细胞实验药物配液计算器（DMSO 母液 · 工作液稀释 · 孔内 DMSO 浓度）

两步计算，两个高频失误

细胞药理实验的加药流程通常分两步：将固体药物溶入 DMSO 配成高浓度母液；再由母液稀释进培养基，达到工作浓度。两步各有一个明确公式，两个实验室最常见的失误也正好各藏一处。

第一步：配制 DMSO 母液

固体药物（通常 1–10 mg）溶于 DMSO 至毫摩尔浓度（通常 10 mM），分装后 −20°C 长期保存。所需 DMSO 体积：

V_DMSO (µL) = 质量 (mg) × 1000 / (分子量 (g/mol) × 目标浓度 (mM))

单位验算：

mg × 1000 / (g/mol × mM)
= mg / (g/mol × mmol/L)
= (mg / (g/mol)) / (mmol/mL)
= mmol / (mmol/mL)
= mL

结果乘以 1000 即 µL。

可以验算： 5 mg 辛伐他汀（MW = 418.57 g/mol），配制 10 mM 母液：

V = 5 × 1000 / (418.57 × 10) = 5000 / 4185.7 = 1.195 mL

可以验算： 1 mg 苯甲酸（MW = 122.12 g/mol），配制 10 mM 母液：

V = 1 × 1000 / (122.12 × 10) = 1000 / 1221.2 = 0.819 mL

第二步：由母液配工作液

每孔所需的母液体积，来自等量稀释（C₁V₁ = C₂V₂）：

V_母液 (µL) = 终浓度 (µM) × 孔体积 (µL) / (母液浓度 (mM) × 1000)
DMSO% = V_母液 / 孔体积 × 100%

分母的 1000 来自单位换算：mM → µM 需乘 1000。

可以验算： 10 mM 母液，目标终浓度 10 µM，200 µL 孔体积：

V_母液 = 10 × 200 / (10 × 1000) = 0.2 µL
DMSO%  = 0.2 / 200 × 100 = 0.1%

可以验算： 10 mM 母液，目标终浓度 100 µM，500 µL 孔体积：

V_母液 = 100 × 500 / (10 × 1000) = 5 µL
DMSO%  = 5 / 500 × 100 = 1.0%

高频失误一：加样体积超出移液器精度下限

第二步常常算出令人意外的结果：从 10 mM 母液稀释至 10 µM（终浓度），200 µL 孔体积下每孔只需取 0.2 µL；稀释至 1 µM 时仅需 0.02 µL——这两个体积超出了所有商用微量移液器的准确范围（可靠下限约 0.5 µL，精准下限约 2 µL）。

正确做法是配制「水相中间液（intermediate）」：

1. 取 V_sub µL DMSO 母液加入（V_total − V_sub）µL 完全培养基，配成高于终浓度数十倍的中间液；
2. 每孔取可量取的 V_add µL 中间液加入孔板。

例：仍是 10 µM 终浓度、200 µL 孔体积、10 mM 母液，配制 1 mL 中间液（200 µM）：

V_DMSO_母液 加入中间液 = 200 µM × 1000 µL / (10 mM × 1000) = 20 µL
→ 取 20 µL 母液 + 980 µL 培养基，得 1 mL 中间液（200 µM，含 2% DMSO）
→ 每孔取 10 µL 中间液 + 190 µL 培养基
→ 终浓度：200 µM × 10/200 = 10 µM ✓
→ 孔内 DMSO：20 µL / 1000 µL × 10 µL / 200 µL × 100 = 0.1% ✓（与直接加样完全一样）

关键认知：中间稀释改善的是移液精度，不改变孔内 DMSO 总量。 直接加样时 DMSO% 已符合要求，中间液只是让体积变得可量取。

高频失误二：DMSO% 超限，却以为多稀释几次能解决

孔内 DMSO 总量等于 C_final × V_well / C_stock，是一个固定值，与稀释路径无关。若 DMSO% 已超限，只有以下三条出路：

• 提高母液浓度（如从 10 mM 提至 50 mM），使每孔取用量成比例减少；
• 降低终浓度；
• 换用更大的培养容器（增大孔体积）。

适用范围与局限

• 适用于可溶于 DMSO 的有机小分子（分子量通常 100–1000 g/mol，终浓度 nM–µM 级）。
• 公式假设理想稀释，忽略挥发与密度修正，误差通常 < 1%。
• 不预测溶解度：部分疏水药物即使 DMSO% 合规，仍可能在水相中析出，需查阅文献或 DrugBank 中的溶解度数据。
• 不适用于以酸/碱溶解的药物、蛋白质、抗体，或需要超声助溶的制剂——这类药物的溶解度受 pH 影响，需单独设计配液方案。
• 终浓度单位选 nM 时，工具内部自动除以 1000 转为 µM 参与计算，不影响上述公式。