Các đơn vị và hệ thống đo lường quốc tế (SI) trong lĩnh vực hóa sinh

Trường Đại Học Y Hà Nội - Bộ môn Khoa học xét nghiệm

Chủ biên PGS.TS.BS Đặng Thị Ngọc Dung, TS. Nguyễn Trọng Tuệ

Các tác giả tham gia biên soạn

PGS. TS. BS Đặng Thị Ngọc Dung, TS. Nguyễn Trọng Tuệ, TS. BS. Nguyễn Thúy Hương, TS. BS. Nguyễn Thị Thanh Hải

ThS. Đặng Quang Huy, Ths. BSNT. Nguyễn Quỳnh Giao, Ths. BSNT. Vũ Đức Anh, ThS. Trịnh Thị Phương Dung

Ths. BSNT. Lê Văn Toàn, Ths. BSNT. Ngô Diệu Hoa, BSNT. Phạm Thị Hương Trang, Ths. BSNT. Nguyễn Thị Thu Thảo

Ths. BS. Nguyễn Thị Hảo, CKI. Đỗ Thị Hường, CKI. Nguyễn Thúy Hà, ThS. Vũ Thị Bích Hồng

CN. Lê Thanh Thảo, CN. Nguyễn Hữu Hùng

Hệ đo lường quốc tế (SI) là hệ đo lường được sử dụng rộng rãi nhất được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Để phục vụ cho quá trình học tập, tham khảo tài liệu và thực hiện thống nhất trong các bệnh viện, các thầy thuốc cần biết các đơn vị quốc tế (SI) đang dùng để viết kết quả xét nghiệm. Trong bài viết này, Trung Tâm Thuốc Central Pharmacy (trungtamthuoc.com) xin gửi đến bạn đọc thông tin về các đơn vị trong hệ thống đo lường quốc tế (SI) và cách chuyển đổi giữa các đơn vị thường dùng với đơn vị SI.

1 Nội dung

Hệ đo lường quốc tế (SI) có bảy đơn vị cơ bản và một số đơn vị dẫn xuất cùng với một bộ các tiền tố. Các đơn vị đo lường phi SI có thể chuyển đổi sang đơn vị đo lường SI (hoặc ngược lại) phù hợp với các hệ số chuyển đổi đơn vị đo lường. 

Năm 1957 Hội nghị Quốc tế về đo lường đã thống nhất quy định đơn vị đo lường quốc tế SI (tiếng Pháp là Système International de Unités; tiếng Anh là The International System of Units). Ban đầu là các đơn vị cơ bản: mét (m), ampe (A), candela (cd), kilogam (kg), giây (s). 

Năm 1971 Hội nghị của Liên đoàn Hóa học lâm sàng quốc tế đã quy định đơn vị SI thứ 7 về đơn vị mới biểu thị kết quả xét nghiệm, khắc phục tình trạng nhiều đơn vị khác nhau, khó chuyển đổi, chưa khoa học. Hai đơn vị cơ bản so với mốc thời gian trước đó là: nhiệt động học kenvin (K), lượng chất (mol). 

Trước kia, ở một số địa phương nước ta vẫn còn đang dùng các đơn vị chưa đúng với hệ thống đơn vị SI để ghi kết quả các xét nghiệm hóa sinh. Hiện nay, các xét nghiệm được Hội Hóa sinh-Y-Dược Việt Nam, Bộ Y tế thống nhất dùng đơn vị Quốc tế (SI) để ghi kết quả các xét nghiệm hóa sinh. Để phục vụ cho quá trình học tập, tham khảo tài liệu và thực hiện thống nhất trong các bệnh viện, các thầy thuốc cần biết các đơn vị quốc tế (SI) đang dùng để viết các kết quả xét nghiệm. 

Lý do sử dụng đơn vị SI: 

• Về pháp lý: cần thống nhất các loại đơn vị trên toàn thế giới. 
• Về khoa học: biểu thị theo đơn vị mới giúp ta hiểu rõ hơn mối liên quan sinh lý giữa các chất. 

Tại Việt Nam quy ước về các đơn vị đo lường chính thức thuộc đơn vị SI áp dụng cho nước ta, bên cạnh đó còn quy định về những đơn vị không chính thức hiện đang áp dụng và cách quy đổi sẽ được trình bày dưới đây. 

2 Đơn vị lượng chất

Đơn vị lượng chất là những đơn vị dùng để biểu thị kết quả phân tích những hỗn hợp phân tử giống nhau và khối lượng phân tử xác định. 

Đơn vị cơ sở của đơn vị lượng chất là mol. 

