药物稀释与加药计算:从 1 mg/mL 到工作浓度
为什么必须先学会这一篇
做药物干预实验,稀释算错 = 整个实验作废:浓度差 10 倍,「」可能变成「」。好消息是,所有稀释问题只用一个公式就能解决。本篇用本组山奈酚实验的真实场景从头算一遍,照着做即可。
手上有 1 mg/mL 的山奈酚母液,要配出 0.5、1、2、5、10、20 μg/mL 六个浓度的药液,每个浓度加到 6 个孔、每孔 100 μL。问:取多少母液?加多少培养基?怎么配又快又准?
唯一的公式:C₁V₁ = C₂V₂
浓度 × 体积 在稀释前后不变。浓的量 = 稀的量:知道目标浓度 C₂ 和目标体积 V₂,以及母液浓度 C₁,需要取的母液体积就是:
V₁ = C₂ × V₂ ÷ C₁
单位先统一再代入:1 mg/mL = 1000 μg/mL(这是最常见的单位陷阱,mg 与 μg 差 1000 倍)。
第一步:算「」(V₂ 不是 600 μL)
每个浓度 6 孔 × 100 μL = 600 μL,这是最低用量。实际操作有损耗:枪头挂壁、混匀粘壁、失误重吸——所以要多配 30%~50%。本例统一按每浓度约 1.5 mL来配,数字圆整、够用且不浪费。
第二步:选稀释方案——为什么「」
如果每个浓度都直接从母液算(V₁ = C₂V₂ ÷ C₁),会得到 20、10、5、2、1、0.5 μL 这样的取液量——0.5~2 μL 普通移液器根本吸不准,小体积的误差直接毁掉梯度。
所以采用系列稀释(先配最高浓度,再逐级往下传):所有取液体积都变成 150~1960 μL 这样「」的量,而且数字全是整数或半整数,符合实际操作「」的习惯。
完整配制流程(照抄可用)
六个 EP 管提前写好标记(浓度 + 日期 + 配制人),按 A→B→C→D→E→F 顺序做,每换一管换枪头。最后对一遍下表:
| 管 | 目标浓度 | 取自哪里 | 取液体积 | 加培养基 | 共得 |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 20 μg/mL | 母液(1000 μg/mL) | 40 μL | 1960 μL | 2 mL |
| B | 10 μg/mL | A 管 | 750 μL | 750 μL | 1.5 mL |
| C | 5 μg/mL | B 管 | 750 μL | 750 μL | 1.5 mL |
| D | 2 μg/mL | A 管 | 150 μL | 1350 μL | 1.5 mL |
| E | 1 μg/mL | D 管 | 750 μL | 750 μL | 1.5 mL |
| F | 0.5 μg/mL | E 管 | 750 μL | 750 μL | 1.5 mL |
用量核算:A 管共消耗 750(→B)+ 150(→D)+ 600(加药 6 孔)= 1500 μL,配 2 mL 还有 500 μL 余量;B~F 每管配 1500 μL、加药用 600 μL、往下传用 750 μL,均绰绰有余。总共消耗:母液 40 μL、培养基约 6.5 mL。
第三步:分清「」和「」(最容易踩的坑)
上面配的 20 μg/mL 是药液浓度。但加进孔里后,如果孔内已经有培养基,药液会被稀释,终浓度 < 药液浓度。举例:孔内原有 100 μL 培养基,再直接加入 100 μL 的 20 μg/mL 药液,孔内终浓度 = 20 × 100 ÷ 200 = 10 μg/mL——浓度直接减半!
