| Riferimento | Grammi (g) | Nanogrammi (ng) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 5 g | 5 × 109 ng |
| One litre of water | 1000 g | 1 × 1012 ng |
| Average adult human | 70000 g | 7 × 1013 ng |
| A small car | 1400000 g | 1.4 × 1015 ng |
Il grammo è un’unità di massa pari a un millesimo di chilogrammo. Il suo simbolo è g. Sebbene il chilogrammo sia l’unità di base del SI, è il grammo a portare i prefissi, così milligrammo e microgrammo sono costruiti sul grammo e non sul chilogrammo.
Questa stranezza è storica. Il sistema metrico del 1795 definiva il grammo come la massa di un centimetro cubo d’acqua alla temperatura del ghiaccio fondente. Doveva essere l’unità di base, ma un campione da un grammo è troppo leggero per fare da riferimento pratico: un granello di polvere o un’impronta digitale lo modificano in modo misurabile. Come artefatto campione fu scelto il chilogrammo, mille volte più pesante, e il SI ereditò la soluzione, lasciando l’unità di base come la sola a portare un prefisso nel proprio nome.
La cucina fuori dal mondo anglofono funziona a grammi, e sempre più anche al suo interno. Pesare la farina invece di misurarla a volume elimina la maggiore fonte di errore in pasticceria, perché una tazza di farina può variare del venti per cento a seconda di quanto è compattata. I panettieri professionisti lavorano interamente in grammi ed esprimono le ricette come percentuali del peso della farina.
Le tabelle nutrizionali riportano proteine, grassi, carboidrati, zuccheri e fibre in grammi, quindi l’unità è la moneta quotidiana dell’aritmetica alimentare. Le poste tariffano lettere e piccoli pacchi in grammi, e i metalli preziosi, pur trattati in once troy, si vendono al pubblico in lingotti da grammi.
È anche l’unità a cui si attaccano i prefissi del SI, ed è per questo che il sistema possiede un’unità di base che porta già un prefisso. Le masse minori e maggiori si nominano a partire dal grammo e mai dal chilogrammo: il millesimo di grammo è un milligrammo, non un microchilogrammo, e un milione di grammi è un megagrammo, meglio noto come tonnellata. La regola risparmia alla lingua una serie di prefissi doppi altrimenti inevitabili, ma lascia il chilogrammo nella posizione singolare d’essere l’unica unità di base il cui nome ne contiene uno. Le tariffe postali mostrano il grammo all’opera: i prezzi delle lettere scattano a 20, 50 e 100 grammi, e un foglio di carta da ufficio ne pesa circa cinque.
Un grammo equivale a 0,001 chilogrammi, a mille milligrammi o a circa 0,035 once.
Il nanogrammo è un’unità di massa pari a un miliardesimo di grammo, ovvero a un millesimo di microgrammo. Il suo simbolo è ng. Espresso nell’unità di base del SI vale 10 elevato a meno dodici chilogrammi.
Dietro il nanogrammo non c’è nulla di storico. Esiste perché i prefissi del SI si estendono senza limite, ed è diventato utile solo quando gli strumenti hanno raggiunto la sensibilità che lo giustifica. Una buona bilancia analitica risolve decimi di microgrammo e si ferma lì; nessuna bilancia pesa direttamente un nanogrammo. La quantità viene invece dedotta dal segnale che uno spettrometro di massa, un immunodosaggio o una colonna cromatografica producono quando li attraversa un volume noto di campione.
È nel laboratorio di analisi che la maggior parte delle persone incontra l’unità senza accorgersene. Le concentrazioni di ormoni e farmaci nel sangue si esprimono in nanogrammi per millilitro: testosterone, antigene prostatico specifico, digossina, tacrolimus e, nella pratica americana, vitamina D. Il monitoraggio terapeutico dipende da questa scala, perché per alcuni farmaci pochi nanogrammi per millilitro separano la concentrazione efficace da quella tossica. Le soglie antidoping sono scritte allo stesso modo, ed è per questo che un atleta può risultare positivo per una sostanza presente in quantità invisibili a qualunque altra misura.
La chimica ambientale la usa per i contaminanti più tossici, le cui concentrazioni rilevanti stanno molto al di sotto di ciò che un’unità della scala del grammo descrive comodamente. Diossine e furani nell’aria si indicano in nanogrammi per metro cubo, il mercurio e gli idrocarburi policiclici aromatici in nanogrammi per litro d’acqua. I limiti normativi per queste sostanze sono fissati a concentrazioni divenute misurabili solo nella seconda metà del Novecento, sicché l’unità e la norma sono arrivate insieme.
La scala è difficile da immaginare. Un solo granello di sale fino pesa circa sessanta microgrammi, cioè sessantamila nanogrammi. Una cellula di mammifero pesa dell’ordine di un nanogrammo, quindi un nanogrammo di tessuto corrisponde a poche cellule. Un microgrammo di qualsiasi cosa è già invisibile; un nanogrammo ne è il millesimo.
Un nanogrammo equivale a 0,001 microgrammi, a un milionesimo di milligrammo e a un miliardesimo di grammo.