1 mol là 6.02214076 * 10²³ của một số đơn vị tinh khiết không thể phân chia. Khi dùng mol phải xác định cụ thể thực thể là nguyên tử, phân tử, ion, điện tử, hạt khác hoặc những nhóm riêng của hạt đó. Một số đơn vị lượng chất thường dùng là: 

1 mol (mol) = 1 phân tử gam 

Ngoài đơn vị cơ bản, người ta còn dùng các đơn vị dẫn xuất là các ước số của đơn vị cơ bản, như: 

Milimol (mmol) = 10^-3 mol 

Micromol (μmol) = 10^-6 mol 

Nanomol (nmol) = 10^-9 mol 

Picromol (pmol) = 10^-12 mol 

Ví dụ: 1 mol glucose C₆H₁₂O₆: 180 g 

Đơn vị khối lượng 

Đơn vị khối lượng là những đơn vị dùng để biểu thị kết quả phân tích những hỗn hợp phân tử có khối lượng phân tử thay đổi hoặc chưa được xác định. Ví dụ: protein nước tiểu 24 h = 90 mg. Đơn vị cơ sở khối lượng là kilogam và các ước số của chúng. 

Gam (g) = 10^-3 kg

Miligam (mg) = 10^-3 g 

Microgam (μg) = 10^-6g

Nanogam (ng) = 10^-9 g 

3 Đơn vị nồng độ

Trước đây, trong hoá sinh y học người ta dùng nhiều đơn vị khác nhau để biểu thị các loại nồng độ: g/L, mg/L, mEq/L, mol/L... Do đó, đại lượng nồng độ cần phải hiểu chính xác, thống nhất. Trong SI có 2 loại biểu thị nồng độ: đơn vị nồng độ lượng chất và đơn vị nồng độ khối lượng. 

3.1 Nồng độ lượng chất 

Nồng độ lượng chất dùng để biểu thị nồng độ của các chất tan mà có KLPT đã xác định. Một số nồng độ lượng chất thường dùng là: 

• Mol/lít (mol/L) 
• Milimol/lít (mmol/L) 
• Micromol/lít (μmol/L) 
• Nanomol/lít (nmol/L) 
• Picomol/lít (pmol/L) 

Ví dụ: Nồng độ creatinin huyết tương là 68 μmol/L.  

3.2 Nồng độ khối lượng 

Đơn vị nồng độ khối lượng để biểu thị nồng độ của chất tan mà có KLPT thay đổi hay chưa xác định. Một số đơn vị nồng độ khối lượng thường được sử dụng là: 

Gam/lít (g/L) 

Miligam/lít (mg/L) 

Microgam/lít (g/L) 

Nanogam/lít (ng/L) 

Picogam/lít (pg/L) 

Ví dụ: Protein toàn phần huyết thanh là 72 g/L 

Chú ý: 

Cách chuyển đổi từ nồng độ khối lượng sang nồng độ lượng chất như sau: 

Trong đó:  

• KLPT là khối lượng phân tử. 
• KLNT là khối lượng nguyên tử.  

Ví dụ: Nồng độ glucose máu bình thường là 4,4 - 6,1 mmol/L.

Glucose = 0,8 (g/L)/180 = 0,0044 mol/L hay = 4,4 mmol/L.

Glucose = 1,1 (g/L)/180 = 0,0061 mol/L hay = 6,1 mmol/L. 

Cách chuyển từ nồng độ đương lượng (equivalent - Eq) sang nồng độ lượng chất như sau: 

Ví dụ: Nồng độ chất điện giải huyết thanh bình thường như: 

Na⁺ huyết thanh = 140 (mEq/L)/1 = 140 mmol/L 

Ca²⁺ = 4,5 (mEq/L)/2 = 2,25 mmol/L. 

4 Đơn vị thể tích

Trong hệ thống SI, đơn vị thể tích cơ bản là mét khối (m3), ngoài ra còn dùng các đơn vị ước số của nó, gồm: 

Lit (L) = 1 dm³ 

Decilit (dL) = 10^-2 L 

Mililit (mL) = 10^-3 L 

Microlit (μL) = 10^-6 L 

Nanolit (nL) = 10^-9 L 

Picolit (pl) = 10^-12 L 

Femtolit (FL) = 10^-15 L 

5 Đơn vị hoạt độ enzym

Trước đây, đơn vị hoạt độ enzym (đơn vị quốc tế cũ) là U (unit). Hiện nay theo hệ thống SI, đơn vị hoạt độ enzym là Katal (Kat). 

Đơn vị quốc tế cũ (U): là “Lượng enzym xúc tác biến đổi 1 umol cơ chất (S) trong 1 phút và trong những điều kiện nhất định” 

1U = 1 μmol/phút 

Đơn vị mới: Katal (Kat): là “Lượng enzym xúc tác biến đổi 1 mol cơ chất (S) trong 1 giây và trong những điều kiện nhất định”. 

1 Kat = 1 mol/s 

1 mKat = 1 mmol/s = 10-3 Kat 

1 μKat = 1 μmol/s = 10-6 Kat 

1 nKat = 1 nmol/s = 10-9 Kat  

Hiện nay, ở nước ta, đơn vị SI (Katal) ít được dùng, do thói quen nên vẫn dùng đơn vị U/L. U/L là hoạt độ enzym có trong một lít huyết tương phân huỷ hết 1 umol cơ chất trong một phút ở điều kiện tối ưu (nhiệt độ 37°C và pH thích hợp). 

