Calculateur d'elimination de premier ordre
Applique le modèle de décroissance du premier ordre A(t) = A0 x e^(-kt) pour calculer la quantité et la fraction restantes après un temps t. Un modèle scolaire, pas un conseil médical ou de dosage.
Modeles pharmacocinetiques
Champs du calculateur
Modeles pharmacocinetiques: Il s'agit d'un outil de reference mathematique et de laboratoire. Il ne diagnostique pas, ne traite pas et ne recommande pas de dose, et ne constitue pas un conseil medical.
Le calculateur d’élimination du premier ordre répond à la question que la demi-vie est définie pour répondre : étant donné une quantité de départ, une constante de vitesse et un temps écoulé, combien reste-t-il ?
C’est le calcul central de cette famille, et les neuf autres en sont des réarrangements.
La propriété définissante de l’élimination du premier ordre est que la fraction restante ne dépend que du nombre de demi-vies écoulées, et non de la quantité dont on est parti. Cent unités et un million d’unités décroissent exactement au même taux proportionnel.
Pourquoi la fraction dépend du temps et non de la quantité
La conséquence la plus utile de l’élimination du premier ordre est que la quantité de départ n’apparaît pas du tout dans la fraction. Elle met la réponse à l’échelle et ne fait rien d’autre, ce qui explique qu’un petit échantillon et un grand flacon décroissent au même taux proportionnel sous les mêmes hypothèses. Le calculateur de pourcentage restant est ce même calcul dont on a éliminé la quantité de départ, et les deux pages renvoient un seul et même rapport sous deux habits.
La conséquence en est qu’une demi-vie est un énoncé de proportion : on ne peut pas la raccourcir en partant de plus, ni l’allonger en partant de moins. Si vous observez une décroissance qui ne suit pas cette règle, c’est le modèle qui est en défaut et non l’arithmétique, et déterminer lequel des deux est en cause est d’ordinaire plus productif qu’aller chercher une formule plus élaborée. Cela commence par une question dont la réponse est mécanique : la quantité perdue par unité de temps dépend-elle de la quantité qui était là ?
L’exposant doit sortir sans dimension
L’exposant devant e est un produit, et un produit n’a de sens que si ses facteurs s’éliminent. Cette seule exigence est la raison pour laquelle la règle d’unité de cette famille est stricte. La constante de vitesse porte un temps inverse, le temps écoulé porte un temps, et leur produit est un nombre pur. Attribuez une unité à l’exposant et tous les chiffres en dessous sont faux de l’ordre de grandeur de cette unité, sans qu’aucune erreur ne soit signalée, parce que le calculateur a reçu une question numérique bien formée et y a parfaitement répondu.
Faire la vérification dimensionnelle à la main prend quelques secondes et attrape essentiellement tous les échecs silencieux. Une constante par heure exige un temps en heures. Si la source a donné des jours, convertissez avant de taper. Le convertisseur d’unités de temps est la voie la plus rapide, et la pratique générale consistant à fixer une seule unité avant d’entrer dans une chaîne d’arithmétique de peptides est traitée dans le guide de conversion des unités des peptides .
Où le premier ordre cesse d’être du premier ordre
Un comportement du premier ordre signifie que la fraction perdue par unité de temps est constante. Il tient tant que le retrait est proportionnel à ce qui est présent, ce qui est la situation habituelle loin de la saturation. Il échoue quand l’appareil de retrait devient limité par la capacité, parce que là la quantité baisse à peu près de la même quantité absolue par unité de temps quel que soit ce qui reste, et la courbe se redresse vers une droite. Une décroissance qui paraît linéaire dans sa partie tardive vous dit quelque chose du mécanisme plutôt que du calculateur.
Il existe un second échec, plus subtil. Les courbes de décroissance réelles contiennent d’ordinaire plus d’une forme, parce que la matière est souvent perdue vite d’abord et lentement ensuite, quand une phase de distribution rapide cède la place à une phase plus lente. Une constante de vitesse unique s’ajuste bien à l’une de ces phases et mal à l’autre, et dire laquelle de ces phases décrit un chiffre cité est précisément ce que l’on laisse d’ordinaire sous silence. Le guide sur l’élimination du premier ordre et l’arithmétique de la demi-vie parcourt les endroits où une exponentielle unique est défendable et ceux où elle ne l’est pas.
