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title: "查看分子在 pH 7.4 下以何種形式存在：pKa 與微物種外掛 | MolDraw 部落格"
url: https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/pka-plugin-protonation-states-microspecies.html
description: "估算任何 pH 下的 pKa 值、主要帶電形式以及各微物種的占比。免費 MolDraw pKa 與微物種外掛實用指南。"
lang: zh-Hant
publisher: Scidart Academy
generated: 2026-10-26
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# 用 pKa 與微物種外掛確定任何 pH 下的質子化狀態

發布：2026 年 10 月 15 日 · 作者：Scidart Academy · 閱讀時間：約 5 分鐘

![甘胺酸在 pH 0 至 14 範圍內的物種分布曲線：陽離子、兩性離子與陰離子，pH 7.4 處的虛線表示兩性離子占優勢](https://www.moldraw.com/blog/thumbs/pka-plugin.webp)

如物種分布曲線所示，在 pH 7.4 下甘胺酸主要以兩性離子形式存在。

**簡答：**在 Settings › Plugins 中安裝 **pKa & Microspecies**，畫出分子並開啟 **pKa** 分頁。用滑桿或 **Blood 7.4** 等預設值設定 pH。你會看到每個酸性或鹼性基團的 pKa 估算值、主要帶電形式、淨電荷、等電點，以及 pH 0 至 14 範圍內每種微物種的分布圖。一切都在瀏覽器中執行。

## 為什麼質子化狀態很重要

大多數藥物分子都帶有酸性或鹼性基團。羧酸可以失去質子變成羧酸根。胺可以得到質子變成銨離子。具體是哪種形式，取決於溶液的 pH 與每個基團的 pKa。

pKa 是某個基團一半質子化、一半去質子化時的 pH。pH 每偏離 pKa 一個單位，兩種形式的比例就變化十倍。這就是學生在普通化學中學到的 韓德森-哈塞爾巴赫關係式。

含有多個可游離基團的分子可以同時存在幾種質子化狀態。每一種狀態就是一個*微物種*。各自的占比隨 pH 變化。在血液 pH（約 7.4）下占優勢的形式會影響溶解度、分子穿過細胞膜的難易以及它與蛋白質的結合方式。它通常也是你在分子對接或繪圖時想要的形式。外掛可以在你繪圖時快速估算所有這些內容。

## 外掛顯示的內容

![MolDraw pKa 與微物種外掛顯示西替利嗪在 pH 7.4 下的情況：微物種分布圖、pH 滑桿與預設值、摘要數值以及 Sites 表](https://www.moldraw.com/docs/img/plugin-pka-annotated-screenshot.webp)

西替利嗪在 pH 7.4 下。分布圖覆蓋 pH 0 至 14，在 Sites 表中可以輸入實測的 pKa。

| 結構視圖 | **pKa sites** 給每個酸性或鹼性基團標上其估算值。**Major at pH** 畫出主要帶電形式。 |
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| 分布圖 | 每種微物種在 pH 0 至 14 範圍內的百分比。點選圖表可跳到該 pH。 |
| pH 控制 | 滑桿、數值框與預設值：Stomach 1.5（胃）、Skin 5.5（皮膚）、Blood 7.4（血液）與 pH 9。 |
| 摘要 | 主要物種的占比、所選 pH 下的淨電荷、等電點與巨觀 pKa 值。 |
| 分頁 | **Microspecies** 列出每種形式及其電荷與百分比。**Sites** 列出每個基團及其估算值，並提供一個輸入你自己數值的框。**About** 介紹計算方法。 |

## 如何安裝 pKa 外掛

1. 開啟 [MolDraw 編輯器](https://www.moldraw.com/zh-hant/)並登入。免費帳戶即可。
2. 點選 **Settings**（齒輪圖示），然後點選 **Plugins**。
3. 點選 pKa & Microspecies 旁邊的 **Install**。右側面板中會出現 **pKa** 分頁。

