Kalkulator Waktu Penggandaan Sel

Hasil

Rumus ini mengasumsikan pertumbuhan eksponensial (fase log). Jika salah satu hitungan diambil pada fase lag atau plateau, hasilnya tidak menggambarkan waktu penggandaan sel yang sebenarnya.

Cara Menggunakan Kalkulator Waktu Penggandaan Sel

1. 1. Pilih apa yang Anda ketahui. Dua hitungan dan waktu di antaranya memberi waktu penggandaan. Waktu penggandaan dan sebuah waktu memberi jumlah akhir. Waktu penggandaan dan sebuah target memberi waktu yang dibutuhkan.
2. 2. Masukkan hitungannya. Gunakan satuan yang sama untuk keduanya — sel, sel/mL, atau densitas optik. Hanya rasionya yang penting.
3. 3. Atur waktu dan satuannya. Menit cocok untuk bakteri, sedangkan jam dan hari cocok untuk sel mamalia yang dikultur.
4. 4. Baca hasilnya. Waktu penggandaan, laju pertumbuhan, dan generasi disertai perhitungan dan grafik. Garis lurus pada sumbu log menunjukkan pertumbuhan eksponensial.

Rumus Waktu Penggandaan

Selama pertumbuhan eksponensial, populasi berlipat ganda pada interval yang konstan, Td, sehingga setelah waktu t jumlah sel adalah N = N₀ × 2^(t ÷ Td). Dengan menyelesaikan untuk Td, diperoleh rumus yang dapat menggunakan logaritma dalam basis apa pun karena basisnya saling meniadakan:

Ini adalah bentuk yang diberikan dalam Doubling Time Computing karya Roth (2006): durasi dikali log 2, dibagi dengan selisih logaritma dari jumlah akhir dan jumlah awal. Waktu penggandaan keluar dalam satuan waktu yang Anda masukkan. μ adalah laju pertumbuhan spesifik, dalam satuan waktu terbalik; persentase kenaikan per satuan waktu adalah (e^μ − 1) × 100.

Contoh Kasus: Sel Dihitung Tiga Hari Terpisah

Anda menanam labu dengan 2,5 × 10⁵ sel dan menghitung 1,2 × 10⁶ setelah 72 jam. Ini adalah masukan bawaan kalkulator.

1. Peningkatan kali lipat: 1,2 × 10⁶ ÷ 2,5 × 10⁵ = 4,8, dan ln 4,8 = 1,5686.
2. Waktu penggandaan: 72 × 0,6931 ÷ 1,5686 = 31,82 jam, yaitu 1.909 menit atau 1,326 hari.
3. Generasi: log₂ 4,8 = 2,263 penggandaan dalam 72 jam.
4. Laju pertumbuhan: μ = 1,5686 ÷ 72 = 0,02179 per jam, kenaikan sekitar 2,20% per jam.

Sebaliknya, kultur yang berlipat ganda setiap 24 jam tumbuh dari 2,5 × 10⁵ menjadi 2,5 × 10⁵ × 2³ = 2 × 10⁶ sel dalam 72 jam, dan untuk mencapai 1 × 10⁶ dibutuhkan dua waktu penggandaan, yaitu 48 jam. Contoh bakteri klasik: E. coli yang berlipat ganda setiap 20 menit dalam kondisi baik mengubah satu sel menjadi 2²⁰ = 1.048.576 sel dalam 400 menit.

Ketika Angkanya Bukan Waktu Penggandaan yang Sebenarnya

• Fase lag. Setelah penanaman atau pencairan, sel sering membutuhkan waktu sebelum mulai membelah. Hitungan yang mencakup fase lag memberi waktu penggandaan yang terlalu panjang. Gunakan hitungan yang keduanya berasal dari fase eksponensial.
• Fase plateau. Kultur melambat saat mendekati konfluensi atau kehabisan nutrisi; rata-rata selama periode itu meremehkan laju yang sebenarnya.
• Kehilangan sel. Hitungan yang diambil setelah tripsinisasi mencakup sel yang tidak menempel kembali. Hitung sel yang hidup dan catat viabilitasnya, misalnya dengan Hemocytometer Cell Count Calculator.
• Besaran yang berbeda. Sel per mL, sel per sumuran, dan densitas optik dapat digunakan jika masing-masing sebanding dengan jumlah sel, tetapi densitas optik berhenti linear pada kepadatan tinggi.
• Penggandaan kumulatif. Tingkat penggandaan populasi adalah log₂(sel yang dipanen ÷ sel yang ditanam), yang dijumlahkan selama pasase. Ini menghitung jumlah penggandaan; ini bukan waktu.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Bagaimana cara menghitung waktu penggandaan sel?

Kalikan waktu yang berlalu dengan ln 2 (0,693) dan bagi dengan logaritma natural dari jumlah akhir dibagi jumlah awal. Untuk 2,5 × 10⁵ sel yang tumbuh menjadi 1,2 × 10⁶ dalam 72 jam: 72 × 0,693 ÷ ln 4,8 = 31,8 jam. Jawabannya dalam satuan yang sama dengan waktu.

Apa perbedaan antara waktu penggandaan dan laju pertumbuhan?

Waktu penggandaan adalah berapa lama populasi berlipat ganda; laju pertumbuhan μ adalah kenaikan pecahan per satuan waktu di bawah pertumbuhan kontinu. Keduanya terkait melalui Td = ln 2 ÷ μ. Laju pertumbuhan yang lebih cepat berarti waktu penggandaan yang lebih pendek.

Apa rumus untuk jumlah generasi?

n = log₂(N ÷ N₀), atau setara dengan t ÷ Td. Peningkatan empat kali lipat adalah dua generasi, dan peningkatan delapan kali lipat adalah tiga generasi. Untuk jumlah setelah n generasi, N = N₀ × 2ⁿ.

Bisakah saya menggunakan densitas optik sebagai pengganti hitungan sel?

Bisa, jika densitas optik sebanding dengan jumlah sel, yang hanya benar pada kepadatan rendah. Di atas sekitar OD 0,4–0,5 pada banyak spektrofotometer, hubungannya mendatar, jadi encerkan kultur dan kalikan kembali sebelum menggunakan nilainya. Perhitungan hanya membutuhkan rasio kedua pembacaan.

Berapa waktu penggandaan yang umum?

Sepenuhnya bergantung pada organisme, medium, dan suhu. E. coli dapat berlipat ganda sekitar 20 menit dalam medium kaya pada 37 °C, sedangkan lini sel mamalia yang dikultur biasanya membutuhkan sekitar setengah hari hingga dua hari. Gunakan waktu penggandaan kultur Anda sendiri, yang diukur selama pertumbuhan eksponensial.

Mengapa waktu penggandaan saya lebih lama dari nilai yang dipublikasikan?

Penyebab umumnya adalah menghitung pada fase lag atau plateau, kehilangan sel saat pasase, medium atau lot serum yang berbeda, nomor pasase yang tinggi, dan penanaman pada kepadatan berlebih. Hitungan kurang dari sekitar 100 sel juga membawa galat acak yang besar, jadi pastikan penghitungan Anda andal.