Millikatal

Ein Millikatal (mkat) ist die SI-Einheit der katalytischen Aktivität und entspricht 10−3 Katals. Sie misst die Geschwindigkeit, mit der ein Enzym oder Katalysator unter definierten Bedingungen Substrat in Produkt umwandelt. Ein Millikatal stellt die katalytische Aktivität dar, die pro Sekunde ein Mikromol Substrat umwandelt. Diese Einheit findet sich regelmäßig in der klinischen Chemie, der pharmazeutischen Herstellung, der Lebensmittelverarbeitung und der industriellen Biotechnik überall dort, wo Enzyme messbare Arbeit leisten.

Das Katal selbst wurde 1972 zur SI-Norm für katalytische Aktivität und ersetzte die ältere Einheit der Enzymaktivität namens International Unit (IU), wobei eine IU etwa 16,67 Nanokatals entspricht. Das Millikatal bewegt sich in einem praktischen Bereich: Die Enzymaktivität in biologischen Proben und Industriereaktoren liegt typischerweise im Millokatal-Bereich, was es komfortabler macht als die Angabe in Katals (oft Bruchteile) oder Nanokatals (oft große Zahlen). Klinische Labore geben Enzymkonzentrationen in mkat/L für Blutserumtests an; Lebensmittelhersteller spezifizieren Enzympräparate in mkat/g Produkt.

Wo katalytische Aktivität wichtig ist

Die Messung der katalytischen Aktivität in Millikatals ist entscheidend, wenn Enzymdosis und Wirksamkeit überprüft werden müssen. Diagnostiklabore messen die Aktivität von Transaminase (ALT, AST), Amylase, Lipase und alkalischer Phosphatase im Patientenserum, um Organschäden oder Erkrankungen zu erkennen; die Ergebnisse werden in mkat/L angegeben. Die pharmazeutische Qualitätskontrolle testet die Aktivität von zugesetzten Enzymen in Reinigungsmittelformulierungen, Käsereifungspräparaten und therapeutischen Proteinen. Die industrielle Fermentation überwacht die spezifische Aktivität von Biokatalyatoren, um den Ertrag zu optimieren und eine Enzymdeaktivierung während eines Produktionslaufs zu erkennen.

Die Aktivitätsmessung hängt von der Substratkonzentration, der Temperatur, dem pH-Wert und der Verfügbarkeit von Kofaktoren ab, die alle standardisiert und zusammen mit dem Zahlenergebnis angegeben werden müssen. Ein Millikatal-Wert ist ohne Angabe der Messmethode, des Substrats und der Reaktionsbedingungen bedeutungslos. Verschiedene Labore können das gleiche Enzympräparat bei unterschiedlichen Aktivitäten angeben, wenn sie unterschiedliche Substratkonzentrationen oder Temperaturen verwenden; die SI-Einheit definiert die Geschwindigkeit, nicht die Bedingungen.

Der Name verbindet das SI-Präfix Milli (ein Tausendstel) mit Katal, das selbst vom griechischen katalytikos (auflösend, lockernd) abgeleitet ist. Anders als Masse oder Länge kann katalytische Aktivität nicht durch einen passiven Standard gemessen werden; sie muss immer durch Ausführung der Reaktion und Quantifizierung des Produkts bestimmt werden. Deshalb trägt katalytische Aktivität keine Unsicherheit vom Standard selbst, sondern nur von der Messmethode und den Reaktionsbedingungen.