Lưu ý: có thể đổi U/L và Kat theo công thức sau: 

Ví dụ: Hoạt độ phosphatase kiềm 50 U/L = 50 U/L x 16,67 = 883,5 nKat/L. 

6 Đơn vị đo độ dài

Đơn vị cơ sở đo độ dài theo hệ thống SI là met (m), ngoài ra còn thường dùng là: 

1 cm (centimet) = 10^-2 m 

1 mm (milimet) = 10^-3 m 

1 um (micromet) = 10^-6 m 

1 nm (nanomet) = 10^-9 m 

1 A^o (angstrom) = 10^-10 m

7 Đơn vị đo thời gian 

Trong hệ thống đơn vị SI, đơn vị cơ sở đo thời gian là giây (s), ngoài ra còn dùng một số đơn vị như sau: 

Phút (min) = 60 s 

Giờ (h) = 60 min = 3600 s 

Ngày (d) = 24 h = 86.400 s 

8 Đơn vị đo lưu lượng 

Lưu lượng là lượng chất thải ra trong một đơn vị thời gian mmol/s, umol/s, nmol/s. Độ thanh thải (clearance) của một chất là thể tích huyết tương mà thận thải hết chất đó trong một thời gian nhất định. 

Đơn vị cũ: mL/min. Đơn vị mới: mL/s 

Cách chuyển đổi: 

VD: Độ thanh thải của creatinin = 132 mL/min = 2,2 mL/s  

9 Đơn vị thẩm thấu

Osmol (Osm): dung dịch có nồng độ 1 Osm là dung dịch có áp suất thẩm thấu 22,4 atmophe. 

Nồng độ thẩm thấu hay thẩm độ (osmolarity): là nồng độ dung dịch có tính thẩm thấu tính theo Osmol hay mOsmol đối với 1000g chất hòa tan. 

Nồng độ thẩm thấu phân tử hay thẩm độ phân tử (osmolality): là nồng độ thẩm thấu tính theo Osmol hoặc mOsmol đối với 1000 mL dung dịch. Thẩm độ phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ dung dịch (do thể tích dung dịch phụ thuộc nhiệt độ), số lượng các “cấu tử” hòa tan trong dung dịch. 

Ví dụ: dung dịch NaCl có 9g NaCl/l, nồng độ phân tử của chất dịch sẽ là 9g/L: 58,4g/mol = 154 mmol/L (TLPT của NaCl là 58,4 g/mol). Mỗi mol NaCl phân ly tạo ra 2 cấu tử (Na⁺ và Cl^-) do đó độ thẩm thấu của dung dịch là 154 mmol/L x 2 = 308 mOsm/L. 

10 Đơn vị hình thành khuẩn lạc riêng rẽ

Muốn biết có bao nhiêu vi sinh vật trong dung dịch vi khuẩn hoặc nấm, thường sẽ rất tốn thời gian để đếm từng tế bào riêng lẻ dưới kính hiển vi. Bằng cách pha loãng một mẫu vi khuẩn và cấy ria qua đĩa thạch petri, các nhà vi sinh học có thể đếm các nhóm vi khuẩn mà được gọi chung là khuẩn lạc. Mỗi khuẩn lạc được cho là đã phát triển từ một đơn vị hình thành khuẩn lạc riêng rẽ (Colony Forming Unit – viết tắt là CFU). Đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU hoặc cfu) là một trong những đơn vị dùng để định lượng vi sinh vật còn sống. Trong khi đó phương pháp đếm trực tiếp tế bào bằng cách sử dụng buồng đếm hồng cầu dưới kính hiển vi thì tất cả các tế bào chết và sống, đều được tính. 

Tính số lượng vi khuẩn (CFU) trên mililit hoặc gram mẫu bằng cách chia số lượng khuẩn lạc cho hệ số pha loãng CFU/mL, (CFU/g) có thể được tính bằng công thức: 

Trong đó: 

A: số tế bào (đơn vị hình thành khuẩn lạc) vi khuẩn trong 1g hay 1mL mẫu 

n : tổng số khuẩn lạc đếm được trên các đĩa đã chọn 

ni : số lượng đĩa cấy tại độ pha loãng thứ i 

V : thể tích dịch mẫu (ml) cấy vào trong mỗi đĩa 

Fi : độ pha loãng tương ứng (Fi = 1 khi không pha loãng) 

Lưu ý: Chỉ giữ lại các đĩa có số lượng khuẩn lạc từ 15 -30. 

11 Tài liệu tham khảo

1. Bishop, M. L., Fody, E. P., & Schoeff, L. E. (2018). Clinical chemistry: principles, techniques, and correlations. Eighth edition. Philadelphia: Wolters Kluwer. 2. Bộ môn Hóa sinh, Trường Đại học Y Hà Nội (2003). Thực tập Hóa sinh. Nhà xuất bản Y học.

2. PGS. TS. BS. Đặng Thị Ngọc Dung, TS. Nguyễn Trọng Tuệ (2023). “Các đơn vị và hệ thống đo lường”. Kỹ thuật và thiết bị xét nghiệm y học. Nhà xuất bản y học, trang 88-94. Tải bản pdf tại đây.