и другими молекулярными техниками. Наш калькулятор исключает ручные расчеты и снижает количество ошибок при определении как концентрации, так и общего количества ДНК в ваших образцах.
Расчет концентрации ДНК основывается на законе Бера-Ламберта, который гласит, что абсорбция раствора прямо пропорциональна концентрации поглощающего вещества в растворе и длине пути света через раствор. Для двуцепочечной ДНК абсорбция 1.0 при 260 нм (A260) в кювете с длиной пути 1 см соответствует концентрации примерно 50 нг/μL.
Концентрация ДНК рассчитывается по следующей формуле:
Где:
Общее количество ДНК в образце затем можно рассчитать по формуле:
Абсорбция при 260 нм (A260):
Коэффициент преобразования (50):
Коэффициент разбавления:
Объем:
Следуйте этому простому процессу, чтобы рассчитать концентрацию ДНК по вашим показаниям A260:
Измерение концентрации ДНК необходимо для множества приложений в молекулярной биологии и исследованиях:
Перед лигированием фрагментов ДНК в векторы знание точной концентрации позволяет исследователям рассчитать оптимальное соотношение вставки к вектору, максимизируя эффективность трансформации. Например, молярное соотношение 3:1 вставки к вектору часто дает наилучшие результаты, что требует точных измерений концентрации обоих компонентов.
ПЦР-реакции обычно требуют 1-10 нг шаблонной ДНК для оптимальной амплификации. Слишком мало ДНК может привести к неудаче амплификации, в то время как слишком много может ингибировать реакцию. Для количественной ПЦР (qPCR) требуется еще более точная количественная оценка ДНК, чтобы обеспечить точные стандартные кривые и надежную количественную оценку.
Протоколы подготовки библиотек NGS указывают точные количества входной ДНК, часто в диапазоне от 1 до 500 нг в зависимости от платформы и приложения. Точное измерение концентрации имеет решающее значение для успешной подготовки библиотек и сбалансированного представления образцов в многопоточных секвенирующих запусках.
При введении ДНК в эукариотические клетки оптимальное количество ДНК варьируется в зависимости от типа клеток и метода трансфекции. Обычно используется 0.5-5 мкг плазмидной ДНК на лунку в формате 6-луночной пластины, что требует точного измерения концентрации для стандартизации экспериментов.
В судебных приложениях образцы ДНК часто ограничены и ценны. Точная количественная оценка позволяет судебным экспертам определить, достаточно ли ДНК для профилирования, и стандартизировать количество ДНК, используемого в последующих анализах.
Рестрикционные ферменты имеют специфические единицы активности, определенные на мкг ДНК. Знание точной концентрации ДНК позволяет установить правильные соотношения фермента к ДНК, обеспечивая полное переваривание без звездной активности (неселективного разрезания).
Хотя УФ-спектрофотометрия является наиболее распространенным методом количественной оценки ДНК, существуют несколько альтернатив:
Флуорометрические методы:
Электрофорез в агарозном геле:
ПЦР в реальном времени:
Цифровая ПЦР:
Способность точно измерять концентрацию ДНК значительно развивалась вместе с достижениями в молекулярной биологии:
После открытия структуры ДНК Уотсоном и Криком в 1953 году ученые начали разрабатывать методы изоляции и количественной оценки ДНК. Ранние подходы основывались на колориметрических анализах, таких как реакция дифенилгидразина, которая производила синий цвет при реакции с дезоксирибозными сахарами в ДНК. Эти методы были относительно нечувствительными и подвержены помехам.
Применение УФ-спектрофотометрии для количественной оценки нуклеиновых кислот стало широко распространенным в 1970-х годах. Ученые обнаружили, что ДНК поглощает УФ-свет с максимумом при 260 нм, и что связь между абсорбцией и концентрацией была линейной в определенном диапазоне. Коэффициент преобразования 50 нг/μL для двуцепочечной ДНК при A260 = 1.0 был установлен в этот период.
