Molare Konzentration aus Masse und Molekülmasse

Massenkonzentration in mg/ml sagt allein noch nichts über die Anzahl der Moleküle in einer Lösung aus — dafür braucht es die molare Konzentration. Die Umrechnung ist eine einfache Division, sofern die Molekülmasse der Substanz bekannt ist.

Warum molare Konzentration eine andere Größe ist

Zwei Lösungen mit identischer Massenkonzentration, aber unterschiedlicher Molekülmasse, enthalten unterschiedlich viele Moleküle pro Volumen — ein kleines Molekül liefert bei gleicher Massenkonzentration mehr Moleküle als ein großes. Für viele Versuchsaufbauten, die auf eine bestimmte Molekülanzahl statt auf eine bestimmte Masse abzielen, ist deshalb die molare statt der reinen Massenkonzentration die relevante Größe.

Diese Unterscheidung wird besonders wichtig, wenn zwei unterschiedlich große Peptide in einem Versuch verglichen werden sollen — bei gleicher Massenkonzentration liegen dann unterschiedliche Molekülmengen vor, was den Vergleich verzerren kann, wenn nicht auf molare Konzentration umgerechnet wird.

Die Umrechnungsformel

Molare Konzentration in mol/l ergibt sich aus der Massenkonzentration in g/l geteilt durch die Molekülmasse in g/mol. Da Massenkonzentrationen in der Peptidforschung meist in mg/ml angegeben werden — was zahlenmäßig g/l entspricht —, lässt sich die Formel direkt mit den gebräuchlichen Einheiten anwenden, ohne zusätzliche Umrechnung.

Für praktikablere Größenordnungen wird das Ergebnis meist in mikromolar (µmol/l) oder nanomolar (nmol/l) angegeben, da viele Peptidkonzentrationen in Versuchsaufbauten in diesen Bereichen liegen, nicht im molaren Bereich selbst.

Ein durchgerechnetes Beispiel

Eine Lösung mit 1 mg/ml eines Peptids mit einer Molekülmasse von 1.000 g/mol: 1 g/l geteilt durch 1.000 g/mol ergibt 0,001 mol/l, also 1 mmol/l oder 1.000 µmol/l. Bei einem doppelt so schweren Peptid mit 2.000 g/mol ergäbe dieselbe Massenkonzentration nur die halbe molare Konzentration.

Dieses Beispiel zeigt, warum ein direkter Vergleich zweier Peptide unterschiedlicher Größe bei „gleicher Konzentration” ohne Angabe der Einheit missverständlich ist — gemeint sein kann entweder dieselbe Massen- oder dieselbe molare Konzentration, mit unterschiedlichen Molekülmengen als Konsequenz.

Kettenlängen im Katalog

Aminosäuren	Materialien	Kupplungsschritte
3–5	18	2–4
6–10	15	5–9
11–20	20	10–19
21–35	7	20–34
> 35	2	> 34

62 der 69 Materialien lassen sich über eine lineare Sequenz beschreiben. Die längste ist Thymosin Beta-4 (Vollsequenz) mit 44 Aminosäuren, die kürzeste KPV (Kapseln) mit 3. Der Unterschied ist der Grund, warum eine pauschale Reinheitszusage über einen ganzen Katalog wenig aussagt.

Praktische Hinweise zur Berechnung

Die für die Umrechnung benötigte Molekülmasse steht im Materialprofil jedes Katalogeintrags und ist bereits um bekannte Modifikationen wie Acetylierung oder Amidierung korrigiert — eine erneute Berechnung aus der reinen Sequenz ist für Standardmaterialien nicht nötig.

Bei Materialien ohne exakte Molekülmasse — Gemischen oder Polypeptidfraktionen ohne einzelne definierte Struktur — lässt sich keine exakte molare Konzentration berechnen. Hier bleibt die Massenkonzentration die einzig sinnvolle Angabe, und ein Versuch, dennoch eine molare Konzentration anzugeben, würde eine Genauigkeit vortäuschen, die nicht besteht.

Woran sich das im Katalog ablesen lässt

Der Katalog führt derzeit 69 Referenzmaterialien in 9 Materialgruppen, mit 122 einzeln dokumentierten Chargen. Für jede dieser Chargen ist eine eigene Seite erreichbar, die Prüfmethode, Messwert, Spezifikation und Prüfdatum je Parameter ausweist — ohne Konto und vor der Kaufentscheidung einsehbar.

Bei 44 der 69 Materialien sind CAS-Nummer, Summenformel, Molekülmasse und Sequenz gegen öffentliche chemische Datenbanken abgeglichen. Die übrigen sind gekennzeichnet, weil sich mindestens ein Referenzwert dort nicht eindeutig belegen lässt — bei Gemischen, Polypeptidfraktionen und rekombinanten Proteinen ist das der Normalfall. Eine Kennzeichnung ist hier die ehrlichere Angabe als eine Zahl, die niemand nachprüfen kann.

Einordnung

Molare Konzentration ist die Umrechnung von Masse auf Molekülanzahl und erfordert lediglich die Molekülmasse der Substanz. Diese steht für jedes Material mit definierter Struktur im Katalog im jeweiligen Materialprofil, bereit für die eigene Berechnung oder direkt im Rekonstitutionsrechner.

Research Use Only. Alle im Katalog geführten Materialien sind ausschließlich für die wissenschaftliche Laborforschung bestimmt. Sie sind keine Arzneimittel, keine Lebensmittel und keine Kosmetika und nicht zur Anwendung am oder im menschlichen oder tierischen Körper bestimmt.