| Microlitri (µL) | Nanolitri (nL) |
|---|---|
| 1 Microlitro | 1000 nL |
| 2 Microlitri | 2000 nL |
| 3 Microlitri | 3000 nL |
| 4 Microlitri | 4000 nL |
| 5 Microlitri | 5000 nL |
| 10 Microlitri | 10000 nL |
| 20 Microlitri | 20000 nL |
| 25 Microlitri | 25000 nL |
| 50 Microlitri | 50000 nL |
| 100 Microlitri | 100000 nL |
| Riferimento | Microlitri (µL) | Nanolitri (nL) |
|---|---|---|
| A teaspoon | 5000 µL | 5000000 nL |
| A can of soft drink | 330000 µL | 330000000 nL |
| A wine bottle | 750000 µL | 750000000 nL |
| A bathtub | 150000000 µL | 1.5 × 1011 nL |
| An Olympic swimming pool | 2.5 × 1012 µL | 2.5 × 1015 nL |
Il microlitro è un’unità di volume pari a un milionesimo di litro, scritto µL. È esattamente un millimetro cubo. È l’unità di lavoro del laboratorio di biologia molecolare e dell’ematologia clinica, e quasi ogni grandezza della biologia odierna che non sia una massa o una concentrazione è un numero di microlitri.
È il pipettaggio a definirlo nella pratica. Le micropipette regolabili prendono il nome dal loro volume massimo in microlitri, sicché un bancone porta strumenti da 2, 20, 200 e 1000, e la giornata di chi ricerca consiste in gran parte nello spostare microlitri da una provetta all’altra. Una reazione a catena della polimerasi si allestisce di norma in venti o cinquanta microlitri, e un intero esperimento può usare meno liquido di quanto ne stia in un cucchiaino.
Gli emocromi si refertano rispetto ad esso. I globuli bianchi vanno da quattromila a undicimila per microlitro in un adulto sano, le piastrine da centocinquantamila a quattrocentomila, e i globuli rossi circa cinque milioni. Quegli intervalli di riferimento sono fra le cifre più usate della medicina, e sono tutti conteggi dentro un cubo di un millimetro di lato.
La diagnostica ha spinto i volumi verso il basso. Un moderno misuratore di glicemia richiede circa mezzo microlitro di sangue, ed è per questo che basta una puntura del dito là dove una generazione precedente di apparecchi esigeva una siringa. Gli analizzatori al letto del paziente, i test a flusso laterale e le cartucce microfluidiche sono tutti progettati attorno al più piccolo campione che si possa chiedere a un malato.
La chimica analitica usa la stessa scala. I volumi di iniezione in cromatografia liquida vanno da uno a venti microlitri, quella in fase gassosa ne usa uno o meno, e i campioni per la spettrometria di massa si preparano a decine. Poiché il segnale analitico dipende dalla quantità iniettata, l’esattezza di una misura su scala di microlitro fissa l’esattezza dell’intero risultato.
L’identità con il millimetro cubo è una comodità autentica. L’ematologia refertava un tempo le conte cellulari per millimetro cubo e oggi le referta per microlitro, e le cifre non sono cambiate affatto, perché le due unità sono la stessa. È un raro caso di cambio di unità in medicina che non ha richiesto alcuna rieducazione e non ha prodotto errori.
Un microlitro equivale a 1 millimetro cubo, a 0,001 millilitri, a 0,000001 litri o a circa 0,0000338 once liquide statunitensi.
Il nanolitro è un’unità di volume pari a un miliardesimo di litro, scritto nL. È un millesimo di microlitro, e un nanolitro d’acqua ha una massa di un microgrammo. È la scala alla quale la manipolazione dei liquidi smette di essere questione di pipette e diventa questione di canali incisi, gocce stampate e impulsi acustici.
La microfluidica è costruita qui. Un laboratorio su chip muove campioni in canali larghi qualche decina di micrometri, sicché il volume dentro un tratto si misura in nanolitri e un’intera analisi può consumare meno di un microlitro. Lavorare a questa scala cambia la fisica oltre alla quantità: la tensione superficiale prevale sulla gravità, i flussi restano ordinati anziché turbolenti, e il mescolamento va progettato invece che dato per scontato.
La reazione a catena della polimerasi digitale mostra che cosa porti questa scala. Un campione si divide in circa ventimila gocce di all’incirca un nanolitro ciascuna, ogni goccia si amplifica separatamente, e il numero di quelle risultate positive dà un conteggio assoluto di molecole bersaglio anziché una misura relativa. Dividere un microlitro in migliaia di scomparti numerabili è possibile solo perché un nanolitro è abbastanza piccolo da contenere una molecola bersaglio oppure nessuna.
Lo screening dei farmaci muove il liquido senza toccarlo. I dosatori acustici usano un impulso sonoro focalizzato per espellere gocce di due nanolitri e mezzo da un pozzetto aperto, senza puntale e quindi senza contaminazione incrociata né rifiuto plastico. Una piastra di screening da millecinquecento pozzetti si riempie di composti diversi in pochi minuti a questo volume.
La stampa e la deposizione a punti lavorano allo stesso ordine. Un punto di microarray contiene fra mezzo nanolitro e cinque, una goccia a getto d’inchiostro è di qualche picolitro, sicché un nanolitro fa diverse centinaia di gocce, e le piattaforme a singola cellula racchiudono cellule isolate in gocce di questa misura perché una cellula di mammifero occupa solo pochi picolitri.
Maneggiare nanolitri in modo affidabile è soprattutto una lotta contro l’evaporazione. Una goccia da un nanolitro esposta all’aria può perderne una frazione misurabile in pochi secondi, sicché i dispositivi a questa scala lavorano sotto olio, in canali sigillati o in recinti a umidità controllata, e quel vincolo plasma gli strumenti più della dosatura stessa.
Un nanolitro equivale a 0,001 microlitri, a 0,000001 millilitri, a 0,001 millimetri cubi o a 1 000 000 di micrometri cubi.