| 基準 | ミリグラム (mg) | ナノグラム (ng) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (80 gsm) | 5000 mg | 5 × 109 ng |
| One litre of water | 1000000 mg | 1 × 1012 ng |
| Average adult human | 70000000 mg | 7 × 1013 ng |
| A small car | 1.4 × 109 mg | 1.4 × 1015 ng |
ミリグラムは、1 グラムの 1000 分の 1、すなわち 1 キログラムの 100 万分の 1 にあたる質量の単位です。記号は mg です。名前で知られている質量としてはもっとも小さく、ほとんどすべての薬の箱と栄養成分表示に印刷されています。
薬学はこの単位の上に築かれています。錠剤の含量はほぼ世界共通でミリグラムで示され、500 mg のパラセタモール錠から心臓の薬の 5 mg まで同じです。体重あたりの用量はミリグラム毎キログラムと書かれます。この単位が仕事に合っているのは、多くの経口薬の治療域が 1 ミリグラムから 1000 ミリグラムの間に収まるためで、接頭語も小数点も使わずに整数で用量を書けます。
栄養成分表示は、ミネラルや、グラムでは小さすぎる量のものすべてにこの単位を使います。ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム、鉄、ビタミン C はいずれもミリグラムで、コレステロールも同様です。カフェイン量も同じ書き方で、濃いコーヒー 1 杯にはおよそ 100 mg が含まれ、いくつかの国では 1 リットルあたり 150 mg を超えるエネルギー飲料に警告表示が義務づけられています。
実験室では、ミリグラムは分析天びんの扱いやすい作業域にあたります。分析天びんはふつう 0.1 ミリグラムまで表示し、数秒で安定します。それより下では、秤量は気流と静電気、そして操作者自身の体温を抑え込む作業になります。そのため 1 ミリグラム未満の量は、直接量るのではなく、より大きな秤量済みの質量を溶かして一定量を分取して調製するのがふつうです。
法 と 公衆 の 衛生 は、上限 を 実際 に 守らせねば ならない とき、いつも これ を借ります。飲酒 の 運転 は ヨーロッパ の 多く で 血 100 ミリリットル あたり アルコール 50 ミリグラム と定められ、英国 では 80 です。食品 の 規則 は ナトリウム、添加 の 物、混入 の 物 を 1 キログラム あたり ミリグラム で抑えます。車 の 排出 の 基準 は、粒子 と 窒素 の 酸化 物 について 1 キロメートル あたり ミリグラム で書かれます。いずれ も、数値 は 体 に とって 意味 の ある ほど 小さく、ふつう の 試験 の 場 で 確か に 測れる ほど 大きく なければ なりません。ミリグラム は まさに その 位置 にあります。珈琲 一 杯 は カフェイン およそ 100 ミリグラム を含み、この 尺度 全体 の 手がかり になります。
1 ミリグラムは、0.001 グラム、1000 マイクログラム、1 キログラムの 100 万分の 1 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。