Les deux sorties ne portent pas la même quantité d’information
Cette page renvoie deux chiffres, et ils ne sont pas redondants. La fraction restante est la sortie du modèle proprement dit : elle ne dépend que de k et du temps écoulé, et elle serait identique quelle que soit la quantité de départ. La quantité restante est cette fraction multipliée par le nombre tapé dans le premier champ, ce qui en fait un énoncé sur un chiffre de départ particulier et rien de plus général.
Garder les deux séparées évite d’ordinaire l’erreur en aval la plus fréquente, qui consiste à traiter une valeur absolue dérivée comme si elle portait une information que le modèle n’a pas. Aucune des deux sorties ne dit pourquoi la quantité décroît ni ce que signifierait la perte. C’est une courbe, pas un mécanisme, et elle ne contient ni absorption, ni distribution, ni liaison, ni métabolite, ni personne. Lorsque c’est une concentration et non une quantité qui vous intéresse, la conversion en volume doit être fournie séparément, et c’est l’objet du calculateur de molarité .
Comment fonctionne cette calculatrice
Le modèle est une décroissance exponentielle. L’exposant est le produit de la constante de vitesse et du temps écoulé, et l’exponentielle d’un nombre négatif est toujours inférieure à un, si bien que la quantité décroît toujours.
Une forme équivalente, souvent plus claire, utilise la demi-vie directement : après n demi-vies, la fraction restante est un demi élevé à la puissance n. Un nombre entier de demi-vies est immédiat, et c’est le cas fractionnaire qui montre l’exponentielle à son avantage.
Les formules
-
A(t) = A0 x e^(-k x t)
- A0
- la quantité au temps zéro
- k
- constante de vitesse d’élimination
- t
- temps écoulé
L’exposant k x t doit être sans dimension, ce qui impose que les unités de k et de t soient l’une l’inverse de l’autre.
-
fraction remaining = e^(-k x t) = 0.5^(t / t-half)
La même fraction écrite en halvages, ce qui rend faciles à vérifier les nombres entiers et fractionnaires de demi-vies.
Exemple resolu
Quantité restante après exactement une demi-vie
Exemple illustratif. Les nombres sont choisis pour que l arithmetique soit facile a verifier. Ce n est ni une dose, ni un protocole, ni une recommandation.
Donnees
- Quantité de départ
- 100
- Constante de vitesse
- 0.02888 per hour
- Temps écoulé
- 24 hours
- Calculer l’exposant
- Substitution
- 0.02888 per hour x 24 hours
- Resultat
- 0.6931
- Élever e à cette puissance
- Substitution
- e^(-0.6931)
- Resultat
- 0.5000
- Multiplier par la quantité de départ
- Substitution
- 100 x 0.5000
- Resultat
- 50.00
Ce que cela montre
Exactement la moitié qui reste, ce qui fait un bon contrôle de cohérence puisque l’entrée a été conçue pour valoir une demi-vie. La vitesse de perte n’est pas constante : pendant la première heure le modèle perd environ 2.8 pour cent, et pendant la vingt-quatrième heure il perd environ 1.4 pour cent. La quantité tombe le plus vite au début et ralentit à mesure qu’elle diminue, ce qui est le comportement définissant d’une cinétique du premier ordre.
Comprendre les entrees
- Quantite initiale
- La quantité présente au temps zéro, dans n’importe quelle unité cohérente. Elle met le résultat à l’échelle mais ne change pas la fraction.
- Constante d'elimination (k)
- La constante de vitesse d’élimination. Le calculateur de temps est séparé si vous avez plutôt une demi-vie.
- Attention: Saisir une demi-vie là où k est attendu. Les deux sont réciproques à un facteur 0.6931 près, si bien qu’un 24 dans le champ k donne une décroissance bien trop lente.
- Temps ecoule
- Le temps écoulé, en heures.
- Attention: Les unités doivent être l’inverse des unités de k. Un k par heure avec un temps en jours est une erreur d’un facteur 24, et elle est silencieuse.
Comprendre les resultats
- Quantite restante
- La quantité restante après le temps écoulé, dans l’unité saisie pour la quantité de départ.
- Fraction restante
- La proportion de la quantité de départ encore présente, de zéro à un. C’est la version sans unité du résultat.