| 加药习惯 | 怎么加 | 终浓度与药液浓度的关系 |
|---|---|---|
| 换液法(常用) | 吸尽孔内旧培养基,加入等体积药液 | 终浓度 = 药液浓度(本例药液按 20 μg/mL 配,终浓度就是 20) |
| 直接加入法 | 不吸旧液,直接把药液加进孔里 | 终浓度 = 药液浓度 × 加入体积 ÷ 孔内总体积;想终浓度 20,药液要配成 2 倍(40 μg/mL) |
论文和组会里说的「」指的都是孔内终浓度。本组当次实验用哪种加药方式、孔内基础体积是多少,以当次方案为准——配药前先想清楚这一条,再开始稀释。
别忘了溶剂对照
山奈酚母液一般用 DMSO 等有机溶剂溶解。溶剂本身可能影响细胞,所以必须设溶剂对照组:含与最高剂量组完全相同的溶剂终浓度,只是不加药。算一下:母液若为纯 DMSO 配制,管 A 里 DMSO 占 40 ÷ 2000 = 2%——加进孔里后还会被稀释(换液法则孔内约 2%)。溶剂对照就按同样比例加 DMSO,保证「」这一个变量。若发现最终溶剂比例偏高(文献常控制在 0.1% 以下),及时和导师商量提高母液浓度或更换溶剂方案。
母液的保存(组内规矩)
- 母液分装成小份(避免反复冻融降解),存放于 -80 ℃ 冰箱(本组药物与冻存细胞同放 -80,注意分区标记);
- 每次取用登记(日期、取用量、取用人),用完放回;
- 工作液现配现用,不回收、不冻存复用。
实操细节与常见错误
- 先在记录本上写好稀释表,再动手,不心算;
- 每一级稀释后充分混匀(吹打 8~10 次或轻柔涡旋)——没混匀是最隐蔽的错误,梯度会整体漂;
- 每一级换枪头:防止高浓度液体带入低浓度管;
- 取 40 μL 母液这类小体积时,枪要垂直、缓吸缓放、枪头外壁擦净再伸进培养基;
- 「」的前提是方案本身数字圆整(750+750、150+1350),不是吸的时候随手凑。
| 现象 / 错误 | 可能原因 | 预防与补救 |
|---|---|---|
| 梯度效果不成比例(如 20 和 10 组结果一样) | 某一级没混匀;或取错管 | 每级混匀 + 管子写清标签,配完核对一遍表 |
| 所有给药组都「」 | 把母液当工作液直接加了(浓度过高细胞死亡)或终浓度算错 | 先写稀释表再动手;区分药液浓度与终浓度 |
| 加药到最后孔不够 6 个 | 没算损耗,正好配 600 μL | 按用量的 1.3~1.5 倍配制 |
| 溶剂对照和给药组差异巨大 | 溶剂对照的 DMSO 比例与给药组不一致 | 按最高剂量组的溶剂比例配溶剂对照 |
| 同浓度复孔差异大 | 加药时枪头挂壁、孔间体积不一 | 枪头外壁擦净、贴壁加液、每孔慢加混匀 |
- 如果母液浓度是 5 mg/mL,配 2 mL 的 20 μg/mL 管要取多少母液?(答案:8 μL——顺便想想,这个体积好吸吗?该怎么调整方案?)
- 换成 96 孔板、每浓度 8 孔、每孔 100 μL,最低用量是多少?按 1.4 倍配制该配多少?(答案:800 μL → 约 1.1~1.2 mL)
- 直接加入法、孔内已有 200 μL 培养基、每孔加 100 μL 药液,想让终浓度 10 μg/mL,药液该配多少?(答案:10 × 300 ÷ 100 = 30 μg/mL)
- 稀释表、母液批号、配制时间、配制人必须写进实验记录本,事后不可凭记忆补写;
- 配错、洒漏、体积不足等意外如实记录,不能「」继续用;
- 不许事后修改数字让梯度「」——原始记录一旦写错,划单线更正并签名,不涂改。
组内信息
- 山奈酚母液:1 mg/mL,分装冻存于 -80 ℃ 冰箱,取用登记
- 当前六孔板分组:con(空白)、era(只加 erastin 5 μL)、era+2kp、era+5kp、era+10kp——先用 2/5/10 三个剂量筛选出效果最好的浓度,再做后续实验
- 本文的 0.5~20 μg/mL 六浓度示例是方法学演示;实际做哪些梯度以当次方案为准
- 预处理流程:山奈酚提前 2 小时预处理 → 再加诱导剂(erastin / LPS,见 课题总览两条诱导线)
学完之后
会算稀释之后,回到 CCK-8 教程 看看药物毒性实验怎么设计浓度梯度,再看 Western Blot 和 qPCR 了解给药后的样品怎么检测。课题背景见 课题总览。