生化計算器

生化計算要點 — 分子量、質量⇄摩爾換算、A260 濃度測定、C1V1 稀釋、拷貝數、蛋白質消光係數、緩衝液配方與單位換算。全部在瀏覽器本地完成 — 無上傳、無服務器、無追蹤。另見:序列分析 | 遺傳學計算器。

輸入 DNA/RNA 序列、蛋白質序列(單字母碼)或化學式來計算分子量。

參考文獻:分子量基於標準核酸苷酸和胺基酸質量(無水,天然同位素丰度)。OD260 換算係數取自常用慣例(dsDNA 50 µg/mL,ssDNA 33,RNA 40)。消光係數採用 Edelhoch 法(Gill & von Hippel,1989):Trp 5690、Tyr 1280、Cys(二硫鍵)120 M⁻¹cm⁻¹。
什麼是摩爾 — 為什麼它主宰本頁每個面板?

分子生物學總是換著戲服問同一個問題:我手上有多少個分子?克是天平的語言,摩爾是分子的語言,而兩者之間的翻譯字典只有一行:分子量。得到分子量後,每一次稱重都能變成分子計數。本頁所有面板都是這個想法的變奏。

記住這個數:1 µg 的 1000 bp 雙鏈 DNA 約含 9.1×10¹¹ 個分子。這不是筆誤——在分子尺度上,你移取的量大得驚人,這正是質量、濃度與拷貝數之間換算如此重要的原因。
質量、摩爾與摩爾濃度

質量⇄摩爾面板用克除以 g/mol 得到摩爾,再用摩爾除以升數得到摩爾濃度。算例:50 kDa 蛋白 1 mg 即 1×10−3 g ÷ 50,000 g/mol = 2×10−8 mol = 20 nmol;溶於 1 mL 即 20 µM 溶液。基因組 DNA 常以微克計,寡核苷酸和質粒製備則常以 pmol 計,單位換算面板可在這些前綴之間來回換算。

OD260:不用稱重測濃度

核酸在 260 nm 吸收紫外光,吸收量與濃度成正比。dsDNA 的經驗值:1 個 OD 單位 ≈ 50 µg/mL。所以分光光度計讀一次數,不用天平就能得到濃度。本頁的換算面板把這個慣例做成了公式,還附上 A260/A280 純度比 — 約 1.8 提示純 DNA,偏低提示蛋白質汙染,偏高提示 RNA 汙染。

稀釋:C₁V₁ = C₂V₂

稀釋公式只是溶質守恆:取出的摩爾數等於最終溶液裡的摩爾數。濃度除以體積 — 其餘是代數。留空一個欄位,面板就解出它。

複製數與消光係數

因為一個質粒的每個複製都有相同的分子量,質量除以分子量再乘以阿伏伽德羅常數就得到複製數 — 這是 qPCR 標準曲線的日常。蛋白質一側,280 nm 處的吸收幾乎全部來自 Trp 和 Tyr 殘基,數一數序列裡各有多少個,就能預算出消光係數 — 本頁的消光係數面板正是這麼做的。

常見誤解
  • “OD 1 是精確常數。”不對。50/40/33 µg/mL 的換算係數是長聚合物的經驗平均值;鹼基組成、鹽濃度,尤其是短寡核苷酸,都會使它們偏移。
  • “每個鹼基對 660 Da 是自然定律。”這只是方便的平均值——富含 AT 和富含 GC 的 DNA 略有差異,鹽條件也有影響。兩位以上有效數字不要輕信。
  • “A260/A280 為 1.6 就毀了我的樣品。”該比值只是篩查經驗法則,對 pH 和緩衝液敏感;把它當作提示,而非判決。
  • “拷貝數與 pmol 可以互換。”二者相差 6.02×10¹¹ 倍;混淆兩者是 qPCR 配製的經典錯誤。

相關工具:摩爾質量計算器(分子量面板的化學孿生)、溶液計算、序列分析(GC%、Tm、ORF)、遺傳學計算器。