段階希釈(連続希釈)とは?
段階希釈(連続希釈・シリアルダイリューション)とは、溶液中の物質を毎回同じ希釈倍率で少しずつ薄めていく操作のことです。一度に大量を希釈するのは現実的でなく、精度も低くなるため、化学・微生物学・薬理学・免疫測定(イムノアッセイ)など幅広い分野で、ごく低い濃度を正確につくり出す目的で利用されています。
この計算ツールの使い方
入力するのは次の3つの値です。まず初期濃度C₀(M、mg/mL、CFU/mLなど任意の単位でOK)、次に各ステップで適用する希釈倍率(例:1:10希釈なら10)、そして希釈回数nです。これだけで、最終濃度Cₙと、全ステップを通した総希釈倍率が自動で表示されます。
計算式の解説
1ステップごとに濃度は希釈倍率(DF)で割られていきます。1回希釈すると\(C_0/\text{DF}\)、2回で\(C_0/\text{DF}^2\)、そしてn回希釈すると次のようになります。
$$C_n = \dfrac{C_0}{\text{DF}^{n}}$$
総希釈倍率(全体の希釈倍率)は単純に\((\text{DF})^n\)で、最終溶液が元の原液に比べて何倍薄くなっているかを表します。
具体的な計算例
たとえば、原液の濃度が\(C_0 = 100\ \text{mg/mL}\)で、1:10希釈(\(\text{DF} = 10\))を5回(\(n = 5\))行うとします。総希釈倍率は\(10^5 = 100{,}000\)となるため、最終濃度は\(100 \div 100{,}000 = 0.001\ \text{mg/mL}\)(=1 µg/mL)になります。
よくある質問(FAQ)
1:10希釈とはどういう意味ですか? サンプル1に対して希釈液9を加えることを意味し、希釈倍率は10になります(サンプルの濃度は元の10分の1になります)。
希釈倍率に小数を使えますか? はい。1以上であればどんな値でも使えます。倍率が1のときは希釈なし(濃度はそのまま)を意味します。
どの単位を使えばよいですか? 好きな濃度単位を使って構いません。計算では比をとるため単位が打ち消し合い、最終結果はC₀と同じ単位で表示されます。