IC50 / EC50 四参数拟合计算器(含数据可信度检查)
剂量-效应曲线的标准做法是四参数 logistic(4PL):
Y = Bottom + (Top − Bottom) / (1 + 10^((logIC50 − logC) × Hill))
四个参数分别是上平台、下平台、半数效应浓度、以及曲线陡不陡(Hill 斜率)。 拟合出一个 IC50 很容易,难的是判断这个数撑不撑得住。
一、浓度没铺到两端平台,就没有 IC50,只有外推
IC50 的定义是「响应落到上下平台正中间时的浓度」。如果最高浓度还没把响应压到 下平台,或者最低浓度还没回到上平台,那两个平台就是拟合器猜出来的, IC50 跟着一起猜——它可能落在你根本没测过的浓度区间里。
这类结果在图上往往看着很漂亮:曲线光滑、R² 很高。R² 高只说明模型能穿过这几个点, 不说明外推出去的平台是真的。本工具会明确告诉你:拟合出的 IC50 在不在实测浓度范围内、 两端各自离平台还有多远。
经验上浓度要跨越 IC50 上下各两个数量级,按半对数梯度(3 倍或 10 倍)铺 8–10 个点。
二、Hill 斜率不该随手按成 1
很多现成工具默认「固定斜率 = 1」。斜率为 1 意味着一个位点、无协同—— 这是个假设,不是默认事实。真实数据的斜率是 0.5 也好、2 也好, 硬按成 1 会把曲线掰直,IC50 跟着系统性地挪位置。
本工具同时给出两个结果:斜率自由拟合的,和强行固定为 1 的。 两者差多少,就是这个假设在你的数据上值多少钱。
反过来,拟合出的斜率如果离 1 很远(比如大于 3 或小于 0.3), 那通常不是发现了强协同,而是数据在提醒你别的问题:浓度点太少、 平台没铺到、某个点是离群值、或者体系里不止一种机制。
三、IC50 是条件依赖的,脱离条件互相比没有意义
同一个化合物、同一个靶点,换一个底物浓度就会得到不同的 IC50—— 竞争性抑制尤其明显,底物越多,把它顶下去需要的抑制剂就越多。 这正是 Cheng-Prusoff 关系描述的事:IC50 随底物/配体浓度上升,而 Ki 不随。
所以:
- 报告 IC50 必须带上测定条件(底物或配体浓度、酶量、孵育时间、读出方式)。 只写「IC50 = 1.2 µM」,别人无法判断和自己的数字差在化合物上还是差在实验设计上。
- 要跨实验室比较,比的应该是 Ki,而不是 IC50。
- 细胞实验里的 EC50/IC50 还叠加了通透性、外排、血清结合, 和无细胞体系的数字不是一回事。
四、IC50 和 EC50 是同一套数学
区别只在方向:响应随浓度下降是抑制(IC50,Hill 斜率为负), 上升是激动(EC50,斜率为正)。本工具按拟合结果自动判断并标注, 不需要你先选。
相关工具
米氏方程求 Km 与 Vmax(同一套非线性拟合手法)见 酶动力学参数; 线性标准曲线与反算未知样本见 标准曲线计算; 配梯度稀释见 稀释计算器; 两组比较要多少样本见 样本量估算。
常见问题
IC50 和 EC50 有什么区别?
数学上是同一套四参数 logistic,区别只在方向:响应随浓度**下降**是抑制,半数处叫 IC50,Hill 斜率为负;响应随浓度**上升**是激动,半数处叫 EC50,斜率为正。本工具按拟合出的斜率符号自动判断并标注,不需要你先选。
R² 有 0.99,为什么工具还说结果不可信?
因为 R² 只说明曲线穿过了你测的那几个点,不说明**没测过**的区间是对的。如果最高浓度还没把响应压到下平台,那这个平台是拟合器猜的,IC50 跟着一起猜——而这种曲线画出来通常很光滑、R² 很高。所以本工具把「离平台还差多少量程」和「IC50 在不在实测范围内」单独列出来,它们比 R² 重要。
浓度该怎么铺?
跨越 IC50 上下各两个数量级,按半对数梯度(3 倍或 10 倍稀释)铺 8–10 个点,保证最高浓度把响应压到下平台、最低浓度回到基线。还不知道 IC50 时先做一次粗测:10 倍梯度铺开四五个数量级,看响应在哪一段开始掉,再在那附近铺密。
为什么不该把 Hill 斜率固定成 1?
斜率为 1 意味着一个结合位点、无协同——这是**假设**,不是默认事实。真实数据的斜率可能是 0.5 或 2,硬按成 1 会把曲线掰直,IC50 跟着系统性地挪位置。本工具同时给出自由拟合和固定斜率两个结果,并算出相差几倍:差多少,就是这个假设在你的数据上值多少钱。
拟合出的 Hill 斜率是 5,是不是说明有很强的协同?
多半不是。斜率离 1 很远(大于 3 或小于 0.3)时,更常见的原因是数据本身有问题:浓度点太少、两端平台没铺到、某个点是离群值、或者体系里不止一种作用机制。真正的强协同需要独立证据支持,不能只凭一条拟合曲线。
我的 IC50 和文献差了十倍,是化合物不一样吗?
先别下这个结论。IC50 是**条件依赖**的:同一个化合物同一个靶点,换一个底物或配体浓度就会得到不同的 IC50——竞争性抑制尤其明显,底物越多,把它顶下去需要的抑制剂就越多(这正是 Cheng-Prusoff 关系描述的事)。另外细胞实验的数字还叠加了通透性、外排和血清结合,和无细胞体系不是一回事。要跨实验室比较,比的应该是 Ki。
报告 IC50 要写哪些信息?
至少写清:底物或配体浓度、酶量或细胞数、孵育时间、读出方式、浓度梯度范围与点数、Hill 斜率是自由拟合还是固定的。只写「IC50 = 1.2 µM」是不完整的——别人无法判断和自己的数字差在化合物上,还是差在实验设计上。