也可以在畫布上按右鍵點選分子，選擇 **pKa & microspecies**。

## 如何找出給定 pH 下的主要物種

1. 畫出分子。如果畫布上有多個分子，選取你需要的那個。
2. 開啟 **pKa** 分頁。勾選 **Live** 時，每當繪圖改變，外掛都會重新分析。否則請點選 **Analyse drawing**。
3. 用滑桿設定 pH、輸入數值，或點選 **Blood 7.4** 等預設值。
4. 閱讀摘要：主要物種、它的占比與淨電荷。
5. 把結構視圖切換到 **Major at pH**，看看電荷位在哪裡。
6. 開啟 **Microspecies** 比較其他形式。把滑鼠停留在某一種上，可在圖中醒目標示其曲線。
7. 點選 **Insert major species** 把帶電形式新增到畫布上，或點選 **Replace drawing** 用它替換你的結構。

## 課堂與實驗室中的用法

- **講解酸與鹼：**畫出甘胺酸。教科書數值約為羧酸 2.3、胺 9.6，因此在 pH 7.4 下應以兩性離子為主。把外掛的估算值與這些數值比較，並移動滑桿，展示每種形式依次占優勢。
- **藥物吸收：**先點選 Stomach 1.5，再點選 Blood 7.4，展示弱酸或弱鹼在體內不同部位電荷如何變化。
- **對接與建模準備：**插入 pH 7.4 下的主要物種，匯出這種形式而不是中性結構。要查看其電荷位置，可以[依靜電位為插入的形式上色](https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/mep-plugin-electrostatic-potential-map.html)。
- **快速計算：**對於緩衝溶液與比值問題，可以把外掛與 [pKa 計算器](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/pka-calculator.html)與 [pH 計算器](https://www.moldraw.com/zh-hant/tools/free-chem-tools/ph-calculator.html)配合使用。

## 技巧與限制

- 點選結構上的 pKa 標籤，可跳到 Sites 表中對應的基團。
- 如果你有實測的 pKa，請在 **Your pKa** 框中輸入。留空則保留估算值。實測值永遠優於估算值。
- 畫有反離子的鹽會被視為兩個分子。請選取藥物部分，或改畫中性母體化合物。
- 如果分子在 pH 0 至 14 之間沒有可游離基團，外掛會告訴你它保持中性。

所有數值都是估算值。外掛會找出每個酸性或鹼性基團，以該類基團的實測值為起點，再用 Hammett 與 Taft 方程式根據鄰近取代基進行校正。在約 2,000 個分子的保留測試集上，平均誤差為 0.92 個 pKa 單位，71% 的數值誤差在 1 個單位以內。常見藥物的平均誤差約為 0.45。某些環系、互變異構物、脒、烯醇與 C-H 酸可能偏差 2 個單位或更多。請把結果用於教學、快速檢查與規劃，而不是替代實測。

## 問題與解答

### 什麼是微物種？

微物種是分子的一種特定質子化狀態，其中每個酸性或鹼性基團要麼帶著質子，要麼不帶。含有多個可游離基團的分子可以同時以幾種微物種存在，它們的占比隨 pH 變化。

### pKa 值有多準確？

它們是估算值。在保留的測試集上，平均誤差為 0.92 個 pKa 單位，71% 的數值誤差在 1 個單位以內；常見藥物的平均誤差約為 0.45 個單位。不常見的環系與存在互變異構的雜環可能偏差 2 個單位或更多。

### 外掛會把我的分子傳送到伺服器嗎？

不會。計算在你的瀏覽器中執行，不使用伺服器，也不使用 AI 模型。

### 可以使用我自己測得的 pKa 值嗎？

可以。開啟 Sites 分頁，在該基團的 Your pKa 框中輸入你的數值。分布圖、摘要與主要物種會立即更新。

## 更多 MolDraw 外掛

[pKa 外掛文件](https://www.moldraw.com/docs/plugins/pka-plugin-microspecies-protonation-states-at-any-ph/) [靜電位圖](https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/mep-plugin-electrostatic-potential-map.html) [ChEMBL 生物活性查詢](https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/chembl-plugin-bioactivity-lookup.html) [蛋白質查看器](https://www.moldraw.com/zh-hant/blog/protein-viewer-plugin-pdb-3d.html) [所有外掛程式](https://www.moldraw.com/docs/plugins/moldraw-plugins-overview-and-how-to-install/)

最後更新：2026 年 10 月 15 日