| 基準 | グラム (g) | ナノグラム (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 |
グラムは、1 キログラムの 1000 分の 1 にあたる質量の単位です。記号は g です。SI の基本単位は キログラムですが、接頭語が付くのはグラムのほうであり、ミリグラムもマイクログラムもキログラムではなくグラムの上に組み立てられています。
このぎこちなさは歴史に由来します。1795 年の当初のメートル法は、グラムを、氷が溶ける温度における水 1 立方センチメートルの質量と定めました。基本単位とするつもりでしたが、1 グラムの標準器は基準として軽すぎます。ほこり 1 粒や指紋ひとつで測定できるほど変わってしまうからです。そこで 1000 倍重いキログラムが標準の実物として選ばれ、SI もその取り決めを受け継ぎました。その結果、基本単位でありながら自らの名称に接頭語を含む唯一の単位となっています。
英語圏の外の調理はグラムで動いており、英語圏の内側でもしだいにそうなっています。小麦粉を体積ではかるのではなく重さではかると、製菓における最大の誤差要因が消えます。カップ 1 杯の小麦粉は、詰め方によって 2 割も変わりうるからです。職業の製パン職人は完全にグラムで作業し、配合を小麦粉重量に対する百分率で表します。
栄養成分表示はたんぱく質、脂質、炭水化物、糖類、食物繊維をグラムで示すので、この単位は食事の計算における日常の通貨です。郵便は手紙や小型の荷物をグラムで料金づけし、貴金属はトロイオンスで取引されるものの、一般にはグラム単位の延べ棒で売られます。
これは また、国際 単位 系 の 接頭 語 が つく 単位 でもあります。だからこそ この 体系 は、すでに 接頭 語 を帯びた 基本 単位 をもつのです。より 小さい 質量 も より 大きい 質量 も、キログラム ではなく グラム から 名づけられます。千 分 の 一 グラム は ミリグラム であって マイクロ キログラム ではなく、百万 グラム は メガグラム、すなわち よく 知られた トン です。この 決まり は、さもなければ 避けられない 二重 の 接頭 語 の 組 を 言葉 から取り除きますが、キログラム を、名 に 接頭 語 を含む ただ 一つ の 基本 単位 という 奇妙 な 立場 に残します。郵便 の 料金 は グラム の 日常 の 働き を示します。手紙 の 料金 は 20、50、100 グラム で 段 を変え、事務 用 の 紙 一 枚 は およそ 五 グラム です。
1 グラムは、0.001 キログラム、1000 ミリグラム、およそ 0.035 オンスに等しくなります。
ナノグラムは、1 グラムの 10 億分の 1、すなわち 1 マイクログラムの 1000 分の 1 にあたる質量の単位です。記号は ng です。SI の基本単位で表すと、10 の マイナス 12 乗キログラムになります。
ナノグラムに歴史的な背景はありません。SI の接頭語が限りなく続くために存在し、それを正当化できるほど装置が高感度になって初めて役に立つようになりました。優れた分析天びんはマイクログラムの 10 分の 1 まで読み取れますが、そこまでです。ナノグラムを直接量る天びんはありません。この量は、既知の体積の試料を通したときに質量分析計、免疫測定法、クロマトグラフィーのカラムが返す信号から推定されます。
多くの人が気づかないままこの単位に出会うのは、臨床検査の場です。血中のホルモンや薬物の濃度はナノグラム毎ミリリットルで報告されます。テストステロン、前立腺特異抗原、ジゴキシン、タクロリムス、そしてアメリカの慣行ではビタミン D がそうです。薬物血中濃度モニタリングはこの尺度に依存しています。薬によっては、有効濃度と中毒濃度の差が数ナノグラム毎ミリリットルしかないからです。ドーピングの基準値も同じ書き方であり、だからこそ選手は、他のどんな尺度でも見えない量の物質で陽性となりえます。
環境化学では、もっとも毒性の強い汚染物質にこの単位を用います。問題となる濃度が、グラム規模の単位では扱いにくいほど低いためです。大気中のダイオキシン類やフラン類はナノグラム毎立方メートル、水中の水銀や多環芳香族炭化水素はナノグラム毎リットルで示されます。これらの物質の規制値は、20 世紀後半になってようやく測定できるようになった濃度に置かれており、単位と規制はともに登場したことになります。
この尺度は思い描きにくいものです。細かい食塩 1 粒はおよそ 60 マイクログラム、つまり 6 万ナノグラムです。哺乳類の細胞 1 個はおよそ 1 ナノグラムなので、1 ナノグラムの組織は数個の細胞にあたります。何であれ 1 マイクログラムはすでに目に見えず、1 ナノグラムはさらにその 1000 分の 1 です。
1 ナノグラムは、0.001 マイクログラム、1 ミリグラムの 100 万分の 1、1 グラムの 10 億分の 1 に等しくなります。