Unites expliquees
- First-order
- Un processus dont la vitesse est proportionnelle à la quantité présente, si bien que la fraction restante par unité de temps est constante.
- Exponential decay
- La forme mathématique d’un processus du premier ordre. La quantité tombe le plus vite au début et ralentit avec le temps.
- e
- La base du logarithme naturel, 2.71828. L’exposant doit être sans dimension.
Erreurs courantes
- Mélanger les unités de k et de temps au point que l’exposant n’est plus sans dimension. C’est l’erreur dominante de toute la famille, et elle est silencieuse.
- Confondre une vitesse et une constante de vitesse. La vitesse instantanée de perte est k multipliée par la quantité actuelle, si bien que la vitesse tombe quand la quantité tombe.
- Utiliser une demi-vie là où k est attendu, ou k là où une demi-vie est attendue.
- Appliquer le modèle à une situation d’ordre zéro. Si l’élimination est saturée aux fortes quantités, la décroissance est linéaire et non exponentielle.
Limitations importantes
- Le modèle est à un compartiment. La distribution vers les tissus et hors des tissus, qui fait une grande part d’une demi-vie réelle, en est totalement absente.
- Ceci est un modèle à un compartiment et du premier ordre. Il suppose un réservoir unique et homogène, une disponibilité immédiate de la totalité de la quantité, et une élimination proportionnelle à ce qui est présent. La pharmacocinétique réelle fait intervenir l’absorption, la distribution dans les tissus, la liaison aux protéines, plusieurs voies d’élimination de vitesses différentes, et des métabolites qui peuvent eux-mêmes être actifs. Rien de tout cela ne décrit le comportement d’une quelconque substance chez une personne.
- Il décrit une substance unique. Tout métabolite actif n’y contribue en rien.
Foire aux questions
What does the first-order elimination calculator compute?
Given an initial amount, a rate constant k, and an elapsed time, it computes how much remains using the exponential decay equation A(t) = A0 x e^(-kt).
How do I use the first-order elimination calculator?
Enter the initial amount, the rate constant k, in inverse time units, and the elapsed time, in matching time units. The calculator returns the amount remaining and the fraction remaining.
How is the first-order elimination calculator different from the homepage half-life calculator?
This calculator takes a rate constant k directly; the homepage half-life calculator takes a half-life value and derives k internally. Use the elimination rate constant calculator first if you only have a half-life and want to work with this rate-constant framed version instead.
What is the underlying model behind the first-order elimination calculator?
A one-compartment, first-order exponential elimination model, the standard textbook approximation for how a substance's amount decreases over time when its elimination rate is proportional to how much is currently present.
What happens at time zero on the first-order elimination calculator?
The fraction remaining is exactly 1, 100 percent, at time zero, since e^0 equals 1, so the amount remaining equals the initial amount you entered.
What happens with a negative elapsed time on the first-order elimination calculator?
It is rejected as invalid; elapsed time must be zero or a positive number, since this model only describes forward-in-time decay.
Is the first-order elimination calculator a medical or dosing tool?
No. It is a mathematical model for educational purposes only. It does not provide medical advice, dosing guidance, or a prediction of any real substance’s elimination in a body.
Is the first-order elimination calculator free to use?
Yes. The first order elimination calculator runs entirely in your browser.
Calculateurs associes
- Calculateur de constante d'elimination Convertit une demi-vie en constante d'élimination du premier ordre, k = ln(2) / demi-vie. Un modèle scolaire, pas un conseil médical ou de dosage.
- Calculateur de demi-vie a partir de la constante Convertit une constante d'élimination du premier ordre en demi-vie, demi-vie = ln(2) / k, l'inverse du calcul précédent. Un modèle scolaire, pas un conseil médical ou de dosage.
- Calculateur de temps jusqu'au pourcentage restant Isole le temps écoulé dans le modèle de décroissance du premier ordre, t = demi-vie x log2(1 / fraction restante), pour un pourcentage cible. Un modèle scolaire, pas un conseil médical ou de dosage.
- Calculateur de pourcentage restant Applique le modèle de décroissance du premier ordre pour calculer le pourcentage restant après un temps écoulé et une demi-vie donnés. Un modèle scolaire, pas un conseil médical ou de dosage.