| Riferimento | Grani (gr) | Nanogrammi (ng) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 77.1618 gr | 5 × 109 ng |
| One litre of water | 15432.4 gr | 1 × 1012 ng |
| Average adult human | 1080265 gr | 7 × 1013 ng |
| A small car | 21605302 gr | 1.4 × 1015 ng |
Il grano è un’unità di massa pari esattamente a 64,79891 milligrammi. Il suo simbolo è gr. È l’unità più piccola dei sistemi imperiale e consuetudinario statunitense, e l’unica condivisa in misura identica dai sistemi avoirdupois, troy e degli speziali, il che ne fa il perno su cui ruotano le conversioni fra essi.
La sua origine è agricola e letterale: un chicco d’orzo, o di grano in alcune tradizioni, preso come campione naturale perché i semi di uno stesso raccolto sono notevolmente uniformi. Lo statuto inglese del 1266 definiva il penny come il peso di trentadue chicchi di grano presi dal mezzo della spiga. Quella definizione sopravvisse in linea di principio fino all’Ottocento, quando il grano fu fissato per legge rispetto alla libbra e non più a un seme. Settemila grani fanno una libbra avoirdupois, e 5760 una libbra troy.
Le armi da fuoco sono l’ambito in cui l’unità è più viva. La massa dei proiettili si indica in grani quasi ovunque, sicché un proiettile da carabina da 55 grani o uno da pistola da 230 grani sono linguaggio corrente fra i tiratori di tutto il mondo, paesi metrici compresi. Anche le cariche di propellente si pesano in grani, e le bilance da ricarica sono tarate in essi.
La farmacia usò il grano per secoli, e l’aspirina da cinque grani è l’antenata dell’odierna compressa da 325 milligrammi, cifra che appare arbitraria in unità metriche e ovvia in quelle antiche. L’odontoiatria, i componenti per frecce e tiro con l’arco e il commercio di perle e pietre preziose lo conservano in alcuni casi.
La sua proprietà più notevole è d’essere lo stesso in ogni sistema inglese di pesi. I pesi troy, avoirdupois e degli speziali si dividono diversamente al di sopra del grano — una libbra troy è 5760 grani e una avoirdupois 7000 — ma tutti e tre poggiano sull’identico grano di 64,79891 milligrammi. Ciò fece del grano la moneta comune con cui confrontare i pesi di un orafo e quelli di un droghiere, ed è la ragione per cui l’unità sopravvisse alla normazione mentre i parenti maggiori venivano potati. Chi ricarica cartucce sfrutta oggi la stessa finezza: le cariche di polvere si pesano al decimo di grano, circa sei milligrammi, perché un piccolo errore nella carica produce una grande variazione di pressione.
Un grano equivale a 64,79891 milligrammi esatti, a un settemillesimo di libbra avoirdupois o a circa 0,002286 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.