Разработка специфических флуоресцентных красителей для ДНК в 1980-х и 1990-х годах произвела революцию в количественной оценке ДНК, особенно для разбавленных образцов. Красители Хоэшт и позже PicoGreen обеспечили гораздо более чувствительное обнаружение, чем было возможно с помощью спектрофотометрии. Эти методы стали особенно важными с появлением ПЦР, которая часто требовала точной количественной оценки малых количеств ДНК.
Введение микроволновых спектрофотометров, таких как NanoDrop, в начале 2000-х годов преобразовало рутинную количественную оценку ДНК, требуя всего 0.5-2 μL образца. Эта технология исключила необходимость в разбавлениях и кюветах, сделав процесс быстрее и удобнее.
Сегодня передовые методы, такие как цифровая ПЦР и секвенирование следующего поколения, еще больше расширили границы количественной оценки ДНК, позволяя проводить абсолютную количественную оценку специфических последовательностей и обнаружение отдельных молекул. Тем не менее, основной спектрофотометрический принцип, установленный десятилетия назад, остается основой рутинного измерения концентрации ДНК в лабораториях по всему миру.
Давайте рассмотрим несколько практических примеров расчетов концентрации ДНК:
Исследователь очистил плазмиду и получил следующие измерения:
Расчет:
После извлечения геномной ДНК из крови:
Расчет:
Протокол секвенирования требует точно 500 нг ДНК:
Необходимый объем = 500 ÷ 125 = 4 μL раствора ДНК
Вот примеры того, как рассчитать концентрацию ДНК на различных языках программирования:
1' Формула Excel для концентрации ДНК
2=A260*50*КоэффициентРазбавления
3
4' Формула Excel для общего количества ДНК в мкг
5=(A260*50*КоэффициентРазбавления*Объем)/1000
6
7' Пример в ячейке с A260=0.5, КоэффициентРазбавления=2, Объем=100
8=0.5*50*2*100/1000
9' Результат: 5 мкг
101def calculate_dna_concentration(absorbance, dilution_factor=1):
2 """
3 Рассчитать концентрацию ДНК в нг/μL
4
5 Параметры:
6 absorbance (float): Показание абсорбции при 260 нм
7 dilution_factor (float): Коэффициент разбавления образца
8
9 Возвращает:
10 float: Концентрация ДНК в нг/μL
11 """
12 return absorbance * 50 * dilution_factor
13
14def calculate_total_dna(concentration, volume_ul):
15 """
16 Рассчитать общее количество ДНК в мкг
17
18 Параметры:
19 concentration (float): Концентрация ДНК в нг/μL
20 volume_ul (float): Объем раствора ДНК в μL
21
22 Возвращает:
23 float: Общее количество ДНК в мкг
24 """
25 return (concentration * volume_ul) / 1000
26
27# Пример использования
28absorbance = 0.8
29dilution_factor = 5
30volume = 75
31
32concentration = calculate_dna_concentration(absorbance, dilution_factor)
33total_dna = calculate_total_dna(concentration, volume)
34
35print(f"Концентрация ДНК: {concentration:.2f} нг/μL")
36print(f"Общая ДНК: {total_dna:.2f} мкг")
37function calculateDNAConcentration(absorbance, dilutionFactor = 1) { // Возвращает концентрацию ДНК в нг/μL return absorbance * 50 * dilutionFactor; } function calculateTotalDNA(concentration, volumeUL) { // Возвращает общее количество ДНК в мкг return (concentration * volumeUL) / 1000; } // Пример использования const absorbance = 0.65; const dilutionFactor = 2; const volume = 100; const concentration = calculateDNAConcentration(absorbance, dilutionFactor); const totalDNA = calculateTotalDNA(concentration, volume); console.log(`Концентрация ДНК:
Откройте больше инструментов, которые могут быть полезны для вашего рабочего процесса