| 基準 | ナノグラム (ng) | マイクログラム (μg) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 5 × 109 ng | 5000000 μg |
| One litre of water | 1 × 1012 ng | 1 × 109 μg |
| Average adult human | 7 × 1013 ng | 7 × 1010 μg |
| A small car | 1.4 × 1015 ng | 1.4 × 1012 μg |
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。
マイクログラムは、1 グラムの 100 万分の 1、すなわち 1 ミリグラムの 1000 分の 1 にあたる質量の単位です。正式な記号は、ギリシャ文字のミューを用いた µg です。
医療の現場では、この記号は既知の危険とされています。手書きの µg は mg と読み違えやすく、それは 1000 倍の誤りであり、実際に患者の死亡につながってきました。そのため、米国の医療事故防止機関をはじめとする安全団体は、処方箋や表示には mcg と書くよう勧めており、多くの病院システムがこれを徹底しています。この略号は SI のものではなく学術論文では誤りですが、投薬指示書の上ではより安全な選択です。
微量栄養素はこの尺度で扱われます。ビタミン B12、葉酸、ヨウ素、セレン、ビオチン、ビタミン K はいずれもマイクログラム単位で投与され、1 日の必要量は数マイクログラムから数百マイクログラムに及びます。ビタミン D はマイクログラムか国際単位のいずれかで表され、1 マイクログラムが 40 国際単位にあたります。この二重の慣行がサプリメントの表示に絶えず混乱を招いています。作用の強い薬もこの単位を使います。フェンタニル、レボチロキシン、ジゴキシン、そして多くのホルモン避妊薬は、ミリグラムではなくマイクログラムで投与されます。
大気の質の報道は、マイクログラムを一般にも身近なものにしました。微小粒子状物質はマイクログラム毎立方メートルで測られ、世界保健機関の PM2.5 年平均曝露の指針値は 1 立方メートルあたり 5 マイクログラムです。二酸化窒素、二酸化硫黄、オゾンの基準値も同じ書き方であり、汚染を伝える報道に出てくる数値は、ほぼ必ず空気 1 立方メートル中のマイクログラム数です。
毒 の 学 が ここ で働くのは、効き目 も 危うさ も ともに 用量 に つれて 変わる からです。ジゴキシン は 一日 に 数百 マイクログラム で 処方 され、その わずか 上 で 危険 になります。甲状腺 の ホルモン は 25 マイクログラム 刻み で 渡され、麻薬 性 の フェンタニル は 数十 マイクログラム で 効きます。だからこそ、それ を まぜた 違法 な 粉 が しばしば 命 を奪う のです。分析 の 化学 は 反対 の 側 から この単位に出あいます。今日 の 装置 は 農薬、金属、医薬 を 水 の なか の 毎リットル マイクログラム の 濃さ で見つけ、規制 の 上限 も その 高さ で書かれます。1 マイクログラム は 目 に見えず、塵 一つ より 軽い のに、癒す 用量 と 殺す 用量 の 双方 の 自然 な 単位 なのです。
1 マイクログラムは、0.001 ミリグラム、1 グラムの 100 万分の 1、1000 ナノグラムに等しくなります。