Conversione da Nanolitri a Decimetri cubi

Informazioni sul Nanolitro (nL)

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.

Informazioni sul Decimetro cubo (dm³)

Il decimetro cubo è un’unità di volume pari a un millesimo di metro cubo, scritto dm³. È il volume di un cubo di dieci centimetri di spigolo, e dal 1964 è la definizione esatta del litro. I due sono la stessa grandezza, e la scelta fra loro è l’esempio più netto, in tutto il sistema metrico, di un nome scelto per ciò che fa a un calcolo.

La chimica preferisce il decimetro cubo per una ragione precisa. La concentrazione si scrive in moli per decimetro cubo, e ogni altra grandezza dello stesso calcolo si esprime in metri, chilogrammi e secondi o nelle loro forme con prefisso. Tenere il volume come una lunghezza al cubo fa sì che le unità di un’equazione si semplifichino a occhio, senza che nessuno debba ricordare che un litro è un millesimo di metro cubo.

È per questo che l’insegnamento chimico britannico e del Commonwealth scrive mol dm⁻³ dove quello americano scrive molare. Una soluzione uno molare e una soluzione da una mole per decimetro cubo sono identiche, ma solo la seconda forma rende visibili le dimensioni. Chi si forma su di essa può verificare un risultato guardando le unità, l’abitudine più affidabile per cogliere errori in chimica quantitativa.

I volumi gassosi seguono la stessa convenzione. Una mole di gas ideale occupa 22,4 decimetri cubi a zero gradi Celsius e un’atmosfera, e circa 24,0 decimetri cubi a temperatura ambiente, sicché una stechiometria si converte in un volume misurabile in un solo passo. Questi sono fra i numeri più citati della chimica scolastica, e si scrivono quasi sempre in dm³ anziché in litri.

Altrove il litro vince senza fatica. Nessuno compra carburante, latte o vernice in decimetri cubi, e nessuna etichetta di bevanda porta quel simbolo, perché il nome litro è più corto, più antico e compreso da tutti. Il decimetro cubo sopravvive dove a leggere il numero è una formula e non un cliente.

Il rapporto con i vicini merita di essere tenuto chiaro, a causa del cubo. Un decimetro cubo contiene mille centimetri cubi, non cento, e mille decimetri cubi fanno un metro cubo. Ogni passo nella lunghezza è un fattore dieci e ogni passo nel volume un fattore mille, ed è da lì che nasce la maggior parte degli errori commessi con questa unità.

Un decimetro cubo equivale a 1 litro, a 1000 centimetri cubi, a 0,001 metri cubi o a circa 61,02 pollici cubi.